I. מבוא
בתחום בקרת אוטומציה תעשייתית, נעשה שימוש נרחב ב-PLC (בקר לוגיקה לתכנות) בתרחישים תעשייתיים שונים כמכשיר בקרה חשוב. בין שיטות הבקרה של PLC, בקרת דופק ובקרת אוטובוס הן שתי אסטרטגיות בקרה נפוצות. במאמר זה, נדון בהבדל בין בקרת פעימה ובקרת אפיק של PLC, וננתח אותו מהיבטים שונים, כגון עקרון הבקרה, תרחישי היישום ומאפייני הביצועים, כך שלקוראים תהיה הבנה מעמיקה יותר של ההבדלים בין שתי שיטות הבקרה הללו.
II. בקרת דופק
עקרון שליטה
בקרת דופק היא טכנולוגיית בקרה המשתמשת באותות דופק כאמצעי בקרה. ב-PLC, בקרת פעימה בדרך כלל מייצרת אותות דופק במהירות גבוהה- דרך יציאות פלט ספציפיות, ואותות פולסים אלו מועברים לרכיבי הבקרה של האובייקט הנשלט, ובכך שולטים בתנועה או במצב של האובייקט הנשלט. פרמטרים כגון תדירות ומחזור העבודה של אותות הדופק ניתנים להתאמה מדויקת באמצעות תוכנית ה-PLC כדי להשיג אפקטי בקרה שונים.
תרחישי יישום
בקרת דופק מתאימה ליישומים בהם נדרשת שליטה מדויקת במיקום, מהירות או תאוצה. לדוגמה, בקווי ייצור אוטומטיים, בקרת דופק יכולה לשמש לשליטה במנועי סרוו ומנועי צעד כדי לממש בקרת מיקום מדויקת והתאמת מהירות; במערכות בקרת רובוטים, ניתן להשתמש בבקרת הדופק כדי לשלוט בתנועת המשותפת של הרובוט כדי לממש תכנון מסלול ובקרה של תנועה-בדיוק גבוה; במכונות בקרה מספרית, בקרת דופק יכולה לשמש כדי לשלוט על מהירות הסיבוב של הציר הראשי ומהירות התנועה של ציר ההזנה כדי לשפר את העיבוד במכונת CNC, בקרת דופק יכולה לשמש כדי לשלוט על מהירות סיבוב הציר ומהירות תנועת ציר ההזנה כדי לשפר את דיוק העיבוד והיעילות.
מאפייני ביצועים
(1) דיוק גבוה:בקרת דופק יכולה לממש -בקרת מיקום דיוק גבוהה והתאמת מהירות כדי לעמוד בדרישות שונות של בקרת דיוק- גבוהה.
(2) תדר גבוה:לאות הדופק-הגבוהה שנוצר על ידי PLC יש תדר גבוה, שיכול לממש תגובה מהירה ובקרה מדויקת.
(3) יציבות גבוהה:בקרת דופק יש יציבות גבוהה, יכולה להיות יציבה במגוון של סביבות קשות.
III. בקרת אוטובוסים
עקרון שליטה
בקרת אוטובוס היא טכנולוגיית השליטה באמצעות פרוטוקול תקשורת האוטובוס. ב-PLC, בקרת אפיק שולחת הוראות לאובייקטים מבוקרים מרובים דרך האפיק כדי לממש בקרה מקבילה. פרוטוקול תקשורת האוטובוס מציין פרמטרים כגון פורמט שידור נתונים, קצב שידור ושיטת שידור כדי להבטיח את הדיוק והאמינות של הנתונים במהלך השידור.
תרחישי יישום
בקרת אוטובוס מתאימה ליישומים שבהם יש לשלוט על מספר עצמים או התקנים בו זמנית. לדוגמה, בקווי ייצור של אוטומציה תעשייתית, שילוב מחסנים ומערכות אחרות, בקרת אפיק יכולה לשלוט בו זמנית במספר מנועים, חיישנים, מפעילים והתקנים אחרים כדי לממש לוגיקה מורכבת של בקרה ואוטומציה. בנוסף, בקרת אוטובוסים נמצאת בשימוש נרחב גם באוטומציה של מבנים, תחבורה חכמה ותחומים אחרים.
מאפייני ביצועים
(1)תמיכה בחיבור -מרוב מכשירים:בקרת אוטובוס מאמצת עיצוב מבנה פתוח, תומכת בחיבורי מכשירים רבים ושונים ויכולה לממש בקרת רשת של מכשירים שונים.
(2) יעיל ואמין:בקרת האוטובוס מאמצת פרוטוקולי תקשורת יעילים ושיטות שידור אמינות כדי להבטיח את הדיוק והאמינות של הנתונים בתהליך השידור.
(3) גמיש:בקרת אפיק תומכת במגוון שיטות תקשורת, ניתן לבחור את שיטת התקשורת המתאימה בהתאם לצרכים בפועל, להשגת אסטרטגיות בקרה גמישות ומגוונות.
(4) תחזוקה קלה:בקרת האוטובוס מאמצת עיצוב מודולרי, שקל לתחזק ולהרחיב. כאשר מכשיר נכשל, ניתן להחליף או לתקן בקלות את המכשיר מבלי להשפיע על הפעולה הרגילה של המערכת כולה.
IV. השוואה בין בקרת דופק ובקרת אוטובוס
מצב שליטה
בקרת פעימה היא לשלוט ישירות על התנועה או המצב של האובייקט הנשלט באמצעות אותות פולסים, בעוד שבקרת האוטובוס היא לשלוח פקודות לאובייקטים מבוקרים מרובים דרך פרוטוקול התקשורת של האוטובוס כדי לממש בקרה מקבילה. לכן, מבחינת מצב בקרה, בקרת הדופק מתמקדת יותר בשליטה מדויקת של אובייקט בודד, בעוד שבקרת אוטובוס מתמקדת יותר בשליטה מקבילה של מספר עצמים.
דיוק שליטה
בקרת דופק יכולה לממש -בקרת מיקום דיוק גבוהה והתאמת מהירות כדי לענות על צורכי בקרת דיוק- גבוהים שונים. למרות שבקרה באוטובוס יכולה גם לממש שליטה מדויקת, דיוק הבקרה שלה עשוי להיות מעט נמוך מזה של בקרת דופק.
מספר אובייקטי בקרה
בקרת דופק יכולה בדרך כלל לשלוט רק על אובייקט אחד, כגון בקרת מנוע במיקרו-בקר. בקרת אוטובוס, לעומת זאת, יכולה לשלוט על מספר אובייקטים בו זמנית. בעת שליטה בקווי ייצור של אוטומציה תעשייתית בקנה מידה גדול, שילוב מחסנים ומערכות אחרות, בקרת אפיק היא שיטת בקרה מתאימה יותר.
סנכרון ואנטי-הפרעות
במונחים של סנכרון ואנטי-שיבוש, לשליטה באוטובוסים יש יתרונות משמעותיים. בשל קצב העברת אות האוטובוס הגבוה, ניתן להשיג את שגיאת הסנכרון של בקרת מנוע מרובה ברמת המיקרו-שנייה, כמעט ללא שגיאת סנכרון. במקביל, בקרת האוטובוס מאמצת קווי אות מעוותים וכבלים עם שכבת מיגון, בעלי הפרעות אנטי- חזקה. מצד שני, בקרת דופק נוטה לשגיאות סנכרון ויכולת אנטי- חלשה עקב מהירות שידור דופק מוגבלת ואורך הכבל.
פריסת חיווט ויכולת הרחבה
במונחים של פריסת חיווט ויכולת הרחבה, גם בקרת האוטובוס מתפקדת היטב. חיווט סוג אוטובוס הוא פשוט מאוד, PLC ומחשב מארח אחר רק צריך לחבר החוצה שני חוטים ניתן להשלים עשרות או אפילו מאות חיווט בקרת מנוע, לפשט את שלב החיווט קו קושי, חיסכון חוט. במקביל, בקרת אוטובוס, בין אם זה כונן מנוע ותחנות עבדים אחרות או PLC ותחנות מאסטר אחרות, בדרך כלל יכולה להיות מוגדרת עבור בקרת רשת מרובת, ממשקים שמורים אלה יכולים להתממש תצורה, עבור העלייה מאוחרת יותר בפונקציונליות או שינויים בשליטה מועילים מאוד. שליטה מסוג Pulse- בממשק החומרה הוגבלה כדי שלא תוכל לממש את התצורה, מאוחר יותר אם תצטרך להגדיל את הפונקציה או לשנות את מצב הבקרה יהיה קשה מאוד.
V. מסקנה
לסיכום, בקרת דופק PLC ובקרת אפיק בעקרון הבקרה, תרחישי יישום, מאפייני ביצועים והיבטים אחרים של ההבדלים המשמעותיים. בקרת דופק מתאימה לשליטה מדויקת על אובייקט בודד, בעוד שבקרת אוטובוס מתאימה יותר למערכות מורכבות הדורשות שליטה בו זמנית במספר אובייקטים או מכשירים. ביישומים מעשיים יש לבחור את שיטת הבקרה המתאימה בהתאם לצרכים ותרחישים ספציפיים.