ПЛК в электротехнике: объяснение программируемого логического контроллера

Как инженер-электрик, производитель, менеджер отрасли или дистрибьютор завода, вы должны автоматизировать свои электрические проекты. Теперь вы можете управлять своими машинами и оборудованием с помощью программируемого логического контроллера или ПЛК.

Давайте разберемся, что означает PLC в электрике и как это работает. Вы также узнаете о типах программируемых логических контроллеров и преимуществах в нашей повседневной жизни.

Оглавление

Что такое ПЛК в электротехнике?

Программируемый логический контроллер (ПЛК) — это специальный промышленный компьютер с несколькими частями. Фактически он получает запрограммированные данные с вашего входа, а затем передает рабочие инструкции на оборудование с помощью своего выхода. Таким образом, по сути, ПЛК может автоматизировать функции вашего оборудования с помощью внутреннего программирования.

Например, вы можете использовать ПЛК для управления:

Двигатели
Распределительные устройства
Клапаны
Роботизированные руки
Датчики
Предохранительные выключатели
и конвейерные ленты и т.д.

Это означает, что если вы работаете в обрабатывающей промышленности, вам не нужны многочисленные ручные переключатели. Вы также избавляетесь от сложных проводов и оборудования.

Программируемый логический контроллер может легко работать в суровых и жестких условиях (очень высокие и очень низкие температуры). Поэтому все электрохимические задачи промышленности легко решаются.

Основные компоненты ПЛК

Модуль процессора/ЦП: Эту часть также называют центральным процессором. Он получает заданную вами программу и преобразует ее в машинный язык, который представляет собой комбинацию двоичного кода (0 и 1).
Входная сборка: Эта часть отвечает за отправку входных сигналов от процессора к контроллеру.
Выходная сборка: Выходной узел передает выполненные данные из программируемых логических контроллеров в реальный мир. Реальный мир здесь означает различные приложения ПЛК вокруг нас.
Коммуникационные карты: Предположим, что на вашем производственном предприятии установлено несколько ПЛК. Тогда вся система взаимодействует друг с другом через эти карты.
Монтаж/стойка: Вы можете использовать стойку для соединения нескольких частей ПЛК в одном месте. Вот почему она также известна как корпус, поскольку она дает место для всех компонентов ПЛК.
Источник питания: С помощью блока питания вы обеспечиваете необходимым электрическим током ваш программируемый логический контроллер. Общие значения электрических мощностей составляют 120 В переменного тока и 24 В постоянного тока.
Программный блок или интерфейс: Каждый ПЛК имеет свой собственный программный код и программное обеспечение. После получения помощи от программиста ПЛК вы можете запрограммировать свое устройство ПЛК на своем персональном ноутбуке.
Память: Обычно память либо присутствует на отдельной карте, либо может быть частью процессора/ЦП. Она хранит данные и запоминает программы для автоматизации назначенных вам функций.
Карты ввода-вывода (IO): Эти карты свяжут ваш блок ПЛК с другими приборами в вашей отрасли. Они бывают двух типов: аналоговые и цифровые.

Как работает программируемый логический контроллер?

Поскольку вы изучили вышеуказанные части ПЛК, вы легко поймете работу устройства ПЛК. Так как же оно управляет машинами и другими заводскими процессами?

Программируемый логический контроллер работает, следуя вашим инструкциям. Можно сказать, что ЦП — это мозг ПЛК.
Он считывает вашу программу, понимает входные данные и затем решает, что делать дальше.
При подключении к ПЛК входов, таких как переключатели и датчики, сигналы отправляются на элементы управления, такие как клапаны, светильники и двигатели.
Они действуют как выходы. После этого ваш блок питания генерирует постоянное напряжение из переменного напряжения, чтобы ПЛК мог работать правильно.

Примечание:

Вы также используете свой ноутбук или компьютер для загрузки программы PLC. В конце концов, процессор CPU создает выходы, т.е. для включения/выключения вашего двигателя и открытия клапана.

Типы ПЛК

Ниже приведены 7 основных типов программируемых логических контроллеров, которые мы обсудим сегодня!

1. Модульный ПЛК

В Modular PLC вы увидите базовый блок с несколькими портами связи и процессором. Вы также можете добавлять небольшие модули для увеличения функциональности модульных систем. Таким образом, как пользователь, вы получаете больше возможностей для комбинирования различных модулей ввода/вывода. Таким образом, удовлетворяются потребности вашего индивидуального приложения.

2. Фиксированный программируемый логический контроллер

Эти ПЛК производятся для узкоспециализированных проектов, и вы не можете легко их модифицировать после установки. Но они предлагают вам экономящие деньги решения, если вы хотите выполнять с их помощью несколько повторяющихся задач. Обычно люди выбирают этот программируемый логический контроллер для тех процессов, где параметры почти не меняются.

3. Мини-ПЛК

Как следует из названия, это маленькие и недорогие логические контроллеры. Те пользователи, которые являются инженерами-электриками или руководителями отрасли, используют их для простых проектов. Однако количество точек ввода и вывода в Mini PLC меньше по сравнению с большими программируемыми контроллерами.

Самое лучшее, что вы можете установить их очень быстро и без всяких хлопот. В основном они поставляются со встроенными свойствами, такими как импульсные выходы и цифровые и аналоговые выходы.

4. ПЛК безопасности

В КДМ Сталь, мы проектируем программируемый логический контроллер безопасности для обеспечения безопасной работы в вашей промышленной автоматизации. Ваш персонал, машины и другое оборудование защищены в соответствии с глобальными стандартными операционными процедурами безопасности (например, МЭК 61508).

Ваш ПЛК безопасности будет обладать возможностями диагностики проблем, отказоустойчивостью и высокой эффективностью.

5. Микро ПЛК

Уровень сложности микроПЛК находится между модульными конструкциями и моделями миниПЛК. Эти устройства компактны, и вы можете обрабатывать более одного/двух проектов одновременно. И вам также не нужны дополнительные аппаратные части, такие как стойки и платы расширения.

Плюс микропрограммируемые логические контроллеры поставляются с сетевым протоколом Ethernet. Таким образом, вы можете быстро интегрировать их в архитектуру вашего завода или объекта.

6. Нанопрограммируемый логический контроллер

Nano PLC — это новейшая версия компьютеризированного контроллера по следующим причинам.

Высокая скорость обработки и точность
Сверхмаленький размер
Продвинутые микроконтроллеры
Высокоспециализированные программные инструменты для программирования

Вы можете использовать Nano PLC в сложных приложениях, включая сопоставление с образцом, перемещение осей, машинное зрение и распознавание объектов.

7. ПЛК со встроенным источником питания и без него

Обычно мы классифицируем эти программируемые логические контроллеры по типу питания.

Встроенный блок питания: ПЛК с уже установленным источником питания имеет внутри своего устройства постоянное напряжение DC 48 или DC 24. В этом случае вам не понадобится дополнительная батарея.

Требуется внешний источник: Здесь ПЛК не имеет встроенного источника питания. Это означает, что вам придется подключить его к внешнему источнику питания, например, трансформатору/аккумулятору.

Функции ПЛК (программируемый логический контроллер)

Диагностика и устранение неполадок

Логические контроллеры предлагают вам множество диагностических функций, и с их помощью вы можете определить проблемы в вашем оборудовании. Вы сможете увидеть сообщения об ошибках и другие подробные сведения о неисправности. Таким образом, процесс обслуживания становится для вас намного проще.

Управление сигнализацией

Предположим, что вы установили на своем заводе сигнализацию, которая срабатывает при возникновении аварийной ситуации. Вот тут вам поможет ПЛК. Он постоянно анализирует различные обстоятельства и включает сигнализацию, когда что-то выходит за пределы.

Как это происходит? Потому что вы уже запрограммировали свои ПЛК на реакцию на такого рода ситуации.

Последовательный контроль

Например, вы производите сталь на своем заводе, и вся эта операция должна следовать определенной последовательности шаг за шагом. Поскольку вы сохранили эту информацию в памяти вашего логического контроллера, он будет следить за тем, чтобы все было сделано в правильном порядке.

Логическое управление

ПЛК также хороши в выполнении и управлении многими логическими функциями. Они принимают входные сигналы от переключателей и датчиков. Затем применяются запрограммированные логические правила для определения конкретного ответа. Таким образом, ПЛК может получать данные от датчика. На основе этой информации он может решить, когда следует отрегулировать скорость двигателя.

Промышленная безопасность

Вы хотите заботиться о своих операторах и оборудовании, верно? Не беспокойтесь, потому что логический контроллер помогает вашим промышленным панелям управления соответствовать международным стандартам безопасности. Защитные ПЛК, как мы обсуждали ранее, инициируют функции остановки при атаках или аварийных ситуациях. Таким образом, все оборудование отключается для предотвращения несчастных случаев.

10 преимуществ использования ПЛК в электротехнических проектах

Преимущества ПЛК следующие:

Время сканирования и внедрения очень быстрое.
Они также могут взаимодействовать с другими компьютерами на производственном предприятии.
Их язык программирования очень прост для понимания каждым.
Вы можете купить ПЛК в большом диапазоне цен, поскольку их базовые модели очень доступны. Более того, стартапы и владельцы малого бизнеса часто используют их по этой причине.
Благодаря вычислительным возможностям ПЛК вы можете практически точно рассчитать стоимость своего проекта.
Нет никакой специальной подготовки, которую вы даете программируемым логическим контроллерам. Вам нужно только предоставить программу для их программного обеспечения, и все готово к работе.
Они имеют небольшие физические размеры, поэтому для их установки также нет необходимости обустраивать отдельную большую площадь.
ПЛК также энергоэффективны и не потребляют много электроэнергии.
Поскольку логический контроллер работает в режиме реального времени, он может быстро реагировать на любые изменения в данных датчика. Таким образом, гарантируется быстрое действие в случае возникновения срочности или чрезвычайной ситуации.
Если говорить о стоимости обслуживания ПЛК, то она очень низкая. Это означает, что это хорошая долгосрочная инвестиция для вас, чтобы сократить время простоя вашего производства.

Применение программируемого логического контроллера

Ниже приведены многие интересные применения ПЛК. Вы будете удивлены, увидев, как эти логические контроллеры расширяются повсюду.

Светофоры
Системы генерации и распределения электроэнергии
Автоматическая работа электрических частей
Подземные угольные шахты
Аттракционы в парке развлечений
Стекольная, бумажная и цементная промышленность
Система обнаружения пожара
Машина для американских горок
Автоматическое открывание и закрывание дверей
Умные решения для здравоохранения и сельского хозяйства
Лифт и эскалатор
Автоматические автомойки

Вы также увидите применение ПЛК на линиях сборки автомобилей, в протоколах связи и при упаковке продуктов питания и напитков.

Заключительные мысли

Мы надеемся, что в этом руководстве вы получили всю необходимую информацию о ПЛК в электрических системах. Как вы видите, программируемые логические контроллеры полезны в нескольких промышленных машинах и оборудовании.

Наша команда может настроить ПЛК под ваши конкретные нужды, а также поставить вам ПЛК. панели управления автоматикой и ограждения. Связаться с КДМ сегодня для бесплатной консультации, а также получите мгновенную расценку.

Часто задаваемые вопросы

Как выбрать модель ПЛК?

По нашему опыту, вам следует выбирать новое устройство PLC после анализа различных факторов. Например:

Электрическая мощность вашего объекта
Скорость обработки ЦП
Допустимый диапазон температур, если вам нужен ПЛК для очень холодного или очень горячего производственного предприятия
Значительное количество выходных и входных портов для подключения к вашей системе
Язык программирования ПЛК для ваших индивидуальных приложений
Время сканирования ПЛК
Физический размер программируемого логического контроллера, подходящий для вашего производственного помещения

Каков срок службы ПЛК?

Если говорить о средней продолжительности, то она составляет от от 5 до 20 лет для компонентов ПЛК. Но срок службы также зависит от того, насколько регулярно вы проводите техническое обслуживание его частей.