Typowe instrukcje PLC i ich zastosowania - Wiedza

I. Wprowadzenie

W dziedzinie automatyki przemysłowej programowalne sterowniki logiczne (PLC) stały się podstawowymi urządzeniami do sterowania różnymi urządzeniami mechanicznymi i procesami przemysłowymi ze względu na ich wysoką niezawodność i elastyczność. Wykonując szereg instrukcji sterujących, sterowniki PLC umożliwiają zautomatyzowane sterowanie i optymalizację linii produkcyjnych. Artykuł ten zawiera szczegółowe wprowadzenie do powszechnie używanych instrukcji sterowania PLC, w tym ich podstawowe funkcje, scenariusze zastosowań i metody programowania, w celu służyć jako punkt odniesienia dla inżynierów i personelu technicznego.

II. Przegląd instrukcji sterowania PLC

Instrukcje sterujące PLC są podstawowymi elementami języka programowania PLC. Opisują, w jaki sposób sterownik PLC steruje zmianami sygnałów wyjściowych w oparciu o stan sygnałów wejściowych, umożliwiając w ten sposób sterowanie urządzeniami mechanicznymi. Instrukcje sterujące PLC, sklasyfikowane według funkcji, obejmują przede wszystkim następujące typy:

Instrukcje operacji logicznych

Instrukcje wejścia logicznego i sterowania cewką (LD, LDI, OUT): Używane do wykrywania stanu sygnałów wejściowych i na podstawie tego stanu do sterowania aktywacją lub dezaktywacją cewek wyjściowych.
Instrukcje logiczne szeregowe i równoległe (AND, ANI, OR, ORI): Używane do wykonywania szeregowych i równoległych operacji logicznych na wielu sygnałach wejściowych.
Instrukcje łączenia bloków obwodów (ANB, ORB): Używane do łączenia wielu bloków logicznych w konfiguracjach szeregowych lub równoległych.
Instrukcje inwersji wyniku operacji logicznej (INV): Używane do odwracania wyniku operacji logicznej.

Instrukcje dotyczące timera/licznika

Instrukcje timera: Używane do generowania sygnału wyjściowego po określonym przedziale czasu, realizując takie funkcje, jak kontrola opóźnienia i kontrola okresowa.
Instrukcje licznikowe: Używane do zliczania liczby impulsów z sygnału wejściowego; gdy liczba impulsów osiągnie ustawioną wartość, generowany jest sygnał wyjściowy realizujący takie funkcje, jak kontrola zliczania.

Instrukcje przetwarzania danych

Instrukcje konwersji (BCD_I-konwersja kodu BCD na liczbę całkowitą; I_BCD-konwersja liczby całkowitej na kod BCD itp.): Używane do konwersji pomiędzy różnymi typami danych.
Instrukcje operacji arytmetycznych (ADD, SUB, MUL, DIV itp.): Używane do wykonywania operacji arytmetycznych, takich jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie na danych.
Instrukcje porównawcze (CMP? I do porównania liczb całkowitych, CMP? D do porównania podwójnych-liczb całkowitych itp.): Używane do porównywania wartości dwóch elementów danych i generowania sygnału wyjściowego na podstawie wyniku porównania.

Instrukcje przepływu sterowania

Główne instrukcje sterujące (MC, MCR): Używane do realizacji rozgałęzień programu i sterowania pętlą.
Instrukcje skoku (JMP): Używane do bezwarunkowego przeskakiwania do innego miejsca w programie w celu wykonania.
Instrukcje wywołania/powrotu (CALL, RET): Używane do wywoływania i powrotu z podprogramów.

Instrukcje wejścia/wyjścia

Instrukcje wejściowe (XIC, XIO): Używane do odczytu stanu sygnałów wejściowych.
Instrukcje wyjściowe (OTE, OTL, OTU): Używane do kontrolowania stanu włączenia/wyłączenia sygnałów wyjściowych.

III. Implementacja programowania popularnych instrukcji sterowania PLC

Podczas programowania PLC należy dobrać odpowiednie instrukcje sterujące w oparciu o rzeczywiste wymagania, a program musi zostać zaimplementowany zgodnie z określonymi standardami programowania. Poniżej znajdują się przykłady programowania niektórych powszechnie używanych instrukcji sterujących:

Programowanie Implementacja instrukcji operacji logicznych

Na przykład, aby zaimplementować logikę sterowania uruchamianiem i zatrzymywaniem silnika, można użyć instrukcji logicznych AND i instrukcji napędu cewki (LD, LDI, OUT) wraz z instrukcjami obwodu szeregowego i równoległego (AND, ANI, OR, ORI). Specyficzny proces programowania wygląda następująco:

Po naciśnięciu przycisku start (I0.0 jest aktywne), użyj instrukcji LD do odczytania stanu sygnału i użyj instrukcji OUT do sterowania wyjściem rozruchu silnika (Q0.0 jest aktywne).

Po naciśnięciu przycisku stop (I0.1 jest aktywne) użyj instrukcji LDI do odczytania stanu sygnału i użyj instrukcji AND, aby połączyć go szeregowo z wyjściem startu silnika, zatrzymując w ten sposób silnik (Q0.0 jest dezaktywowane).

Programowanie Implementacja instrukcji timera/licznika
Na przykład, aby wdrożyć logikę sterowania opóźnionym wyłączeniem, można zastosować instrukcje timera. Specyficzny proces programowania wygląda następująco:

Jeżeli wymagane jest opóźnione wyłączenie, należy uruchomić timer (TON T0 K10) i ustawić czas opóźnienia na 10 sekund.

Kiedy timer osiągnie ustawiony czas (T0.DONE jest aktywne), użyj instrukcji OUT do sterowania wyjściem wyłączającym (Q0.1 jest aktywne).

Programowanie Implementacja instrukcji przetwarzania danych

Na przykład, aby zaimplementować logikę sterowania do odczytu i porównywania danych temperaturowych, można użyć instrukcji konwersji i porównania. Specyficzny proces programowania wygląda następująco:

Użyj modułu wejść analogowych, aby odczytać dane dotyczące temperatury (AIW0) i użyj instrukcji konwersji, aby przekonwertować je na liczbę całkowitą (D0).

Użyj instrukcji porównania (CMP? D), aby porównać D0 z ustawionym progiem temperatury i wygenerować sygnał wyjściowy (taki jak sygnał alarmowy) w oparciu o wynik porównania.

IV. Scenariusze zastosowań instrukcji sterowania PLC

Instrukcje sterujące PLC są szeroko stosowane w dziedzinie automatyki przemysłowej; mogą realizować różne złożone logiki sterowania i zadania automatyzacji zgodnie z rzeczywistymi potrzebami. Poniżej przedstawiono specyficzne zastosowania instrukcji sterujących PLC w różnych scenariuszach:

Automatyka Przemysłowa

Sterowanie linią produkcyjną: Korzystając z logicznych instrukcji operacyjnych i instrukcji timera/licznika, sterownik PLC umożliwia precyzyjną kontrolę nad różnymi elementami wyposażenia linii produkcyjnej, takimi jak ruchy robota, uruchamianie/zatrzymywanie przenośnika taśmowego i zliczanie maszyn pakujących. Poprzez programowanie sterownik PLC zapewnia wydajną i stabilną pracę linii produkcyjnej.
Sterowanie robotem: W sterowaniu robotem sterowniki PLC umożliwiają zautomatyzowane operacje robota poprzez kontrolowanie parametrów, takich jak sekwencje ruchu, prędkość i pozycja. Na przykład w procesach takich jak spawanie, montaż i malowanie sterowniki PLC mogą kierować robotami do wykonywania zadań zgodnie z wcześniej ustawionymi programami.

Przemysł elektroenergetyczny

Sterowanie rozdzielnicami i szafami rozdzielczymi mocy: W branży elektroenergetycznej sterowniki PLC są używane przede wszystkim do sterowania urządzeniami, takimi jak rozdzielnice i szafy rozdzielcze, umożliwiając zdalne monitorowanie i obsługę. Za pomocą instrukcji logicznych i instrukcji we/wy sterowniki PLC mogą monitorować stan urządzeń zasilających, kontrolować ich przełączanie i działanie oraz poprawiać stabilność i bezpieczeństwo systemu elektroenergetycznego.

Transport

Sterowanie sygnalizacją świetlną: Korzystając z instrukcji logicznych i czasowych, sterowniki PLC sterują aktywacją, dezaktywacją i przełączaniem sygnalizacji świetlnej, aby umożliwić automatyczną regulację sygnalizacji świetlnej. Pomaga to zoptymalizować przepływ ruchu i poprawić wydajność dróg.
Zarządzanie punktami poboru opłat: sterowniki PLC mogą kontrolować urządzenia w punktach poboru opłat,-takie jak automatyczne szlabany i ekrany wyświetlające,-w celu umożliwienia automatycznego rozpoznawania pojazdów i wystawiania rachunków. Zmniejsza to poziom błędów związanych z operacjami ręcznymi i poprawia efektywność operacyjną punktów poboru opłat.

Przemysł Ochrony Środowiska

Sterowanie oczyszczaniem ścieków: sterowniki PLC sterują pompami, sprzętem dozującym chemikalia, zaworami i innymi urządzeniami automatyzującymi oczyszczanie ścieków. Korzystając z logiki i instrukcji przetwarzania danych, sterowniki PLC mogą monitorować parametry jakości wody w czasie rzeczywistym, dostosowywać protokoły oczyszczania i zapewniać, że jakość ścieków spełnia standardy.

Przemysł medyczny

Sterowanie sprzętem medycznym: Sterowniki PLC można wykorzystać do sterowania sprzętem medycznym, takim jak stoły operacyjne i lampy chirurgiczne na salach operacyjnych, a także łóżkami szpitalnymi w salach pacjentów. Dzięki logice i instrukcjom wejścia/wyjścia sterowniki PLC zapewniają precyzyjną pracę i bezpieczne funkcjonowanie sprzętu medycznego.
Kontrola temperatury i wilgotności: W środowiskach takich jak sale operacyjne i laboratoria sterowniki PLC monitorują parametry środowiskowe za pomocą czujników temperatury i wilgotności oraz utrzymują odpowiednie warunki temperatury i wilgotności poprzez sterowanie urządzeniami grzewczymi, chłodzącymi, nawilżającymi lub osuszającymi.

Automatyka Budynkowa

Sterowanie oświetleniem: Sterowniki PLC można zaprogramować tak, aby umożliwiały inteligentne sterowanie oświetleniem budynku, na przykład zaplanowane godziny włączania i wyłączania, ustawienia scen i regulację jasności. Pomaga to poprawić efektywność energetyczną budynku i komfort jego mieszkańców.
Sterowanie HVAC: Sterowniki PLC mogą monitorować parametry wewnętrzne, takie jak temperatura i wilgotność, oraz automatycznie dostosowywać stan pracy systemów HVAC w oparciu o zaprogramowane strategie sterowania, aby osiągnąć równowagę pomiędzy oszczędnością energii a komfortem.

Rolnictwo

Sterowanie maszynami rolniczymi: Sterowniki PLC mogą sterować zautomatyzowaną pracą maszyn rolniczych, takich jak siewniki i kombajny. Poprzez programowanie sterowniki PLC zapewniają, że maszyny rolnicze działają po ustalonych trasach i z zadaną prędkością, poprawiając w ten sposób wydajność produkcji rolnej.
Kontrola nawadniania: sterowniki PLC mogą automatycznie dostosowywać stan działania i wielkość nawadniania sprzętu irygacyjnego w oparciu o takie czynniki, jak wilgotność gleby i warunki wzrostu roślin, umożliwiając precyzyjne nawadnianie i-oszczędność wody.

Jak pokazują opisane powyżej scenariusze zastosowań, instrukcje sterujące PLC znajdują szerokie zastosowanie w różnych sektorach, m.in. w automatyce przemysłowej, energetyce, transporcie, ochronie środowiska, służbie zdrowia, automatyce budynków i rolnictwie. Zapewniają solidne wsparcie przy wdrażaniu szerokiego zakresu złożonych zadań logiki sterowania i automatyki.