I. Въведение
В съвременните индустриални автоматизирани системи за управление PLC (програмируеми логически контролери) играят решаваща роля. PLC е компютър, специално проектиран за индустриални среди, който позволява автоматизирано управление на различни устройства и процеси чрез програмиране. Тази статия ще обясни подробно как работят PLC и ще изследва приложенията им в различни области, с цел да предостави на читателите цялостно и-задълбочено разбиране.
II. Как работи PLC
Принципът на работа на PLC може да се обобщи като „последователно сканиране в непрекъснат цикъл“. По-конкретно, работата на PLC може да бъде разделена на следните етапи:
Фаза на входно вземане на проби
По време на фазата на входно вземане на проби, PLC последователно чете всички входни състояния и данни по сканиращ начин и ги съхранява в съответните единици на I/O изображението. Този процес се извършва точка по точка; т.е. състоянията и данните на всички външни цифрови и аналогови входове първо се четат и съхраняват в съответните входни регистри на изображение в PLC. В този момент регистрите на входното изображение се изчистват и системата преминава към етапа на изпълнение на потребителската програма и етапа на изходно актуализиране. По време на тези два етапа, дори ако входните състояния и данни се променят, състоянията и данните в съответните единици на I/O изображението остават непроменени. Следователно, ако се въвежда импулсен сигнал, ширината на импулса трябва да бъде по-голяма от един цикъл на сканиране, за да се гарантира, че входът се чете при всякакви обстоятелства.
Фаза на изпълнение на потребителската програма
По време на фазата на изпълнение на потребителската програма, PLC винаги сканира потребителската програма (стълбовидна диаграма) последователно отгоре надолу. Когато сканира всяка стълбовидна диаграма, тя винаги сканира веригата за управление от лявата страна-съставена от различни контакти-първо и извършва логически операции върху тази верига за управление в реда отляво надясно и отгоре надолу; След това, въз основа на резултатите от логическите операции, той актуализира състоянието на съответния бит в системната RAM за логическата бобина или актуализира състоянието на съответния бит в областта на I/O изображение за изходната бобина, или определя дали да изпълни специалните функционални инструкции, определени от стълбовата диаграма.
Фаза на актуализиране на изхода
След като сканирането на потребителската програма приключи, PLC влиза във фазата на актуализиране на изхода. По време на тази фаза процесорът опреснява всички вериги на изходния фиксатор според съответните състояния и данни в областта на I/O изображението и след това управлява съответните периферни устройства чрез изходните вериги. Това е моментът, в който се появява действителният изход на PLC.
Чрез непрекъснатия цикъл на тези три фази, PLC постига автоматизирано управление на външни устройства и процеси.
III. Приложения на PLC
Като високоефективно и надеждно устройство за управление на промишлена автоматизация, PLC е намерил широко приложение в различни области. Следват няколко основни области на приложение на PLC:
Индустриална автоматизация
PLC се използват широко в индустриални производствени процеси, като управление на производствени линии, управление на роботи и управление на логистични системи. Чрез програмиране PLC могат да автоматизират наблюдението, настройката и оптимизацията на производствените процеси, като по този начин подобряват ефективността и качеството на производството. Например, на автоматизирана производствена линия, PLC може да контролира работата на всяка работна станция според производствените нужди, постигайки автоматизация и интелигентен контрол на производствения процес.
Сградна автоматизация
PLC могат да се използват за управление на сградни системи, като осветление, вентилация и сигурност на сградата. Чрез програмиране PLC позволяват интелигентно управление и настройка на сградното оборудване, подобрявайки енергийната ефективност и комфорта. Например, в интелигентни сгради, PLC могат автоматично да регулират яркостта и цветовата температура на осветителните системи въз основа на условията на вътрешно осветление и активността на обитателите, постигайки както икономия на енергия, така и повишен комфорт.
Транспорт
PLC могат да се използват за управление на пътни сигнали, системи за обработка на багаж на гари и летища и системи за автоматизиран товарен транспорт. Чрез програмиране, PLC могат да коригират последователностите на сигналите за трафик и времето в реално време въз основа на потока на трафика и търсенето, като по този начин оптимизират потока на трафика и намаляват задръстванията. Например, в интелигентните транспортни системи, PLC могат да коригират схемите за синхронизиране на пътните сигнали въз основа на-данни за трафика в реално време, за да подобрят ефективността на пътния трафик.
Енергийни системи
PLC могат да се използват за автоматизирано управление на енергийни системи, включително контрол и защита на подстанции, мониторинг на преносни линии и диспечиране на мрежата. Чрез програмиране PLC могат да извършват-наблюдение в реално време и автоматични настройки на енергийните системи, за да осигурят тяхната стабилна и безопасна работа. Например, в интелигентните мрежи, PLC могат да наблюдават работното състояние на мрежата в реално време и автоматично да коригират работните параметри на енергийното оборудване, за да балансират захранването и търсенето.
Пречистване на отпадъчни води
PLC могат да се използват за автоматизиран контрол в процесите на пречистване на отпадъчни води, включително регулиране на потока, регулиране на налягането, контрол на нивото на водата и контрол на процеса. Чрез програмиране PLC могат автоматично да наблюдават и коригират процесите на пречистване на отпадъчни води, за да подобрят ефективността на пречистване и качеството на водата. Например, в пречиствателна станция за отпадъчни води, PLC може автоматично да коригира работните параметри на оборудването за пречистване на базата на данни от теста за качеството на водата, за да осигури съвместимо заустване.
IV. Резюме
Като високоефективно и надеждно устройство за управление на промишлена автоматизация, PLC са намерили широко приложение в различни области. Техният принцип на работа се основава на "последователно сканиране в непрекъснат цикъл", постигайки автоматизиран контрол на външно оборудване и процеси през фазата на входно вземане на проби, фаза на изпълнение на потребителска програма и фаза на изходно опресняване. С непрекъснатия напредък на индустриалната автоматизация и напредъка на Индустрия 4.0, приложението на PLC ще стане още по-широко разпространено и-задълбочено, носейки по-големи възможности и възможности за управление на индустриалната автоматизация.