התקנה וחיבור של בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות (PLC) בארונות ובפאנלים אוטומציה

בקר לוגי ניתן לתכנות (PLC) הוא סוג מיוחד של מחשב המשמש לאוטומציה של תהליכים ואובייקטים טכנולוגיים.

המונח PLC (ראשי תיבות אנגלי - (PLC) Controller logic programable) הוצג על ידי אודו ג'וזף סטרוגר, מהנדס באלן-בראדלי ארה"ב בשנת 1971. הוא גם שיחק תפקיד מפתח באיחוד שפות התכנות של PLC.

בעת יישום אלגוריתם על מערכת בקרה, נדרשות בדרך כלל פעולות לוגיות וארגון מיוחד של תקשורת עם חיישנים, מפעילים וממשק אדם-מכונה.

תכונה חשובה של PLC היא פעולתה בזמן אמת. זה מובטח על ידי שימוש במיקרו-מעבדים מיוחדים המבטיחים את תגובת המערכת לבקשה בתוך מרווח זמן מסוים.

PLCs פועלים בדרך כלל בתנאים חיצוניים שליליים - טמפרטורה, לחות, אבק, קרינה אלקטרומגנטית, קרינה. לכן, מחשבים ביתיים רגילים לא שימשו כפקדים.

ברוסיה מאז 2007.בקר מיוחד לתכנות GOST R IEC 61131-1-2016 בתוקף.

PLCs מבוססים על מיקרו-בקרים - מעבדים מיוחדים עם ארכיטקטורת שבב יחיד. מיקרו-בקרים יכולים לעבוד ללא ערכת שבבים ולוח אם, ללא מערכת הפעלה. אבל מצב זה משמש בעיקר במערכות אוטומציה מקומיות פשוטות. במערכות מורכבות, נעשה שימוש במעבדים חזקים מספיק תחת שליטה של ​​מערכות הפעלה מיוחדות.

למידע נוסף על מטרה, מכשיר וסוגי PLC, ראה כאן: מה זה בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות

מגוון ה-PLCs גדול מאוד. אין חברה אחת בתחום האוטומציה והאלקטרוניקה שאינה מייצרת PLC משלה. עם זאת, כל ה-PLC מאוחדים על ידי הארכיטקטורה המשותפת שלהם וסטנדרטיזציה של ממשקים לחיבור התקנים חיצוניים.

יצרני ה-PLC הגדולים בעולם כיום הם Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato. PLCs מיוצרים על ידי יצרנים רבים אחרים, כולל החברות הרוסיות Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon ואחרות.

OWEN בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות

בקרים ניתנים לתכנות של סימנס מסדרת SIMATIC S7

דוגמה להופעת PLC במונובלוק סטנדרטי מוצגת באיור. אלה הם PLC מ-OWEN (רוסיה) ו-PLC מ-9 סימנס (גרמניה). מחברים לחיבור חשמל, חיישנים ומפעילים ממוקמים משני צידי הקופסה.

בקר לוגי ניתן לתכנות PLC 63 מבית OWEN (רוסיה) ו-PLC מבית סימנס (גרמניה)

ישנם את הסוגים הבאים של כניסות-יציאות: דיסקרטיות, אנלוגיות, אוניברסליות, ייעודיות וממשקיות.

בדרך כלל, כניסות בדידות משמשות לחיבור חיישנים שיכולים להיות בשני מצבים: "פעיל - פסיבי" או "מופעל - כבוי". באמצעות כניסות בדידות, אתה יכול לחבר לחצנים, מתגים, מתגי גבול, תרמוסטטים וציוד אחר.

כניסות בדידות של הבקרים TAns מחושבים בדרך כלל לקבל אותות סטנדרטיים ברמה של +24 V DC. ערך זרם טיפוסי לכניסה דיגיטלית בודדת (במתח כניסה +24V) הוא כ-10 mA.

יציאות נפרדות של PLC משמשות ליצירת אותות פלט עם פרמטרים חשמליים כקלט בדיד. הם משמשים בדרך כלל כדי לשלוט בהפעלה או כיבוי של כוננים.

על פי GOST IEC 61131-2-2012 (תאריך היכרות 2014-07-01), קלט אנלוגי הוא התקן הממיר אות רציף למספר בינארי נפרד לפעולה במערכת בקר הניתנת לתכנות.

עבור כניסות אנלוגיות, טווחי מתח ה-DC הסטנדרטיים הנפוצים ביותר הם -10... + 10 V ו-0... + 10 V. עבור כניסות זרם, הטווחים הם 0-20 mA ו-4-20 mA.

כניסות אנלוגיות מאפשרות חיבור חיישנים אנלוגיים ל-PLC.

בהתאם ל-GOST 61131-2-2012 (תאריך היכרות 2014-07-01), פלט אנלוגי הוא מכשיר הממיר מספר בינארי לאות אנלוגי.

PLCs יכולים להיות מצוידים ב-I/O מיוחדים המאפשרים מדידת משך, קיבוע קצה, ספירת דופק ובקרת מנוע.

מספר הכניסות-יציאות הללו או אלו הוא הגורם העיקרי הקובע את יכולות ה-PLC, בעת יצירת מערכת אוטומציה המבוססת עליו.

יציאות PLC וחיבור התקנים חיצוניים

לפי עיצוב ושיטת הרכבה, קיימות ארבע גרסאות של בית ה-PLC:

• דיור להרכבה על מסילת DIN;
• דיור להרכבה על הקיר;
• גרסת פאנל;
• עיצוב מסגרת פתוחה למערכות מודולריות משובצות.

בית ההרכבה של מסילת ה-DIN מיועד להרכבת ה-PLC על לוח ארון הבקרה ובעל מנעול קפיצי מיוחד לקיבוע על מסילת DIN סטנדרטית.

המארז לתלייה על הקיר מיוצר בדרך כלל לפי תקני הגנה מפני אבק ולחות ויש לו אטמים מובנים לחיבור חוטי חשמל חיצוניים, הן מתח והן אות.

גרסת הפאנל של ה-PLC משמשת כאשר ה-PLC מותקן בדלת הכניסה של ארון האוטומציה. ל-PLC של פאנלים יש בדרך כלל תצוגת מסך מגע המציגה דיאגרמת זיכרון של קו תהליך אוטומטי או מערכת אוטומציה מקומית, המשמשת להזנת פרמטרי בקרה על ידי המפעיל.

PLC עם מסגרת פתוחה משמש ליצירת מערכות אוטומציה משובצות (על הלוח). במקרה זה, ה-PLC הוא לוח מעגלים מודפס עם סט מחברים לחיבור התקנים חיצוניים ומהדקים לחיבור ללוחות אחרים.

המחברים יכולים להיעשות עם חוטים המחוברים ל-PLC מתחת לתפס הבורג או ניתנים להסרה. לאחרונים יש יתרון ברור בתחזוקה, למשל בעת החלפת PLC. במקרה זה, אי אפשר לבלבל את החיבור של החוטים. עם זאת, השימוש במחברים כפולים מייקר את העלות של ה-PLC, וזו הסיבה שהיצרנים משתמשים לעתים קרובות יותר בחיבורי ברגים של חוטים ב-PLC ולא בניתנים.

ל- PLCs Monoblock בדרך כלל יש צגים מובנים או מרוחקים המותקנות בפאנלים הקדמיים של ארונות הבקרה. הם יכולים להיות גרפיים, סינתזים או תחושתיים.

האיור שלהלן מציג PLC עם תצוגת LCD מובנית ומקלדת המשמשת לקביעת הפרמטרים של אלגוריתם הבקרה באופן מקומי.

המגעים של מחבר ה-PLC מספקים למשתמש ה-PLC את היכולת לחבר סוגים שונים של חיישנים: אנלוגיים, דיסקרטיים, וכן מפעילים והתקני קלט/פלט.

בנוסף, ל-PLC יש סט ממשקים סטנדרטיים לכלים להטמעת מערכות אוטומציה מבוזרות באמצעות סוגים שונים של ערוצי תקשורת: חוט, רדיו, אינטרנט.

בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות הם הבסיס לייצור ארונות (או לוחות) אוטומציה למטרות שונות.

התקנת אלמנטים אוטומציה על לוח הארון מתבצעת על פי תכנון המעגל החשמלי, המפותח על פי המפרט בנפרד לכל מערכת.

טכנולוגיית התקנת ארון האוטומציה מספקת ניתוב נפרד של חוטי חשמל ואות בתיבות החלוקה (לדוגמה, חוטי חשמל - בקופסאות הימניות ובחוטי האות - בקופסאות השמאליות, ביחס ללוח ההרכבה), סימון חובה של חוטים, לפי לפרויקט, וכיווץ של הקצוות על החוטים עם מסופים מיוחדים.

ארונות אוטומציה עשויים לכלול מזגנים או תנורי חימום מובנים כדי לספק בקרת טמפרטורה פנימית.

ארון אוטומציה מבוסס PLC

כמעט לכל ה-PLC המודרניים יש ספק כוח מיתוג מובנה המספק חשמל ממקור חיצוני בטווח מתח AC של 110 עד 265 וולט (ממיר מתח AD-DC) או מאספקת מתח DC (ממיר מתח DC-DC).

למיתוג ספקי כוח יש מספר הגנות אוטומטיות מובנות: קצר חשמלי, התחממות יתר ועומס יתר.

חיבור כוח PLC טיפוסי דורש מסנן דיכוי נחשולים מראש. הבחירה של ספקי כוח מפולסים נעשית על פי ערך צריכת האנרגיה הנדרשת וערכי הפלט הנדרשים של ההספקים הנומינליים.

אם המקור הראשי של מתח הכניסה כבוי עקב תאונה או תקלה, ניתן להבטיח הפעלה או כיבוי תקין של המכשיר או המערכת באמצעות אספקת אל-פסק.

מידת ההגנה של ה-PLC מוצפנת בסימן IP (Ingress Protection Rating). IP מתורגם פשוטו כמשמעו כדרגת הגנה מפני כניסה. נכון לעכשיו, זוהי מערכת הייעוד הנפוצה ביותר להגנה על ציוד מפני השפעות הסביבה החיצונית. הוא משמש לציון הגנה מפני חדירת חלקיקים פיזיים שונים לציוד על ידי ממדים גיאומטריים, לרבות אבק ומים.

דרגת הגנה IP - פענוח, דוגמאות לציוד

מארזי PLC, כמו גם הארונות או הפאנלים שבהם הם מותקנים, עשויים להיות בעלי מידה של הגנה.

ההתקנה והחיבור של בקרי לוגיקה (PLC) ספציפיים בארונות ובפאנלים אוטומציה חייבים להיעשות בהתאם להוראות היצרן.

תמונות של לוחות אוטומציה עם בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות: