PLC programiranje: Definitivan vodič za početnike 

Ovaj članak ima za cilj da pruži strukturiranu, od temelja pristupnu mapu razumevanja za početnike, stručnjake koji prelaze sa drugih tržišta i dizajnere koji žele da sistematizuju svoje znanje.

Svakako ćemo ispitati osnovna stručnost potrebna za programiranje PLC-a, uporediti i proceniti tradicionalna PLC proizvode za automatizaciju na tržištu i osmislite efikasan put razumevanja od koncepta do prakse, pomažući vam da steknete prednost u periodu Sektora 4.0.

Zašto je PLC „tvrda valuta“ budućnosti

Kada govorimo o „Industriji 4.0“, „Pametnoj proizvodnji“ ili „Internetu poena (IoT)“, zamišljamo izuzetno automatizovan, proizvodni pogon budućnosti vođen podacima. Iza ove velike priče, tiho upravljajući svakom specifičnom aktivnošću na proizvodnoj liniji, stoji Programabilni Rezonujući Kontroler (PLC).

Rođen 1960-ih da zameni velike i složene ormane za upravljanje relejima, evoluirao je u komercijalni računarski sistem koji objedinjuje kontrolu, računanje i komunikaciju.

Od linija za zavarivanje u proizvodnji vozila do linija za pakovanje u prehrambenom sektoru, od gradskih sistema vodosnabdevanja do modernih logističkih centara, PLC-ovi su sveprisutni.

Prema izveštaju kompanije MarketsandMarkets, očekuje se da će svetsko tržište PLC kontrolera nastaviti svoj stabilan razvoj, vođeno neumornom potragom svetskog proizvodnog sektora za većim performansama, vrhunskim kvalitetom i fleksibilnošću.

Zbog toga, savladavanje PLC programa ukazuje na to da ste stekli sposobnost da „razgovarate“ sa modernim industrijskim uređajima, što ga čini neophodnim „tvrdim novcem“ u vašoj stručnoj karijeri.

Ipak, mnogi se osećaju obeshrabreno kada prvi put susretnu sa PLC-ovima: „Nemam stručno obrazovanje, mogu li da ga naučim?“ „To znanje je toliko komplikovano, gde uopšte da počnem?“

Ovaj kratki članak će sigurno otkloniti ova pitanja i pokazati da uz pravi pristup, svako može sistematski da razume PLC emisije.

I. Strukturirajte čvrst temelj: 3 kamena temelja PLC programa.

Kao što učenje bilo kog jezika zahteva prvo savladavanje abecede i gramatike, tako i učenje PLC emisija mora početi sa njihovim najvažnijim delovima.

1. Jezik mašina: Brojska oprema

Unutrašnji svet PLC-a je binarni globus sastavljen od „0“ i „1“. Sva složena uputstva i podaci se neizbežno izjednačavaju sa ovim najosnovnijim tipom električnog signala (UKLjUČENO/ISKLjUČENO).

Stoga je prepoznavanje različitih brojevnih sistema i njihovih konverzija početni korak u otkrivanju PLC emisija.

• Binarni: Osnovni operativni jezik PLC-a, koji uključuje samo 0 i 1. Na primer, vidljivost ili nedostatak ulaznog signala ili stanje pokretanja/zaustavljanja motora može se predstaviti sa 1 i 0.
• DecimalnoSistem brojanja koji nam je najpoznatiji u svakodnevnom životu, sastavljen od cifara od 0 do 9.
• HeksadecimalniNapravljen je da mnogo kompaktnije predstavlja dugačke binarne brojeve, koji se sastoje od 0-9 i AF. Redovno se koristi kada se radi sa memorijskim adresama i interakcijom podataka.

Zaključak: Morate biti vešti u transformaciji između decimalnog i binarnog sistema, jer se zadate vrednosti PLC tajmera i brojača (u decimalnom obliku) čuvaju i prečišćavaju unutra u binarnom formatu.

Tabela za konverziju brojevnih sistema.

2. Kontejneri informacija: Tipovi podataka

Ako su brojevni sistemi slova, onda su tipovi podataka pravila koja definišu kako tačno organizovati ta slova u „reči“.

U PLC-u, informacije se čuvaju u različitim dužinama i stilovima kako bi se zadovoljile potrebe različitih aplikacija. Uzimajući široko korišćene Simens PLC-ove kao primer, tipični tipovi podataka se sastoje od:

• BitNajmanja jedinica podataka, sa vrednošću 0 ili 1. Predstavlja dugme ili signal senzorske jedinice.
• BajtSastoji se od 8 malih delova.
• RečSastoji se od 2 bajta (16 malih bitova). Generalno se koristi za čuvanje celih brojeva (Int).
• Dualna rečSastoji se od 2 reči (32 mala bita). Može se koristiti za čuvanje većih celih brojeva (DInt) ili pravih brojeva.
• Realni/broj sa pokretnim pokretnim brojemBroj sa pokretnim zarezom koji se koristi za predstavljanje određenih vrednosti sa decimalama, kao što su analogni signali nivoa temperature ili napona. Zauzima 32 bita memorije.

Vrsta podataka, odnosi i veličina.

Prepoznavanje ovih tipova informacija je ključno. Korišćenje pogrešnog tipa informacija može dovesti do grešaka u programu ili preopterećenja podataka.

Na primer, čuvanje vrednosti temperature koja zahteva decimalnu preciznost direktno u celobrojnoj (Int) promenljivoj će sigurno dovesti do skraćivanja razlomljenog dela.

3. Regulacija logike: Bulova algebra

Bulova algebra je srž programiranja lestvičastog rezonovanja. Ona određuje osnovne racionalne veze, koje se prvenstveno sastoje od „I“, „ILI“ i „NE“.

• IIshod je 1 samo ako su svi uslovi istovremeno realni (1). U lestvičastom rezonovanju, ovo je predstavljeno pozivima u seriji. Primena Okolnosti: Mašina može da se pokrene samo ako „Nije pritisnuta hitna situacija Stop“ (Problem A = 1) I „Dugme za pokretanje je pritisnuto“ (Uslov B = 1).
• ILIIshod je 1 ako je barem jedan problem tačan (1). U lestvičastoj logici, ovo je predstavljeno paralelnim pozivima. Okolnosti primene: Lampica alarmnog sistema se aktivira ako je „Nivo temperature visok“ (Problem A= 1) ILI „Pritisak je neuobičajen“ (Uslov B= 1).
• NERezultat je inverzan od problema. U lestvičastom rezonovanju, ovo je predstavljeno kontaktom Generalno Zatvoreno (NC). Scenario primene: Kada „Nivo rezervoara nije završen“ (Uslov A = 0), pumpa treba da radi (Izlaz Y = 1). Ovaj problem se primenjuje u programu koristeći NC poziv koji predstavlja „nivo nije završen“.

Savladavanjem ove 3 standardne razumne operacije, možete čitati i kreirati značajnu većinu osnovnih PLC programa.

II. Poređenje glavnih PLC proizvoda za automatizaciju

Nakon savladavanja osnova, sledeći važan korak je izbor idealnog imena brenda PLC-a za temeljno proučavanje.

Različiti brendovi imaju različito tržišno pozicioniranje, softverske programe i sektorske primene. U nastavku je relativna procena brojnih značajnih međunarodnih brendova PLC kontrolera.

Preporuka za početnike:

• Ako su vam cilj masivna postrojenja ili alati evropske proizvodnje, početak sa Siemens S7-1200 i TIA Portal je najbolji izbor zbog visokog tržišnog udela i tehničkog liderstva.
• Ako se fokusirate na male uređaje ili imate ograničen budžet, Mitsubishi FX serija je odlična polazna tačka, sa obilnim resursima za učenje i prilično niskim troškovima hardvera.

III. Od koncepta do prakse: Četvorostepeni put visokoefikasnog učenja

Akademsko znanje je temelj, ali samo metoda može izgraditi neboder. 

Korak 1: Simulacija softverskog programa za upoznavanje sa atmosferom

Preuzmite i instalirajte softver za emisije izabranog brenda (npr. TIA Site, GX Works3). Bez kupovine bilo kakvog hardvera, koristite integrisanu funkciju simulacije da biste kreirali svoj prvi „Zdravo svete“ projekat – jednostavno kolo za pokretanje-zaustavljanje-zaključavanje.

Upoznajte se sa korisničkim interfejsom softvera, kako da kreirate oznake (promenljive), kako da pišete lestvičasto rezonovanje i kako da preuzmete i pratite program.

Akcija 2: Savladajte osnovna uputstva 

Sistematski otkrivajte i vežbajte sledeće osnovne funkcije:.

• Smernice za Little Bit LogicI, ILI, NE, izlazni kalemovi i tako dalje.
• Tajmeri: Kašnjenje uključivanja (BUNCH), kašnjenje isključivanja (TOF) za implementaciju funkcija kao što su odloženi početak i odloženi završetak.
• CountersBrojanje unapred (CTU), odbrojavanje unazad (CTD) za prikupljanje broja artikala, snimanje vremena ciklusa video zapisom i tako dalje.
• Smernice za pomeranje (MOV): Premestiti podatke sa jedne memorijske adrese na drugu.

Korak 3: Bavite se standardnim studijama situacije

Čim zapravo razumete osnovna uputstva, pokušajte da završite neke tradicionalne zadatke početnog nivoa, kao što su:

• Trofazni motor sa kontrolom okretanja napred/nazad.
• Početak snižavanja napona zvezda-trougao.
• Kontrola saobraćaja.
• Automatska kontrola klipnih kolica.

Ove studije slučaja će vam sigurno pomoći da povežete konkretna uputstva u logičan okvir za rešavanje problema iz stvarnog sveta.

Akcija 4: Istražite napredne funkcije i praktičnu metodu

Kada se osećate prijatno sa osnovnim programima, možete preći na naprednije oblasti:

• Obrada analognog signalaSaznajte kako da proverite signale sa analognih senzorskih jedinica (nivo temperature, pritisak) i izvršite PID kontrolu.
• Brojanje velike brzine i impulsni izlazKoristi se za povezivanje enkodera i upravljanje steper/servo elektromotorima.
• Komunikacija i umrežavanjeOtkrijte razmenu informacija između PLC-ova ili između PLC-a i HMI (Interfejs čovek-mašina) ili upravljački računar.
• Tražite praktične mogućnostiAko je moguće, kupite početni paket za PLC kontroler za praktično električno ožičenje i otklanjanje grešaka. Apsolutno ništa ne pruža veći osećaj postignuća i dublje razumevanje od direktnog osvetljavanja svetla ili pokretanja motora. Takođe možete pogledati zahteve i najbolje prakse autoritativnih kompanija poput Međunarodne kulture automatizacije (ISA) kako biste unapredili svoju profesionalnu kompetenciju.

Zaključak

Poznavanje PLC emisija nije nedostižno teška moderna tehnologija, već putovanje ka unapređenju veština sa jasnim putem i obrazloženjem.

Osnovni principi su: Prvo, izgradite čvrsto razumevanje 3 teorijska kamena temelja: brojevnih sistema, vrsta podataka i logičkih procedura. Drugo, razumno izaberite popularni brend PLC-a kao svoju platformu za učenje na osnovu vaših poslovnih ciljeva i zahteva tržišta. Na kraju, pratite strukturirani put od simulacije do praktične primene i od jednostavnog do složenog, usvajajući akademsko znanje u razumnu analitičku sposobnost uz kontinuiranu praksu i izazove zasnovane na projektima.

Talas industrijske automatizacije se pojavio, i kao centralni pritisak u ovoj revoluciji, značaj PLC-a se ne može dovoljno naglasiti.

Započinjanje vašeg obrazovnog putovanja sada nije samo investicija u veštinu – to je finansijska investicija u budućnost punu mogućnosti. Nadamo se da će vam ovaj vodič poslužiti kao snažna polazna tačka i pouzdan partner na vašem putu ka savladavanju PLC emisija.