หลักการทำงานของบมจ

 

PLC โดยพื้นฐานแล้วคือ "ไมโครคอมพิวเตอร์แบบโมดูลาร์" ที่ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ แกนหลักของหลักการทำงานของมันคือกลไกวงปิด-ของ "การรับสัญญาณผ่านฮาร์ดแวร์ การประมวลผลลอจิกผ่านซอฟต์แวร์ และการส่งคำสั่งผ่านฮาร์ดแวร์" เพื่อให้บรรลุการควบคุมอุปกรณ์ภายนอกที่แม่นยำ การนำกลไกนี้ไปใช้ต้องอาศัยการทำงานร่วมกันในระดับสูงระหว่างโครงสร้างฮาร์ดแวร์และระบบซอฟต์แวร์

โครงสร้างฮาร์ดแวร์ของ PLC ใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ ซึ่งสามารถรวมกันได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการในการควบคุม องค์ประกอบหลักประกอบด้วย 5 ส่วนต่อไปนี้ แต่ละส่วนมีการแบ่งงานที่ชัดเจนและความร่วมมืออย่างใกล้ชิด:

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU):ในฐานะ "สมอง" ของ PLC มีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินการเชิงตรรกะ การประมวลผลข้อมูล และการกำหนดเวลาคำสั่งในโปรแกรมผู้ใช้ สามารถอ่านสัญญาณอินพุต รันไดอะแกรมแลดเดอร์และโปรแกรมอื่นๆ ตัดสินผลการคำนวณ และส่งคำสั่งควบคุมไปยังโมดูลเอาต์พุตได้อย่างรวดเร็ว ความเร็วในการคำนวณจะกำหนดประสิทธิภาพการตอบสนองของ PLC โดยตรง และเวลาดำเนินการคำสั่งของ PLC อุตสาหกรรมกระแสหลักสามารถเข้าถึงระดับไมโครวินาทีได้

หน่วยความจำ:แบ่งออกเป็นหน่วยความจำระบบและหน่วยความจำผู้ใช้ หน่วยความจำระบบใช้เพื่อจัดเก็บระบบปฏิบัติการ โปรแกรมไดรเวอร์ และซอฟต์แวร์หลักอื่นๆ ของ PLC เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานพื้นฐานของอุปกรณ์ หน่วยความจำผู้ใช้มีไว้สำหรับจัดเก็บโปรแกรมควบคุมที่ผู้ใช้เขียนไว้โดยเฉพาะ (เช่น ตรรกะกระบวนการผลิต กลไกการจัดการข้อผิดพลาด) และข้อมูลชั่วคราว (เช่น พารามิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์ ผลลัพธ์การนับ) ซึ่งสนับสนุนการแก้ไขและอัปเดตโปรแกรม

โมดูลอินพุต/เอาท์พุต (I/O): "สะพานเชื่อม" ระหว่าง PLC และอุปกรณ์ภายนอก ช่วยให้สามารถแปลงสัญญาณแบบสองทิศทางได้ โมดูลอินพุตมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณแอนะล็อก (เช่น อุณหภูมิ ความดัน) หรือสัญญาณดิจิทัล (เช่น สัญญาณเปิด-) จากเซ็นเซอร์ (เช่น สวิตช์โฟโตอิเล็กทริก เซ็นเซอร์อุณหภูมิ) ปุ่ม ปุ่มหมุน และอุปกรณ์อื่นๆ ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ PLC รู้จัก โมดูลเอาต์พุตจะแปลงผลการคำนวณของ CPU ให้เป็นสัญญาณควบคุมที่ตัวกระตุ้นภายนอกสามารถรับได้ (เช่น มอเตอร์ โซลินอยด์วาล์ว ไฟแสดงสถานะ) ซึ่งจะทำให้-กระบวนการลูปปิดของ "การดำเนินการตัดสินใจการรับรู้" เสร็จสมบูรณ์

โมดูลพลังงาน:ให้กำลังงานที่มั่นคงสำหรับระบบ PLC ทั้งหมด โดยปกติจะแปลงไฟ AC (เช่น AC 220V) จากไซต์งานอุตสาหกรรมเป็นไฟ DC (เช่น DC 24V) ที่ PLC ต้องการภายใน นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชันป้องกันแรงดันไฟเกินและกระแสเกินเพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน

โมดูลการสื่อสาร:ตระหนักถึงการเชื่อมต่อระหว่าง PLC และอุปกรณ์อื่นๆ รองรับโปรโตคอลการสื่อสารอุตสาหกรรมกระแสหลัก เช่น PROFINET, Modbus, EtherNet/IP ฯลฯ ผ่านโมดูลการสื่อสาร PLC สามารถเชื่อมต่อกับหน้าจอสัมผัส คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ระบบ MES (ระบบดำเนินการด้านการผลิต) หรือ PLC อื่นๆ เพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการควบคุมระยะไกล ซึ่งวางรากฐานสำหรับการผลิตอัจฉริยะ

ระบบซอฟต์แวร์ของ PLC แบ่งออกเป็นซอฟต์แวร์ระบบและซอฟต์แวร์ผู้ใช้ ซอฟต์แวร์ระบบได้รับการติดตั้งไว้ล่วงหน้าโดยผู้ผลิต และรับผิดชอบไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์ การคอมไพล์โปรแกรม และการวินิจฉัยระบบ ซอฟต์แวร์ผู้ใช้คือโปรแกรมควบคุมที่เขียนโดยวิศวกรตามข้อกำหนดการผลิต วิธีการเขียนโปรแกรมทั่วไป ได้แก่ แผนภาพแลดเดอร์ (LD), ข้อความที่มีโครงสร้าง (ST), แผนภาพบล็อกการทำงาน (FBD) ฯลฯ ในบรรดาวิธีเหล่านี้ แผนภาพแลดเดอร์ได้กลายเป็นวิธีการเขียนโปรแกรมที่ใช้กันมากที่สุดในไซต์งานอุตสาหกรรม เนื่องจากการจำลองคุณลักษณะของวงจรควบคุมรีเลย์แบบดั้งเดิม

ตรรกะหลักของการควบคุมซอฟต์แวร์คือ "การทำงานเชิงตรรกะและการควบคุมเวลา" - วิศวกรจะแปลงกระบวนการผลิตเป็นความสัมพันธ์เชิงตรรกะ เช่น "AND", "OR" และ "NO" หรือกฎการกำหนดเวลา เช่น "ล่าช้า" และ "นับ" ผ่านการเขียนโปรแกรม CPU ของ PLC ดำเนินการกฎเหล่านี้ตามลำดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อให้ได้รับการควบคุมกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น ในสายการผลิตน้ำดื่มบรรจุขวด ตรรกะการบรรจุแบบอัตโนมัติสามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นได้โดยการตั้งค่าโปรแกรมให้ "สตาร์ทเครื่องบรรจุด้วยความล่าช้า 0.2 วินาที เมื่อเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกตรวจพบขวด และหยุดหลังจากเติมเป็นเวลา 3 วินาที"

PLC ไม่เพียงแต่เป็นอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังเป็นศูนย์รวมของแนวคิดการควบคุมทางอุตสาหกรรมอีกด้วย ไม่เพียงแต่ประสบความสำเร็จแบบก้าวกระโดดในกระบวนการผลิตจาก "การดำเนินการด้วยตนเอง" ไปสู่ ​​"ขับเคลื่อนด้วยตรรกะ" เท่านั้น แต่ยังช่วยขับเคลื่อนอุตสาหกรรมการผลิตทั้งหมดไปสู่การพัฒนาที่ชาญฉลาด ยืดหยุ่น และมีประสิทธิภาพอีกด้วย