I. Introducció
En els sistemes moderns de control d'automatització industrial, els PLC (controladors lògics programables) tenen un paper crucial. Un PLC és un ordinador dissenyat específicament per a entorns industrials que permet el control automatitzat de diversos dispositius i processos mitjançant la programació. En aquest article s'explicarà detalladament com funcionen els PLC i s'explorarà les seves aplicacions en diferents camps, amb l'objectiu d'oferir als lectors una comprensió completa i-profunda.
II. Com funciona un PLC
El principi de funcionament d'un PLC es pot resumir com "escaneig seqüencial en un bucle continu". En concret, el funcionament del PLC es pot dividir en les següents etapes:
Fase de mostreig d'entrada
Durant la fase de mostreig d'entrada, el PLC llegeix seqüencialment tots els estats i dades d'entrada d'una manera d'escaneig i les emmagatzema a les unitats corresponents de l'àrea d'imatge d'E/S. Aquest procés es realitza punt per punt; és a dir, els estats i les dades de totes les entrades digitals i analògiques externes es llegeixen primer i s'emmagatzemen en els registres d'imatge d'entrada corresponents dins del PLC. En aquest punt, els registres d'imatge d'entrada s'esborren i el sistema passa a l'etapa d'execució del programa d'usuari i a l'etapa d'actualització de sortida. Durant aquestes dues etapes, encara que els estats d'entrada i les dades canviïn, els estats i les dades de les unitats corresponents de l'àrea d'imatge d'E/S romanen sense canvis. Per tant, si s'introdueix un senyal de pols, l'amplada del pols ha de ser superior a un cicle d'exploració per garantir que l'entrada es llegeixi en totes les circumstàncies.
Fase d'execució del programa d'usuari
Durant la fase d'execució del programa d'usuari, el PLC sempre escaneja el programa d'usuari (diagrama d'escala) seqüencialment de dalt a baix. Quan escaneja cada diagrama d'escales, sempre escaneja el circuit de control del costat esquerre-composat per diversos contactes-primer i realitza operacions lògiques en aquest circuit de control en l'ordre d'esquerra a dreta i de dalt a baix; Aleshores, basant-se en els resultats de les operacions lògiques, actualitza l'estat del bit corresponent a la memòria RAM del sistema per a la bobina lògica, o actualitza l'estat del bit corresponent a l'àrea d'imatge d'E/S per a la bobina de sortida, o determina si s'executa les instruccions de funció especial especificades pel diagrama d'escala.
Fase d'actualització de la sortida
Un cop finalitzada l'exploració del programa d'usuari, el PLC entra a la fase d'actualització de la sortida. Durant aquesta fase, la CPU actualitza tots els circuits de tancament de sortida segons els estats i les dades corresponents a l'àrea d'imatge d'E/S i, a continuació, condueix els dispositius perifèrics corresponents a través dels circuits de sortida. És quan es produeix la sortida real del PLC.
Mitjançant el cicle continu d'aquestes tres fases, el PLC aconsegueix un control automatitzat de dispositius i processos externs.
III. Aplicacions dels PLC
Com a dispositiu de control d'automatització industrial altament eficient i fiable, el PLC ha trobat una aplicació generalitzada en diversos camps. Les següents són diverses àrees d'aplicació principals dels PLC:
Automatització Industrial
Els PLC s'utilitzen àmpliament en processos de producció industrial, com ara el control de la línia de producció, el control de robots i el control del sistema logístic. Mitjançant la programació, els PLC poden automatitzar el seguiment, l'ajust i l'optimització dels processos de producció, millorant així l'eficiència i la qualitat de la producció. Per exemple, en una línia de producció automatitzada, un PLC pot controlar el funcionament de cada estació de treball segons les necessitats de producció, aconseguint l'automatització i el control intel·ligent del procés de producció.
Automatització d'edificis
Els PLC es poden utilitzar per controlar els sistemes de l'edifici, com ara la il·luminació, la ventilació i la seguretat de l'edifici. Mitjançant la programació, els PLC permeten un control i ajust intel·ligents dels equips de l'edifici, millorant l'eficiència energètica i el confort. Per exemple, als edificis intel·ligents, els PLC poden ajustar automàticament la brillantor i la temperatura de color dels sistemes d'il·luminació en funció de les condicions d'il·luminació interior i de l'activitat dels ocupants, aconseguint tant estalvi energètic com un confort millorat.
Transport
Els PLC es poden utilitzar per controlar els senyals de trànsit, els sistemes de manipulació d'equipatges a les estacions i aeroports i els sistemes automatitzats de transport de mercaderies. Mitjançant la programació, els PLC poden ajustar les seqüències i el temps dels senyals de trànsit en temps real en funció del flux i la demanda del trànsit, optimitzant així el flux de trànsit i reduint la congestió. Per exemple, als sistemes de transport intel·ligents, els PLC poden ajustar els esquemes de cronometratge dels senyals de trànsit basats en dades de trànsit en temps real-per millorar l'eficiència del trànsit per carretera.
Sistemes de potència
Els PLC es poden utilitzar per al control automatitzat de sistemes d'alimentació, inclòs el control i la protecció de la subestació, el control de la línia de transmissió i l'enviament de la xarxa. Mitjançant la programació, els PLC poden realitzar-monitorització en temps real i ajustos automàtics dels sistemes d'alimentació per garantir el seu funcionament estable i segur. Per exemple, a les xarxes intel·ligents, els PLC poden controlar l'estat operatiu de la xarxa en temps real i ajustar automàticament els paràmetres de funcionament dels equips d'alimentació per equilibrar l'oferta i la demanda d'energia.
Tractament d'aigües residuals
Els PLC es poden utilitzar per al control automatitzat en processos de tractament d'aigües residuals, inclosa la regulació del cabal, la regulació de la pressió, el control del nivell d'aigua i el control del procés. Mitjançant la programació, els PLC poden controlar i ajustar automàticament els processos de tractament d'aigües residuals per millorar l'eficiència del tractament i la qualitat de l'aigua. Per exemple, en una planta de tractament d'aigües residuals, un PLC pot ajustar automàticament els paràmetres de funcionament de l'equip de tractament en funció de les dades de la prova de qualitat de l'aigua per garantir una descàrrega conforme.
IV. Resum
Com a dispositiu de control d'automatització industrial altament eficient i fiable, els PLC han trobat una aplicació generalitzada en diversos camps. El seu principi de funcionament es basa en un "escaneig seqüencial en un bucle continu", aconseguint un control automatitzat d'equips i processos externs mitjançant la fase de mostreig d'entrada, la fase d'execució del programa d'usuari i la fase d'actualització de la sortida. Amb l'avenç continu de l'automatització industrial i la progressió de la indústria 4.0, l'aplicació dels PLC s'estendrà encara més i s'aprofundirà-, aportant més possibilitats i oportunitats al control de l'automatització industrial.