PLC

PLC

Kontrollori logjik i programueshëm ose programmable logic controller (PLC) është një kompjuter industrial i specializuar në administrimin e veprimeve industriale. PLC zbaton një program dhe përpunon sinjalet digjitale dhe analogjike të cilët vijnë nga sensorë dhe ju drejtohen aktualizuesve të pranishëm në një impiant industrial. Me kohë, pas thjeshtësimit dhe përparimit të teknologjisë ka hyrë edhe në përdorimin e përditshëm e shtëpiak ; instalimi i një PLC në panelin elektrik të një banese, ndihmon në administrimin e impianteve të instaluar në një shtëpi si p.sh. : impianti ngrohës, antivjedhje, ujitës, LAN, dritave, etj.

Një PLC dhe një objekt hardware

Karakteristika kryesore është fortësia ekstreme, në fakt një sistem PLC është vendosur në panele elektrike, në zhurmë, me shumë interferenca elektrike, me temperatura të larta dhe me lagështi të lartë. Në disa raste PLC është në funksion 24 orë në 24 për 365 ditë të vitit, në impiante që nuk mund të pushojnë kurrë.

Struktura e PLC përshtatet me procesin e automatizimit. Gjatë projektimit të sistemit të kontrollit zgjidhen skeda të përshtatshme me madhësitë elektrike në loje. Skedat e ndryshme vendosen në BUS-in e PLC.

Funksionimi

Veprimi i parë që PLC kryen është leximi i hyrjeve dhe këtu nënkuptohen të gjitha hyrjet si ato digjitale edhe ato analoge, të vendosura në board, ose në lidhje të jashtme bus. Pasi ka lexuar hyrjet gjendja e tyre memorizohet në një memorie të quajtur "Regjistër imazh i hyrjeve". Në këtë pikë udhëzimet e komandës përpunohen në sekuencë nga CPU-ja dhe rezultati memorizohet në "Regjistrin e imazhit dalës". Në fund përmbajtja e imazhit të daljeve shkruhet në daljet fizike, d.m.th daljet hapen. Përderisa përpunimi i udhëzimeve përsëritet vazhdimisht flitet për përpunim ciklik ndërsa koha që i nevojitet kontrollorit për një përpunim të vetëm quhet koha e ciklit (zakonisht pak milisekonda).

Struktura e PLC

Një PLC është i përbërë nga një Ushqyes, nga CPU që në raste të veçanta mund të ketë një memorie RAM ose ROM ose EPROM ose EEPROM, nga një numër i caktuar skedash hyrjeje digjitale dhe daljesh digjitale, dhe në rastin kur nevojiten madhësi analoge PLC mund të përbëhet nga skeda hyrjeje ose daljeje analoge dhe digjitale së bashku.

Nëse PLC vepron në rrjet me PLC të tjerë janë të nevojshme disa skeda komunikimi të përshtatshme me protokollin e rrjetit i cili duhet të ndodhet gjithashtu edhe tek PLC e tjera.

Në rast të veprimeve të lëvizjes, si në fushën e [robotika|robotikës], PLC është e pajisur edhe me skeda të kontrollit të akseve, d.m.th disa skeda shumë të shpejta e të sofistikuara që të lejojnë të administrosh lëvizje dhe pozicionime.

Ushqyesi

Ushqyesi është një aparaturë e nevojshme për funksionimin e PLC. Ky i fundit përdoret për t'iu dhënë energji elektrike të gjitha skedave të PLC. Jepen energji prej 5 V të nevojshme për skedat, tension + 12 V ose - 12 V, dhe tensione me voltazhe të tjera gjithmonë duke dhenë elektricitet me rrymë të vazhduar. Mund të jete i integruar ose jo në PLC.

CPU

CPU është truri i PLC. CPU është një skedë e ndërlikuar e bazuar në një logjikë të programueshme (Infineon tek CPU Siemens S7) me funksion bazë memorizim dhe akses tek I/O, si edhe bootloader, dhe me një zonë memorie në dispozicion të programit të përdoruesit, d.m.th të programit të automatizimit.

Memoria e përdoruesit është shpesh e jashtme si p.sh. memoria EPROM. Avantazhi i memories së jashtme është i lidhur me thjeshtësinë e programimit ose me thjeshtësinë e modifikimin të këtij të fundit.

CPU gjatë funksionimit me rrëgjim bashkëvepron me të gjitha skedat e lidhura me BUS -in e PLC duke transferuar të dhëna e komanda nga dhe drejt botës së jashtme (input dhe output).

Një prej karakteristikave të shumë CPU-ve është kapaciteti për të menaxhuar modifikimet e programit të menaxhimit të procesit gjatë funksionimit normal. Ky funksion është shumë i dobishëm në rastin e impianteve që duhet të jenë gjithmonë aktivë si për shembull në kontrollin e procesit dhe në prodhimin industrial në seri.

Në brendësi të CPU ka pjese të ndryshme, prej të cilave :

• bashkësi menaxhimi, ose informacione menaxhimi të PLC në vetvete, të vendosura nga ndërtuesi dhe transparente tek përdoruesi ;
• arkiv temporizatorësh dhe kontaktesh funksionale për operimin e PLC ;
• memorie imazh të procesit, d.m.th informacionet hyrëse dhe komandat dalëse të procesit ;
• memorie përdoruesi, në të cilën shkruhen programet që PLC duhet të zbatojë ;
• ndërfaqe për pajisjen e programimit, që komunikon me veglat e programimit ;
• bus të dhënash, komande, adresa për automobilizimin e të dhënave nëpërmjet pjesëve të ndryshme dhe me ambientin jashtë CPU-se.

Skedat hyrëse digjitale

Skedat hyrëse digjitale janë të përdorura për kontrollin e madhësive digjitale, d.m.th tensione me dy vlera (si p. sh 0 V ose 24 V, ose 0 V 110 V). Ç'do skede mund të menaxhoje nga 4 në 32, madje edhe 64 hyrje digjitale të veçanta nga njëra tjetra. Sinjalet nga fusha mbërrijnë me kavo elektrike deri tek morseteria e skedës dhe çdo kanal i veçante është domosdoshmërish i mbrojtur nga siguresa me amperazhin e duhur.

Skedat dalëse digjitale

Skedat dalëse digjitale përdoren për aktualizuesit digjitale. Për shembull një rele është një aktualizues digjital, megjithëse mund te kenë vetëm dy gjendje te qëndrueshme : të ç'eksitoje, ose të eksitoje. Tjetër shembull i një aktualizuesi është një valvol digjitale me dy gjendje : e hapur ose e mbyllur (elektrovalvul).

Edhe në rastin e skedave dalëse digjitale, mund të menaxhohen nga një minimum prej katër dhe një maksimum prej 64 daljesh digjitale të veçanta.

Skedat hyrëse analoge

Kjo lloj skede hyrëse lejon kontrollin e madhësive elektrike vlera e të cilave mund të ndryshoj brenda një intervali. Madhësitë në loje janë në tension ose në rryme. Për shembull janë të disponueshme skeda hyrëse analoge në rryme, me një interval të ndryshueshëm nga 4 mA dhe 20 mA. Shumë prodhues të PLC-ve mundësojnë skeda me hyrje analoge për sonda temperature Pt100 por edhe termocifte T, J, K, etj. Këto skeda mundësohen me rezolucione të ndryshme (8-12-14-16 bit) dhe me 1 ose më shumë hyrje të ndara në mënyre galvanike të mundshme në morseteri ose tek konektori frontal.

Skedat dalëse analoge

Skedat dalëse analoge lejojnë të kontrollosh aktuaktoret e ndryshueshëm.

Mund të jenë në rryme ose në tension dhe të kenë një rezolucion të determinuar të shprehur në bit. Për shembull është e mundshme të komandosh një motor elektrik nëpërmjet një inverteri duke ndryshuar shpejtësinë, nëpërmjet frekuences, nga zero në shpejtësinë maksimale.

Përveç shembullit të cituar me sipër nevojiten edhe rregullime temperature duke ndryshuar intervalin në dalje, si p.sh rregullimet e dritës.

Një shembull shumë i qartë është ai i intensitetit të ndriçimit të një serie dritash tavani. Nëpërmjet një potenciometri mund të ulim ose të risim ndriçimin. Me çdo rritje ose ulje të ndriçimit korrespondon një sinjal ekuivalent në rryme ose tension.

Skedat e komunikimit

PLC gjatë funksionimit mund të komunikojë me kompjuter, me PLC të tjerë ose me të tjera pajisje të tjera si makinat CNC (torno ose freza me kontroll numerik të ndërmarrjeve).

Komunikimi me kompjuter dhe pajisje të tjera ndodh nëpërmjet tipeve të ndërlidhjes standarde si :

• RS232
• RS422/RS485
• TCP/IP

Komunikimi me PLC të tjerë ndodh nëpërmjet protokolleve standarde si p. sh :

• Profibus
• DeviceNet
• TCP/IP
• Modbus
• Modbus Plus
• Modbus TCP/IP
• Controlnet
• EGD
• UDP/IP
• CAN BUS
• etj.

Skedat speciale

Çdo PLC i nivelit të mesëm e të lartë, përveç skedave hyrëse dhe dalëse, analoge dhe digjitale, ka të inkorporuara module të dedikuar me detyra automatizimi. Avantazhi në përdorimin e këtyre skedave është ai i të pasurit në kontroll të një veprimi/ngjarjeje në mënyre të pavarur nga cikli i PLC, duke e çuar PLC në funksionin e kontrollit/parametrizimit. Oferta është e madhe dhe çdo prodhues jep zgjidhje të ndryshme prej të cilave bien në pah :

Skedat e numërimit të shpejte

Janë në gjendje të kapin sinjalin e një sensor numërimi dhe drejtimi (lartë/poshtë ose rritje/zbritje) plus një kanal zerimi, në tensione 0÷24 V sipas standardeve RS-422. Normalisht është e mundshme të programohet një ngjarje. Tek këto skeda normalisht është i mundshëm një numër i limituar daljesh të programueshme.

Skeda programuese me prodhim të kompjuterizuar

Detyre e këtyre skedave është të emulojë një ose më shumë prodhime të kompjuterizuara mekanike duke pranuar në hyrje një sinjal që vjen nga një enkoder dhe është e mundshme, nëse pozicioni është midis koordinatave të caktuara, të aktivosh një veprim nëpërmjet një daljeje digjitale.

Skeda PID (Proporcionali Integral i Derivuar)

Shpesh në fushën industriale është e nevojshme të kontrollosh një ndryshore të procesit (për shembull fuqia e aplikuar në një element që mund të nxehet), duke nxjerre në pah një ndryshore të varur prej saj (për shembull temperatura e një ambienti). Nëse procesi është i veçante dhe kritik është e nevojshme të zbatosh kontrollin në mënyre te kujdesshme, nëpërmjet moduleve të dedikuara.

Skeda kontrolli të akseve

Nevojitet disa herë të kontrollosh një organ mekanik nëpërmjet një motori, si p. sh. motor brushless ose motor hap-pas-hapi. Disa skeda kanë një përdorim shumë të thjeshte, lejojnë të fiksohet një kuote dorëzimi që aksi duhet të arrije dhe një hyrje feedback pozicionimi, disa të tjera mjaft komplekse - lejojnë fleksibilitet të madh dhe lejojnë të emulojnë profile të ndryshme. Kërkojnë zakonisht një modul fuqie të (amplifikator rryme) për komandimin efektiv të rrymës.

Gjuhë programimi

PLC për t'iu përgjigjur detyrave ka nevoje të programohet. Programimi i PLC kryhet normalisht me një PC ku një software i specializuar të lejon të krijosh programe për të shkarkuar në memorien e CPU-se të PLC-se.

Këto software programimi mund të lexojnë programin direkt nga memoria e CPU-se dhe të shfaqin programin në PC.

Normalisht programi shkruhet në PC dhe shkarkohet në PLC si edhe ruhet në PC për modifikime të mëtejshme ose për siguri. Normativa IEC 1131-3 e 1993 ka standardizuar 5 gjuhe programimi, prej të cilave 3 grafike dhe 2 tekstuale.

Normativa u azhurnua me daljen e "CEI EN 61131-3" e quajtur ndryshe edhe "CEI 65-40" Edicioni i pare : 1º qershor 1996.

Gjuhet grafike

• Ladder diagram (LD o KOP) e quajtur gjuhë me kontakte - Është gjuha më e përdorur deri pak vjet më parë, e cila është transportimi informatikë i qarqeve elektrike të përdorura nga elektrotekniket.

Automatizimi industrial ishte i bazuar në logjikën e sistemeve të kablluara, PLC lejoi transportimin e koncepteve të logjikës së kablluar në gjuhën Ladder. Programuesi thjesht përdor simbole logjike që korrespondojnë me sinjale hyrëse dhe dalëse për të implementuar logjiken duke mos kablluar me relete, por duke vizatuar skemat elektrike në programin e programimit.

• Sequential Function Charts (SFC) i quajtur Diagrami funksional sekuencial - Përdoret edhe si vegël specifike. Kjo gjuhë lejon të implementohet një makinë me gjendje të përfunduar.
• Function Block Diagram (FBD o FUP) e quajtur Diagrama me blloqe funksionale - Analog me diagramat rrethore.

Gjuhet tekstuale

• Instruction List (IL o AWL) e quajtur Lista e instruksioneve - Gjuhë me nivel të ulet shumë e ngjashme me gjuhën Assembler. Mund të kuptohet shumë shpejt nga Ladder.
• Structured Text (ST) i quajtur Tekst i Strukturuar - Gjuhë e nivelit të lartë e ngjashme me Pascal.

Zera të përbashkëte

• Kontroll Industrial
• Arduino (hardware)

Lidhje të jashtme

• - Elektronika Industriale në Shqipëri, Vizito Linkun për të parë shembuj konkret
• - Sistem SCADA
• - Shembuj Praktike Arkivuar 21 shkurt 2020 tek Wayback Machine

• Stampa:Portal Kontrolle Automatike
• Stampa:Portal Inxhinieri