첫째, 프로그래머블 컨트롤러의 정의
프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러 (PLC) 는 컴퓨터 기술을 기반으로 하는 새로운 산업 제어 장치입니다. 1987 년 국제전기위원회가 발표한 PLC 표준 초안에서 PLC 는 다음과 같이 정의됩니다. "PLC 는 산업 환경에서 디지털 작업을 위해 특별히 설계된 전자 장치입니다. 프로그래밍 가능한 메모리를 사용하여 논리, 순서, 타이밍, 개수 및 산술 연산을 수행하는 명령을 저장하고 숫자 또는 아날로그 입력 및 출력을 통해 다양한 유형의 기계 또는 생산 프로세스를 제어할 수 있습니다. PLC 및 관련 주변 장치는 산업 제어 시스템과의 통합 및 기능 확장이 용이한 원칙에 따라 설계해야 합니다. "
둘째, PLC 특성
1 높은 신뢰성, 강한 간섭 방지 기능.
높은 신뢰성은 전기 제어 장비의 핵심 성능입니다. PLC 는 현대의 대규모 집적 회로 기술과 엄격한 생산 공정을 채택하고 있기 때문에 내부 회로는 첨단 간섭 방지 기술을 채택하고 신뢰성이 높습니다. 예를 들어 미쓰비시가 생산한 F 시리즈 PLC 는 평균 무고장 시간이 30 만 시간에 달한다. 일부 중복 CPU 를 사용하는 PLC 는 평균 무고장 근무 시간이 더 길다. PLC 의 외부 회로는 같은 규모의 릴레이 접촉기 시스템에 비해 전기 배선 및 스위치 접점이 수백 개 또는 수천 개로 줄어 고장이 크게 줄어듭니다. 또한 PLC 에는 하드웨어 장애 자체 테스트 기능이 있어 장애 발생 시 경고 메시지를 적시에 전송할 수 있습니다. 응용 프로그램 소프트웨어에서 사용자는 주변 장치에 대한 문제 해결 프로그램을 작성하여 PLC 이외의 시스템 회로 및 장치도 문제 해결 보호를 받을 수 있습니다. 이렇게 전체 시스템의 신뢰성이 높다는 것도 놀라운 일이 아니다.
2 세트, 완벽한 기능, 강력한 적용 가능성.
오늘, PLC 는 이미 대, 중, 소규모의 계열 제품으로 발전하였다. 모든 규모의 산업 통제 상황에 사용할 수 있다. 논리적 처리 기능 외에도 대부분의 현대 PLC 는 다양한 디지털 제어 분야에서 사용할 수 있는 완벽한 데이터 컴퓨팅 기능을 갖추고 있습니다. 최근 몇 년 동안 PLC 의 기능 단위가 대거 쏟아져 PLC 가 위치 제어, 온도 제어, 수치 제어 등 다양한 산업 제어에 스며들었다. 플러스 PLC 통신 기능 향상과 인간-기계 인터페이스 기술의 발전으로 PLC 를 사용하여 다양한 제어 시스템을 구성하는 것은 매우 쉽습니다.
배우기 쉽고 사용하기 쉬워서 엔지니어링 기술자의 환영을 받았다.
PLC 는 범용 공업 제어 컴퓨터로서 공광 기업의 공업 제어 설비이다. 그 인터페이스는 간단하고 프로그래밍 언어는 엔지니어링 기술자들이 쉽게 받아들일 수 있다. 래더 언어의 그래픽 기호 및 표현은 릴레이 회로도와 매우 유사하며, 소량의 PLC 스위치 논리 제어 지시만으로 릴레이 회로의 기능을 쉽게 구현할 수 있습니다. 전자 회로, 컴퓨터 원리 및 어셈블리 언어에 익숙하지 않은 사람들이 컴퓨터를 사용하여 산업 제어에 종사할 수 있는 문을 열었습니다.
4. 시스템 설계 및 건설 작업량이 적어 유지 관리 및 개조가 용이합니다.
PLC 는 케이블 연결 논리 대신 스토리지 논리를 사용하여 제어 장비의 외부 배선을 크게 줄이고 제어 시스템의 설계 및 구축 주기를 단축하며 유지 관리가 용이합니다. 더 중요한 것은, 같은 설비가 절차를 바꿔 생산 과정을 바꿀 수 있다는 것이다. 다종 소량 배치 생산에 적합한 자리다.
작은 크기, 가벼운 무게, 낮은 에너지 소비
초소형 PLC 의 경우 새로 생산된 품종의 바닥 크기는 100mm 미만이고 무게는 150g 미만이며 전력 소비량은 몇 와트에 불과합니다. 부피가 작기 때문에 기계에 쉽게 설치할 수 있어 메카트로닉스 실현을 위한 이상적인 제어 장치이다.
3. 콤비네이션 기계의 자동선에서는 일반적으로 서로 다른 가공 정밀도 요구 사항에 따라 세 가지 슬라이드를 설정합니다.
현재, PLC 는 국내외 철강, 석유, 화학, 전기, 건축 자재, 기계 제조, 자동차, 섬유, 교통, 환경 보호, 문화 오락 등의 산업에 광범위하게 적용되었으며, 그 용법은 대체로 다음과 같은 범주로 요약될 수 있다.
1 스위치 논리 제어
이것은 PLC 의 가장 기본적이고 광범위한 응용 분야입니다. 기존 릴레이 회로 대신 논리적 제어 및 순차 제어를 구현합니다. 독립 실행형 제어, 다중 기계 그룹 제어 및 자동화 생산 라인에 사용할 수 있습니다. 기계, 인쇄기, 스테이플러, 콤비네이션 기계, 연삭기, 포장 생산 라인, 도금 생산 라인 등
2 시뮬레이션 제어
산업 생산 과정에서 온도, 압력, 유량, 액위, 속도 등 지속적으로 변화하는 양이 모두 시뮬레이션량이다. 프로그래머블 컨트롤러가 시뮬레이션을 처리하도록 하려면 시뮬레이션량과 숫자 사이의 A/D 변환 및 D/A 변환이 필요합니다. PLC 공급업체는 모두 일치하는 A/D 및 D/A 변환 모듈을 생산하므로 프로그래밍 가능한 컨트롤러로 시뮬레이션 제어를 수행할 수 있습니다.
3 모션 컨트롤
PLC 를 사용하여 원형 또는 직선 동작을 제어할 수 있습니다. 제어기구의 구성으로 볼 때 초기에는 입출력 모듈로 위치 센서와 실행기를 직접 연결했는데, 지금은 일반적으로 전용 모션 제어 모듈을 사용한다. 예를 들어 스테퍼 모터 또는 서보 모터의 1 축 또는 다축 위치 제어 모듈을 구동할 수 있습니다. 세계 주요 PLC 제조업체의 제품은 거의 모든 종류의 기계, 공작 기계, 로봇, 엘리베이터 등에 널리 사용되는 모션 제어 기능을 갖추고 있습니다.
4 프로세스 제어
프로세스 제어는 온도, 압력, 흐름 등 시뮬레이션량의 폐쇄 루프 제어입니다. PLC 는 산업 제어 컴퓨터로서 다양한 제어 알고리즘을 편성하여 폐쇄 루프 제어를 완료할 수 있습니다. PID 조정은 일반적인 폐쇄 루프 제어 시스템에서 널리 사용되는 조정 방법입니다. 중대형 PLC 에는 PID 모듈이 있으며, 현재 많은 소형 PLC 에도 이 기능 모듈이 있습니다. 일반 PID 처리는 특수 PID 하위 프로그램을 실행하는 것입니다. 공정 제어는 야금, 화공, 열처리, 보일러 제어 등에 광범위하게 적용된다.
5 데이터 처리
현대 PLC 에는 수학 연산 (행렬 연산, 함수 연산 및 논리 연산 포함), 데이터 전송, 데이터 변환, 정렬, 조회 테이블, 비트 조작 등의 기능이 있어 데이터 수집, 분석 및 처리를 수행할 수 있습니다. 이 데이터는 스토리지에 저장된 참조 값과 비교하여 특정 제어 작업을 수행하거나 통신 기능을 사용하여 다른 지능형 장치로 전송하거나 인쇄하여 양식을 만들 수 있습니다. 데이터 처리는 일반적으로 무인 유연 제조 시스템과 같은 대형 제어 시스템에 사용됩니다. 제지, 야금, 식품 등 업계의 일부 대형 제어 시스템과 같은 공정 제어 시스템에도 사용할 수 있습니다.
6 통신과 인터넷
PLC 통신에는 PLC 간 통신과 PLC 와 다른 지능형 장치 간 통신이 포함됩니다. 컴퓨터 제어가 발달하면서 공장 자동화 네트워크가 급속히 발전하면서 각 PLC 업체들은 PLC 의 통신 기능을 중시하며 자체 네트워크 시스템을 출시하고 있습니다. 새로 생산된 PLC 에는 모두 통신 인터페이스가 있어 통신이 매우 편리하다.
7 PLC 제어 CNC 슬라이드 구조
콤비네이션 기계 자동선의 수치 제어 슬라이더는 일반적으로 스테퍼 모터로 구동되는 개방 루프 서보 매커니즘을 사용합니다. PLC 제어 수치 제어 슬라이더는 프로그래밍 가능한 컨트롤러, 링 펄스 분배기, 스테핑 모터 드라이브, 스테핑 모터 및 서보 드라이브 메커니즘으로 구성됩니다.
서보 구동 메커니즘의 기어 Z 1 및 Z2 는 백래시를 제거하여 역방향 데드 존 생성 또는 가공 정밀도 저하를 방지해야 합니다. 스크류 드라이브 페어는 장치의 가공 정밀도 요구 사항에 따라 볼 스크류 페어를 선택할지 여부를 결정해야 합니다. 볼 바를 사용하면 전동 효율이 높고, 시스템 강성이 우수하며, 전동 정확도가 높고, 수명이 길다는 장점이 있지만, 가격이 비싸고 스스로 잠글 수 없습니다.
8 제어 시스템 소프트웨어 구조
소프트웨어 구조는 제어 요구 사항에 따라 설계되었으며 스테핑 모터 제어 모듈, 위치 제어 모듈, 데이터 다이얼 입력 및 데이터 전송 모듈, 디지털 출력 디스플레이 모듈, 컴포넌트 오류 자동 감지 및 경고 모듈의 다섯 가지 모듈로 나뉩니다.
전체 소프트웨어 구조가 방대하기 때문에 펄스 컨트롤러는 0. 1 초 제어 펄스를 생성하여 이동 레지스터를 이동시켜 6 비트 타이밍 펄스를 제공합니다. 3 개의 출력 릴레이 Y430, Y43 1, Y432 는 3 상 6 박자 링 분배기를 통해 싱글, 듀얼, 6 박자로 스테퍼 모터를 제어합니다. 위치 지정 제어를 위해 서로 다른 카운터를 사용하여 거친 위치 지정 스트로크와 정밀 위치 지정 스트로크를 각각 제어합니다. 카운터 설정은 이동에 따라 달라집니다. 예를 들어, 공구나 작업대는 a 지점에서 c 지점으로 이동해야 합니다. 알려진 AC = 200 mm, AC 는 AB 와 BC 로 나뉘며, AB = 196 mm, BC = 4 mm, AB 는 0./kloc 로 나뉩니다 6 비트 카운터 (C660/C6665438) 를 사용하여 0.0 1mm/ step 의 펄스 당량으로 정확한 위치 지정 및 정밀 위치 지정을 수행하는 동안 PLC 는 전자기 클러치의 출력점 Y433 을 자동으로 연결하여 전동 매커니즘을 교체합니다.
9 PLC 제어 시스템 접지 방법
(1) 여러 가지 이유 (예: 부식, 절연 손상 등) 로 인해. ), PLC 캐비닛, 콘솔, 배전 캐비닛 등 전기 장비의 금속 하우징 및 제어 장비가 정상적으로 충전되지 않는 금속 부분에는 위험 전압이 있을 수 있으므로 보호 접지를 해야 합니다. 전원 공급 장치가 36V 이하인 장비는 특별한 요구 사항이 없는 한 접지 보호가 필요하지 않습니다.
(2)2)PLC 제어 시스템의 참조 전위는 각 회로의 참조 전위입니다. 기준 전위의 연결선을 시스템 지라고 하며, 일반적으로 회로 DC 전원을 제어하는 제로 볼트 와이어입니다. 시스템 접지 방법에는 부동, 직접 접지 및 콘덴서 접지가 포함됩니다.
(3) 정전기 감지 및 자기장 감지를 방지하기 위해 접지 단자를 차폐해야 합니다. 여기서 신호 회로 접지 및 차폐 접지는 작동 접지라고도 합니다.
위에서 설명한 접지 방식의 제어 원리는 일반적으로 보호지와 작동지를 혼용할 수 없는 것이다. 각 전원 공급 장치의 보호지선 두 점 사이에는 몇 밀리볼트 또는 몇 볼트의 전위차가 있기 때문에, 이는 저수준 신호 회로에 매우 심각한 방해가 될 수 있기 때문이다. 차폐 접지: 신호 회로가 단일 지점에서 접지될 때 저주파 케이블의 차폐층도 단일 지점에서 접지해야 합니다. 케이블의 차폐층이 두 개 이상 있는 경우 소음 전류가 생성되어 소음 간섭원을 형성합니다.
이 시스템에 사용된 접지 저항은 규정된 범위 내에 있어야 한다. PLC 로 구성된 제어 시스템의 경우 일반적으로 4ω 미만이어야 하며, 기계적 강도가 충분해야 하며, 사전 방부 처리가 필요합니다. PLC 로 구성된 제어 시스템은 별도의 접지 시스템을 구성하거나 현장 조건에 따라 등전위 연결 설계를 사용할 수 있습니다.
10 PLC 제어 래더 다이어그램:
래더 다이어그램은 PLC 지시문의 래더 기호를 와이어를 통해 연결하여 사용된 PLC 지시문과 해당 순서를 나타내는 연결 다이어그램으로, 전기 구조도와 매우 유사합니다. 연결에는 두 가지가 있습니다. 하나는 버스이고 다른 하나는 내부 가로선입니다. 내부 수평선과 수직선은 래더 기호 명령을 일반적으로 load (LD) 명령으로 시작한 다음 필요한 경우 논리 조건을 작성하는 데 사용되는 여러 입력 명령 (LD 명령 포함) 을 명령 세트로 연결합니다. 마지막으로 출력 제어를 위한 출력 명령 또는 데이터 제어, 흐름 제어, 통신 처리, 모니터링 등의 명령을 구현하여 적절한 작업을 수행합니다. 버스는 명령 그룹을 연결하는 데 사용됩니다. 다음 그림은 미쓰비시 FX2N 시리즈의 가장 간단한 사다리꼴 범례입니다.
시작 및 중지 제어를 위한 첫 번째 그룹인 두 그룹이 있습니다. 두 번째 그룹에는 프로세스를 종료하는 종료 명령이 하나만 있습니다.
1 1 래더 다이어그램과 니모닉 간의 대응 ：
보조기 명령과 래더 명령은 엄격한 대응 관계를 가지고 있으며, 래더 연결은 명령의 순서를 반영할 수 있다. 일반적으로 순서는 입력 후 출력 (다른 처리 포함) 입니다. 먼저, 뒤에서; 먼저 좌회전 한 다음 우회전하십시오. 래더 다이어그램이 있으면 보조기 프로그램으로 번역될 수 있다. 위의 보조 절차는 다음과 같습니다.
주소 명령 변수
0000 LD X000
000 1 또는 X0 10
X00 1 대신 0002
0000 중 0003
0004 종료
반대로, 보조기에 따라 그에 상응하는 래더 도표도 그릴 수 있다.
12 래더 다이어그램과 전기 구조도 간의 관계
논리적 제어만 고려하는 경우 래더 다이어그램과 전기 구조도 사이의 대응 관계를 설정할 수 있습니다. 예를 들어 래더 출력 (out) 명령은 릴레이의 코일에 해당하고, 입력 명령 (예: LD, AND, OR) 은 접점에 해당하며, 연동 명령 (il, ILC) 은 총 스위치로 간주될 수 있습니다. 이렇게 하면 원래 릴레이 제어 논리를 래더 다이어그램으로 변환한 다음 문 테이블 프로그램으로 더 변환할 수 있습니다.
이런 대응을 통해 PLC 프로그램으로 릴레이 논리를 표현하기가 쉽다. 이는 PLC 기술이 기존 릴레이 제어 기술에 대한 상속이기도 합니다.
넷째, CNC 슬라이드 PLC 제어 방법
Cnc 슬라이더의 주요 제어 요소는 세 가지입니다.
1 프로세스 제어
유압 슬라이드 및 기계 슬라이더의 스트로크 제어는 일반적으로 위치 또는 압력 센서 (스트로크 스위치/다이 블록) 를 통해 이루어집니다. 수치 제어 슬라이더의 여정은 디지털 제어에 의해 실현된다. 수치 제어 슬라이더의 구조에 따라 슬라이더의 스트로크는 스테퍼 모터의 총 각도에 비례하므로 스테퍼 모터의 총 각도만 제어하면 됩니다. 스테핑 모터의 작동 원리와 특성에 따라 스테핑 모터의 총 각도는 입력 제어 펄스 수에 비례합니다. 따라서 PLC 출력의 펄스 수는 서보 매커니즘의 변위에 따라 결정됩니다.
N= DL/d (1)
여기서 dl- 서보 메커니즘의 오프셋 (mm)
D--서보 메커니즘의 펄스 등가 (밀리미터/펄스)
2 이송 속도 제어
서보 매커니즘의 이송 속도는 스테핑 모터의 속도에 따라 달라지고, 스테핑 모터의 회전 속도는 입력 펄스 주파수에 따라 달라집니다. 따라서 이 프로세스에 필요한 이송 속도에 따라 PLC 출력의 펄스 주파수를 결정할 수 있습니다.
F=Vf/60d (헤르츠) (2)
형식, VF--서보 메커니즘의 이송 속도 (mm/분)
3 이송 방향 제어
이송 방향 제어는 스테퍼 모터의 조향 제어입니다. 스테퍼 모터의 각 권선의 전원 공급 순서를 변경하여 스테퍼 모터의 회전을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 3 상 스테퍼 모터의 전원 공급 순서는 A-A B-B-BC-C-CA-A ... 일 때 스테퍼 모터가 정방향입니다. 권선이 A-AC-C-CB-B-BA-A 의 순서로 켜지면 스테퍼 모터가 역회전됩니다. 따라서 PLC 출력의 방향 제어 신호를 통해 하드웨어 원형 할당자의 출력 순서를 변경하거나 출력 펄스 순서를 프로그래밍 방식으로 변경하여 스테핑 모터 권선의 전원 공급 순서를 변경할 수 있습니다.
동사 (verb 약어) PLC 국내외 현황
세계 최초의 PLC 는 미국 디지털 장비 회사 (DEC) 가 1969 년에 개발한 것으로 알려져 있습니다. 당시 구성 요소 조건과 컴퓨터 개발 수준에 따라 초기 PLC 는 주로 개별 구성 요소와 중소형 집적 회로로 구성되어 간단한 논리 제어, 타이밍 및 카운트 기능을 수행할 수 있었습니다. 마이크로프로세서는 1970 년대 초에 나타났다. 사람들은 곧 프로그래머블 컨트롤러에 도입하여 PLC 에 컴퓨팅, 데이터 전송 및 처리 기능을 추가하고 실제 컴퓨터 기능을 갖춘 산업 제어 장치를 완성했습니다. 릴레이 및 접촉기 시스템에 익숙한 엔지니어의 사용을 용이하게 하기 위해 프로그래밍 가능한 컨트롤러는 릴레이 회로도와 같은 래더 다이어그램을 기본 프로그래밍 언어로 사용하며, 연산 및 처리에 참여하는 모든 컴퓨터 저장 컴포넌트는 릴레이에 의해 이름이 지정됩니다. 이때 PLC 는 마이크로컴퓨터 기술과 릴레이의 통상적인 제어 이념을 결합한 산물이다.
1970 년대 중후반, 프로그래머블 컨트롤러가 실용화 발전 단계에 들어섰고, 컴퓨터 기술은 완전히 프로그래머블 컨트롤러를 도입하여 그 기능을 비약적으로 만들었다. 더 빠른 컴퓨팅 속도, 매우 작은 크기, 더 신뢰할 수 있는 산업 간섭 방지 설계, 시뮬레이션 컴퓨팅, PID 기능, 가격 대비 성능이 현대 산업에서의 입지를 다졌습니다. 1980 년대 초, 프로그래머블 컨트롤러는 이미 선진 공업국가에서 광범위하게 사용되었다. 이 시기 프로그래머블 컨트롤러의 발전 특징은 대형화, 고속화, 고성능화, 제품 시리즈화이다. 이 단계의 또 다른 특징은 세계에서 프로그래밍 가능한 컨트롤러를 생산하는 국가가 갈수록 많아지고 생산량이 갈수록 커진다는 것이다. 이것은 프로그래머블 컨트롤러가 성숙 단계에 접어 들었음을 의미합니다.
20 세기 말, 프로그래머블 컨트롤러의 발전은 현대 공업의 요구에 더 적합하다. 통제 규모면에서 이 시기에는 메인프레임과 초소형 컴퓨터가 발전했다. 제어 능력에서 압력, 온도, 속도, 변위 등 다양한 제어 장소를 위한 다양한 특수 기능 단위가 탄생했습니다. 제품의 매칭 능력에 관한 한, 다양한 인간-기계 인터페이스 장치 및 통신 장치가 생산되어 프로그래머블 컨트롤러를 사용하는 산업 제어 장치를보다 쉽게 일치시킬 수 있습니다. 현재 프로그래머블 컨트롤러는 기계 제조, 석유화공, 야금강, 자동차, 경공 등의 분야에서 응용이 크게 발전했다.
우리나라 프로그래머블 컨트롤러의 도입, 응용, 개발 및 생산은 개혁 개방에서 시작된다. 처음에는 수입 장비에 프로그래머블 컨트롤러가 많이 사용되었습니다. 다음으로, 각 기업의 생산 설비와 제품에 PLC 의 응용이 지속적으로 확대되고 있다. 현재 중국은 이미 중소형 프로그래머블 컨트롤러를 생산할 수 있다. 상하이 오동전기유한공사가 생산한 CF 시리즈, 항저우 공작기계전기공장에서 생산한 DKK 와 D 시리즈, 대련조합기계연구소에서 생산한 S 시리즈, 쑤저우 전자컴퓨터공장에서 생산한 YZ 시리즈 등이 일정 규모에 달하며 공업제품에 적용되었다. 또한 무석화광사와 상해섬회사 등 중외합자기업도 중국의 유명한 PLC 제조사이다. 중국 현대화 과정이 심화됨에 따라 PLC 는 중국에서 더 넓은 응용 분야를 가질 것으로 예상된다.
자동사 PLC 의 미래 전망
2 1 세기, PLC 는 더 큰 발전을 이룰 것이다. 기술적으로는 컴퓨터 기술의 새로운 성과가 프로그래머블 컨트롤러의 설계 및 제조에 더 많이 적용될 것이며, 연산 속도가 빨라지고, 저장 용량이 커지고, 지능이 더 강한 품종이 나타날 것입니다. 제품 규모로 볼 때, 초소형, 초대형 방향으로 더 발전할 것입니다. 제품 호환성의 관점에서 볼 때, 제품의 종류는 더욱 풍부해지고, 규격도 더욱 완비될 것이며, 완벽한 인간-기계 인터페이스와 완벽한 통신 설비는 다양한 산업 통제 상황에 더 잘 부합할 것이다. 시장의 관점에서 볼 때, 각 국가가 다양한 제품을 생산하는 국면은 국제 경쟁이 심화됨에 따라 깨질 것이며, 소수의 브랜드가 국제 시장을 독점하는 국면이 나타나고, 국제 통용 프로그래밍 언어가 나타날 것이다. 네트워크 발전의 관점에서 볼 때, 프로그래밍 가능한 컨트롤러를 다른 산업 제어 컴퓨터와 연결하여 대형 제어 시스템을 형성하는 것은 프로그래밍 가능한 컨트롤러 기술의 발전 방향이다. 현재 많은 수의 프로그래밍 가능한 컨트롤러가 컴퓨터 DCS (분산 제어 시스템) 에 적용되었습니다. 컴퓨터 네트워크가 발달하면서 프로그래머블 컨트롤러는 자동화 제어 네트워크와 국제 범용 네트워크의 중요한 구성 요소로서 산업 이외의 많은 분야에서 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.