Что в мире такое программирование ПЛК?

В мире производства есть компьютеры, а затем компьютерная автоматизация.

Хотя вам может показаться, что вы знаете все, что нужно знать о компьютерах, вы просто не поцарапали поверхность использования компьютеров для автоматизации, пока не использовали программируемый логический контроллер — известный в индустрии автоматизации просто как «ПЛК». , ПЛК — это не что иное, как компьютер с процессором, за исключением того, что архитектура создана таким образом, что она ориентирована на взаимодействие с внешним миром. Он получает информацию из внешнего мира через входы — цифровые и аналоговые датчики, реле и другие разные гаджеты. Он взаимодействует с реальным миром через выходы — двигатели, клапаны, конвейерные ленты, приводы и многое другое.

Между всеми входами и выходами находится ПЛК — сердце зверя и мозг за всей операцией. Программирование ПЛК принимает решения на основе входных данных из реального мира, а затем сразу же взаимодействует с реальным миром через выходы — и все это за доли секунды. Это по сути роботы.

Откуда пришло программирование компьютерной автоматизации

До компьютерных систем все производственное оборудование контролировалось вручную. Это означает, что человек будет нажимать кнопки для прямого управления устройствами. Например, оператор может нажать кнопку для перемещения конвейерной ленты, пока бутылка не окажется под носиком. Затем они нажимали другую кнопку, чтобы открыть клапан и наполнять бутылку, а затем снова нажимали кнопку конвейера. Это был этап автоматизации, который первоначально заменил (а в некоторых случаях спас) человеческие руки.

Эволюция программирования ПЛК произошла от того, как эти «ручные» системы управления были подключены. Во многих случаях в электрическую проводку были включены некоторые «умные» элементы для защиты машины. Схемы включали входные кнопки и выходные контактные реле, которые на отпечатках выглядели следующим образом.

Это контактные реле — одно называется «нормально разомкнутым», а другое «нормально замкнутым», что означает, что при замыкании одно замыкает электрическую цепь, а другое — размыкает. Реле могут быть активированы чем угодно — кнопкой, концевым выключателем, пораженным предметом, и т. Д. На выходной стороне проводки электрики используют следующий сигнал для представления выходной катушки, которая может включить двигатель или другое устройство.

С появлением не только компьютерных процессоров, но и передовых сенсорных устройств, таких как инфракрасные датчики приближения и уровня, многие из этих «ручных» процессов, когда человеку все еще приходилось принимать решения, начали заменяться программированием компьютерной автоматизации внутри этих высокоскоростных систем. процессорные блоки, называемые ПЛК.

Итак, что отличает ПЛК от обычного компьютера? ПЛК созданы для быстрого цикла и быстрого взаимодействия с внешним миром. Если вы посмотрите на первое изображение в этой статье системы ПЛК Allen-Bradley, вы можете быть удивлены, узнав, что только самый левый модуль является фактическим компьютером. Основная часть «стойки» включает в себя различные модули, которые взаимодействуют с входными датчиками или устройствами, а затем и другие модули для управления устройствами вывода.

Поскольку эти системы использовались для замены систем, которые раньше были подключены и обслуживались электриками, «язык» управления должен был быть чем-то таким, что эти электрики могли понять. Так родилась «лестничная логика».

Компьютерное автоматизированное программирование использует Ladder Logic

Хотя это может измениться в какой-то момент в ближайшем будущем, до сих пор эти ПЛК использовали различные версии «лестничной логики». Лестничная логика — это язык программирования, который очень похож на электрические схемы старого стиля и эти электрические символы, но он заложен внутри процессора в последовательной «программе», которая контролирует все.

Это программирование ПЛК выглядит как электрическая схема, но это только символы, используемые для представления некоторой функции. Входные реле проверяют некоторый датчик в реальном мире, выходные символы включают или выключают реальное устройство, а любые прямоугольники в середине представляют различные математические вычисления или другие «функции», так же, как и в других программное обеспечение.

Они выложены на «ступеньках» в программе — и все ступени сканируются практически одновременно. Если вы думаете о том, как программисты привыкли писать последовательные программы, где сценарий обрабатывается по одной строке за раз — может потребоваться некоторое время, чтобы привыкнуть к написанию программы, в которой все происходит одновременно.

Но если вы подумаете о том, как быстро автоматизированный «робот» должен реагировать на любые изменения в реальном мире, вы поймете, почему это время быстрого сканирования имеет решающее значение.

Когда речь заходит о больших объемах, точных требованиях современного высокотехнологичного производства, вы можете понять, почему эти высокоскоростные программируемые компьютеры лежат в основе того, что дает любому производителю конкурентное преимущество.

Автоматизация любого процесса включает в себя понимание процесса, понимание механизма, а затем мыслить как компьютерный программист, чтобы вы могли точно сказать, что ПЛК делает то, что 2 или 3 человека ранее должны были делать вручную.

Более того, когда вы используете компьютер для выполнения этих задач, вы также можете проводить мгновенные измерения, проводить тесты и собирать данные, чтобы информация сразу же была доступна вам в базе данных или на веб-дисплее.

Вы когда-нибудь имели возможность взаимодействовать с автоматизированными системами, управляемыми ПЛК? Вы программист ПЛК? Поделитесь своими мыслями и опытом об этой технологии в разделе комментариев ниже.

Изображение предоставлено Sistemart, Elmschrat, Nuno Nogueira.