Vad i världen är PLC-programmering?

Annons

I tillverkningsvärlden finns det datorer och sedan finns datorautomation.

Även om du kanske tror att du vet allt som finns att veta om datorer, har du bara inte ens repat ytan på att använda datorer för att automatisera saker tills du har använt en programmerbar logikstyrenhet - känd inom automationsbranschen helt enkelt som en ”PLC”. En PLC är inget annat än en dator med en processor, förutom att arkitekturen skapas på ett sätt som är fokuserat på att interagera med omvärlden. Det får information från omvärlden via ingångar - digitala och analoga sensorer, reläer och andra diverse prylar. Det interagerar med den verkliga världen genom utgångar - motorer, ventiler, transportband, ställdon och mycket mer.

Mellan alla ingångar och utgångar är PLC - djurets hjärta och hjärnorna bakom hela operationen. PLC-programmering fattar besluten baserade på input från den verkliga världen och interagerar sedan omedelbart med den verkliga världen genom utgångarna - allt i bråk på en sekund. Dessa är i huvudsak robotar.

Där datorprogrammering kom från

Innan datorsystem styrdes tillverkningsutrustningen manuellt. Vad det betyder är att en person skulle trycka på knapparna för att direkt styra enheter. Till exempel kan en operatör trycka på en knapp för att flytta ett transportband tills en flaska är under en pip. Sedan tryckte de på en annan knapp för att öppna ventilen och fylla flaskan och trycka sedan på transportknappen igen. Detta var automatiseringsstadiet som ursprungligen ersatte (och i vissa fall räddade) mänskliga händer.

Utvecklingen av PLC-programmering kom från hur dessa ”manuella” styrsystem anslutits. I många fall fanns det några "smarts" som lagts in i de elektriska ledningarna för att skydda maskinen. Schemat inkluderade ingångsknappar och utgångskontaktreläer som såg ut som följer på utskrifterna.

Det här är kontaktreläer - det ena kallas ”normalt öppet” och det andra ”normalt stängt”, vilket innebär att man stänger den elektriska kretsen när den är aktiverad och den andra öppnar den. Reläer kan aktiveras av vad som helst - en tryckknapp, en gränslägesbrytare slagen av ett föremål, etc. På utgångssidan av ledningarna skulle elektriker använda följande signal för att representera en utgångsspole som kan slå på en motor eller annan enhet.

Med tillkomsten av inte bara datorprocessorer, utan också avancerade sensorenheter som infraröd närhet och nivåsensorer, många av dessa "manuella" processer där en människa fortfarande var tvungen att fatta beslut, började ersättas med datorautomatisering i dessa höghastighetsprocessorenheter PLC.

Så, vad gör en PLC annorlunda än en vanlig dator? PLC: er är utformade för att cykla snabbt och för att interagera snabbt med omvärlden. Om du tittar på den första bilden i den här artikeln av ett Allen-Bradley PLC-system, kan du bli förvånad över att få veta att bara den mycket vänstra modulen är den faktiska datorn. Huvuddelen av "racket" inkluderar olika moduler som interagerar med ingångssensorer eller enheter, och sedan andra moduler för att kontrollera utgångsenheter också.

Eftersom dessa system användes för att ersätta system som brukade vara kabeldragna och underhållna av elektriker, måste ”kontrollspråket” vara något som dessa elektriker kunde förstå. Det var så "stege logik" föddes.

Datorautomatisk programmering använder stegarlogik

Även om detta kan förändras vid någon tidpunkt inom en snar framtid, hittills använde dessa PLC: er olika versioner av "stege-logik." Ladderlogik är ett programmeringsspråk som ser väldigt ut som de gamla elektriska diagrammen och de elektriska symbolerna, men det ligger i processorn i ett sekventiellt "program" som styr allt.

Denna PLC-programmering ser ut som ett elektriskt schema, men det är bara symboler som används för att representera någon funktion. Ingångsreläer undersöker någon sensor i den verkliga världen, utgångssymbolerna slår på eller stänger av en verklig enhet, och alla rutorna i mitten representerar olika matematiska beräkningar eller andra "funktioner", precis som du skulle ha på någon annan dator programvara.

De läggs ut på "rungs" i programmet - och alla spolar skannas nästan samtidigt. Om du tänker på hur dataprogrammerare är vana vid att skriva sekventiella program där skriptet är behandlade en rad i taget - det kan ta lite tid att vänja sig att skriva ett program där allt händer allt genast.

Men om du tänker på hur snabbt en automatiserad "robot" måste svara på alla förändringar i den verkliga världen, kan du se varför denna snabba skanningstid är kritisk.

När det gäller högvolym, exakta krav från den högteknologiska tillverkningsvärlden idag, kan du se varför dessa snabba, programmerbara datorer är kärnan i det som ger alla tillverkare en konkurrenskraftig fördel.

Att automatisera alla processer innebär att förstå processen, förstå maskinerna och sedan tänka som en dataprogrammerare så att du kan berätta för PLC exakt hur man gör vad 2 eller 3 människor tidigare hade att göra med hand.

Ännu bättre, när du använder en dator för att göra dessa saker kan du också göra omedelbara mätningar och genomföra tester och samla in data så att informationen omedelbart blir tillgänglig för dig i en databas eller på en webbaserad visa.

Har du någonsin haft en chans att interagera med automatiserade PLC-kontrollerade system? Är du en PLC-programmerare? Dela dina tankar och erfarenheter om denna teknik i kommentarerna nedan.

Bildkredit: Sistemart, Elmschrat, Nuno Nogueira