Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

แนะนำตัวควบคุมตรรกะที่โปรแกรมได้ (PLC)

กล่องดำขนาดใหญ่นี้มีสายไฟติดอยู่เป็น PLC จัดการกับ Digital IO เหมือน Arduino ยักษ์

Programmable Logic Controller หรือ PLC คืออะไร

หากคุณใช้คอมพิวเตอร์และใช้ Arduino, Raspberry Pi หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ จำนวนหนึ่งคุณอาจคิดว่าคอมพิวเตอร์ที่ใช้โลกทางกายภาพเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่ อินพุตดิจิตอลทำให้ตรรกะตามเงื่อนไขบางอย่างทำให้บางสิ่งกระพริบตาหุ่นยนต์ของคุณเพื่อย้ายสัญญาณที่จะส่งหรือสิ่งอื่น ๆ

ในความเป็นจริงแล้วตรรกะประเภทนี้มีมานานแล้วในอุตสาหกรรม ในปี 2511 ชายคนหนึ่งชื่อริชาร์ดอีมอร์ลี่ย์เสนอตัวควบคุมดิจิตอลแบบแยกส่วน (MODICON) ให้กับผู้ผลิตรถยนต์ MODICON นี้หรือคอนโทรลเลอร์แบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ถูกใช้เพื่อแทนที่รีเลย์ที่ซับซ้อนด้วยรีเลย์เสมือนที่ตั้งโปรแกรมได้ทำให้การเปลี่ยนแปลงเครื่องจักรในอุตสาหกรรมนั้นเร็วขึ้นมาก

ต่อมาได้กลายเป็นโฆษณา MODICON 084 ซึ่งนำไปสู่ผู้ผลิตจำนวนมากที่ทำเวอร์ชั่นของตัวเอง นี่คือบทความเกี่ยวกับประวัติของ PLC หากคุณต้องการพื้นหลังเพิ่มเติม

คุณโปรแกรมหนึ่งได้อย่างไร

คอมพิวเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่คุณอาจคุ้นเคยกับการใช้ภาษาการเขียนโปรแกรมเพื่อให้พวกเขาทำงานได้ คุณอาจจะคิดว่าอย่างที่ฉันทำเมื่อฉันเรียนรู้ที่จะเขียนโปรแกรมในลักษณะนี้เป็นครั้งแรกว่า PLC ใช้อะไรที่คล้ายกันเช่น C, BASIC หรือ Python ไม่ (อย่างน้อยก็ไม่ได้อยู่ในรูปแบบพื้นฐานที่สุด) มันใช้บางสิ่งที่เรียกว่า“ ladder logic”

นี้ ตรรกะของบันได ดูเหมือนว่ามันฟังดูเหมือนกับหน้าจอเหมือนบันไดที่มีตัวอักษรอย่าง“ X1” ที่มีหน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติซึ่งเชื่อมต่อกับเอาท์พุทที่มีป้ายกำกับว่า“ Y0” ที่ส่วนท้ายของมัน “ rungs” ของบันไดเหล่านี้ถูกหยุดชั่วคราวระหว่างรางสองอันซึ่งเป็นตัวแทนของพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นช่างไฟฟ้าที่มีพื้นหลังในการตั้งค่าวงจรลอจิกรีเลย์สามารถในทางทฤษฎีอ่านรหัสนี้โดยไม่ต้องฝึกอบรมเพิ่มเติม

เพื่อแสดงให้เห็นถึงสิ่งต่อไปนี้หากคุณต้องตั้งค่าโปรแกรมอย่างง่าย ๆ โดยที่หากเปิดใช้งานอินพุต“ X1” จากนั้นเอาต์พุต“ Y0” จะเปิดใช้งานมันจะถูกวาดดังนี้:

“ สวัสดีชาวโลก” ด้วยตรรกะแลดเดอร์

มีอีกหลายวิธีในการเขียนโปรแกรม PLC เช่นข้อความที่มีโครงสร้างหรือแผนภูมิฟังก์ชันแบบต่อเนื่อง (และมีฟังก์ชั่นอื่น ๆ อีกมากมายนอกเหนือจากที่ฉันได้กล่าวไว้ข้างต้น) แต่ตรรกะของบันไดเป็นสิ่งที่ใช้บ่อยที่สุดจากประสบการณ์ของฉัน

ข้อดีคืออะไร

ในอุตสาหกรรมข้อได้เปรียบที่สำคัญของ PLC ที่ใช้แลดเดอร์ลอจิกคือในทางทฤษฎีแล้วช่างเทคนิคสามารถอ่านรหัสเช่นไดอะแกรมไฟฟ้าได้ บางครั้งพวกเขาสามารถเข้าถึงเพื่อทำการเปลี่ยนแปลง แต่เมื่อพวกเขาไม่ได้มีอย่างน้อยบางส่วนของตรรกะของสิ่งที่เกิดขึ้นกับผู้ที่ไม่ใช่โปรแกรมเมอร์

ข้อดีอีกอย่างคือมันแข็งแกร่งมาก ส่วนใหญ่มีการ์ดอินพุต / เอาต์พุตที่สามารถเปลี่ยนแยกจากตัวประมวลผลของตัวเองและฉันมี ไม่เคย เห็นตัวประมวลผลเองล้มเหลวที่ฉันรับผิดชอบ ตกลงความล้มเหลวของตัวเองนั้นแม่นยำยิ่งกว่า ฉันช็อคจนตาย แต่นั่นก็ไม่ใช่ความผิดของตัวเอง

หากคุณกำลังทำบางสิ่งบางอย่างเพื่อการใช้งานของคุณหรือต้นแบบบางอย่าง (เช่นผู้ผลิตส่วนใหญ่) คุณคาดหวังว่าจะต้องทำเรื่องอิเล็กทรอนิกส์กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณในระดับหนึ่ง หากคุณกำลังออกแบบเครื่องจักรที่ทำให้ บริษัท ของคุณทำงานหลายล้านดอลลาร์ในแต่ละปีคุณไม่ต้องการให้ปัญหาเรื่องไฟฟ้าขัดข้อง ทวีคูณสิ่งนี้ด้วยเครื่องจักรทั้งหมดในโรงงานของคุณ (PLC หลายสิบหรือหลายร้อย) และคุณไม่ต้องการดูมันทุกวัน

แผงที่สวยงาม แต่สิ่งนี้จะพอดีกับหุ่นยนต์ของคุณหรือไม่?

ทำไมผู้ไม่ใช้พวกเขามากกว่านี้?

ในความคิดของฉันเหตุผลที่ PLC ที่ไม่ได้ใช้ในโครงการบ้านมากกว่านั้นมีค่าใช้จ่าย PLC เต็มรูปแบบที่มีอินพุตเอาต์พุตและการ์ดอื่น ๆ (เช่น Ethernet) สามารถมีราคาหลายพันดอลลาร์ได้อย่างง่ายดาย เพิ่มอีกสองสามพันสำหรับ HMI (หน้าจอสัมผัสแบบอินเทอร์เฟซของเครื่องมนุษย์) และในหลาย ๆ กรณีมีเงินมากขึ้นสำหรับซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมและคุณมีบางอย่างที่เกินกว่างบประมาณของ Maker ส่วนใหญ่

นอกจากนี้ขนาดอาจเป็นอุปสรรคต่อการใช้การควบคุมประเภทนี้ แม้แต่ PLC ขนาดเล็กส่วนใหญ่ก็มีขนาดใหญ่กว่าบอร์ด Arduino นี่ไม่ใช่ปัญหาในอุตสาหกรรม แต่มันใช้งานไม่ได้กับหุ่นยนต์ที่วัดได้ไม่กี่นิ้วในแต่ละมิติ

ฉันจะเรียนรู้เกี่ยวกับพวกเขาได้อย่างไร

ฉันเป็นวิศวกรเครื่องกลและมีประสบการณ์ที่ดีกับการเขียนโปรแกรม PLC ฉันได้ตั้งโปรแกรมเครื่องจักรเป็นโหลหรือมากกว่านั้นตั้งแต่เริ่มต้นและมีปัญหามากกว่านี้ แม้ว่าฉันจะมีประสบการณ์การเขียนโปรแกรมที่ จำกัด เมื่อฉันเริ่มต้น แต่ตรรกะของแลดเดอร์ก็แปลกสำหรับฉันที่จะเริ่มต้นด้วย จากการพูดคุยกับวิศวกรไฟฟ้าในอุตสาหกรรมพวกเขาไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับรูปแบบการเขียนโปรแกรมนี้โดยเฉพาะในตอนแรก

ที่ถูกกล่าวว่าถ้าวันหนึ่งคุณต้องการโปรแกรมเครื่องจักรการผลิตในบทบาทวิศวกรรมมีแนวโน้มมากที่สุดที่คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับงาน สำหรับสิ่งนี้การฝึกงานที่ดีเป็นสิ่งที่ยอดเยี่ยม ฉันได้เรียนรู้จำนวนที่เหลือเชื่อระหว่างภาคการศึกษา "สหกรณ์" เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รวมถึงอุปกรณ์เชิงกลที่ช่วยให้ฉันทำสิ่งที่น่าสนใจมาจนถึงทุกวันนี้

ในทางกลับกันถ้าฉันทำโครงการที่บ้านส่วนใหญ่ฉันจะยังคงใช้บอร์ด“ ระดับผู้สร้าง” บางประเภท สำหรับบางอย่างเช่น Battlebots ซึ่งความทนทานเป็นราชาฉันอาจเลือก PLC ถ้างบประมาณของฉันใหญ่พอ

คำถามโบนัสฉันคิดว่า PLC ประเภทใดเมื่อฉันทำแผนภาพบันไดด้วย X1 และ Y1

หุ้น

แสดงความคิดเห็น