컴퓨터 기술의 발전으로 스토리지 로직이 산업 제어 분야에 들어가기 시작했습니다. 일반적인 산업 제어 컴퓨터로서 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 (프로그램 가능한 로직 컨트롤러, PLC)는 산업 응용 분야의 스토리지 로직의 대표적인 결과입니다.
1969 년 이래 최초의 PLC는 성공적으로 개발 및 자동차 제조 자동 조립 라인에 적용되었으며 PLC는 지속적으로 업데이트되었습니다. 특히 지난 20 년 동안, 산업 자동화 기술의 세 가지 기둥 중 하나가 경제 분야에서 점점 더 중요한 역할을하기 때문에 생산 공정에서 점점 더 강력하고 널리 사용되는 프로그램 가능한 컨트롤러 기술의 빠른 개발.
PLC는 전통적인 시퀀스 컨트롤러, 합성 된 컴퓨터 기술, 마이크로 전자 기술, 자동 제어 기술, 디지털 기술 및 통신 네트워크 기술을 기반으로하며 새로운 유형의 일반 산업 자동 제어 장치의 형성은 현대 산업 제어의 중요한 기둥입니다. 이 섹션에서는 주로 PLC의 사용, 특성, 분류 및 성능 표시기를 소개합니다.
PLC의 응용
최근 10 년 동안 마이크로 프로세서 칩과 관련 부품 가격이 급격히 떨어졌으며 PLC의 가격도 하락했지만 기능은 크게 향상되었으며 복잡한 컴퓨팅 및 통신 문제를 해결할 수 있으므로 PLC가 점점 더 널리 사용됩니다.
현재 PLC는 국내외에서 철강, 채굴, 시멘트, 석유, 화학, 전력, 기계 제조, 자동차, 로딩 및 언로드, 종이, 섬유, 환경 보호 및 엔터테인먼트 산업에서 국내외에서 널리 사용되었습니다.
PLC의 응용 범위는 일반적으로 다음 5 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1) 서열 제어
서열 제어는 PLC의 가장 널리 사용되는 분야이며, PLC가 특수티를 재생하기에 가장 적합한 필드이기도합니다. PLC 시퀀스 제어는 기존 릴레이 서열 제어를 대체하는 데 사용됩니다.
PLC는 단일 기계 제어, 다단계 그룹 컨트롤 및 사출 성형기, 인쇄기, 스테이플 링 머신, 포장 기계, 종이 절단 기계, 결합 된 공작 기계, 그라인딩 머신, 조립 라인, 도금과 같은 자동 생산 라인 제어에 사용됩니다. 라인 및 엘리베이터 제어.
2) 모션 제어
PLC 제조업체는 이제 스테퍼 모터 또는 서보 모터 용 단일 또는 다축 위치 제어 모듈을 제공합니다. 대부분의 경우, PLC는 대상 위치를 제어 모듈로 설명하는 데이터를 보냅니다. 출력은 하나 이상의 축을 이동하여 대상 위치에 도달합니다. 각 축이 움직일 때 위치 제어 모듈은 부드러운 움직임을 보장하기 위해 적절한 속도와 가속도를 유지합니다.
비교적 말하면, 위치 제어 모듈은 CNC (Computer Number Control) 장치보다 작고 저렴하며 빠르며 작동하기 쉽습니다.
3) 프로세스 제어
PLC는 온도, 압력, 흐름, 수준 및 속도와 같은 많은 수의 물리적 매개 변수를 모니터링 할 수 있습니다. 비례 - 적분 - 차동 (비율 통합 분화, PID) 모듈은 PLC에 폐 루프 제어 기능을 갖습니다. 즉, PID 제어 기능이있는 PLC는 프로세스 제어에 사용할 수 있습니다. 프로세스 제어의 변수가 개발되면 PID 제어 알고리즘은 출력을 설정 값으로 유지하기 위해 올바른 컨트롤 양을 계산합니다.
4) 데이터 처리
가공시 PLC는 CNC 시스템에서 주요 제어 및 관리 시스템으로 사용되며 많은 양의 데이터 처리를 수행 할 수 있습니다.
5) 통신 네트워크
PLC 통신에는 호스트와 원격 I/O 간의 통신, 여러 PLC 간의 통신 및 PLC 및 기타 지능형 제어 장치 (예 : 컴퓨터, 인버터, 수치 제어 장치 등) PLC와의 통신이 포함됩니다. "중앙 집중식 관리 및 분산 제어"를 갖춘 분산 제어 시스템을 형성하는 데 사용할 수 있습니다.
PLC 기능
1) 높은 신뢰성, 강력한 반 간 회의 능력
PLC는 제어 장비의 안전성 및 신뢰성에 대한 산업 생산 요구 사항을 충족시키기 위해 Microelectronics 기술을 사용하여 산업 생산 환경의 구조에서 비접촉 반도체 회로에 의해 많은 스위칭 조치가 완료됩니다. 온도, 습도, 먼지, 진동 및 영향의 기타 측면에 대한 설명 : 분리, 필터링, 차폐, 접지 및 기타 간섭 방지 측정에 사용 된 하드웨어; 결함 진단, 데이터 보호 및 기타 측정에 사용되는 소프트웨어에서. 이러한 기술은 PLC가 높은 간섭 능력을 갖습니다.
현재, 다양한 제조업체가 생산 한 PLC는 평균 실패가없는 시간이 국제 전기 기술위원회 (International Electrotechnical Commission, IEC)보다 훨씬 더 많으며 100 시간, 000 시간을 규정했으며 일부는 수십만 명에 도달했습니다. 시간.
2) 보편적이고 유연합니다
PLC 제품은 직렬화 된 생산, 다양한 구조적 형태이며 모델에는 선택할 여지가 많이 있습니다. 또한 PLC 및 주변 모듈 품종, 사용자는 다른 작업의 요구 사항을 기반으로 할 수 있으며 다른 하드웨어 구조를 가진 제어 장치로 유연하게 결합하기 위해 다른 구성 요소를 선택할 수 있습니다.
더 중요한 것은 PLC 제어 시스템의 주요 기능은 프로그램을 통해 실현되므로 장치의 제어 기능을 변경해야 할 필요가 있으므로 프로그램을 수정하면 소량의 배선 만 있으면 작업량이 매우 작으며. 이것은 일반 릴레이 제어 시스템이 어렵습니다.
3) 프로그래밍은 간단하고 편리합니다
PLC 응용 프로그램 프로그램은 준비하기가 매우 쉽습니다. 프로그래밍은 릴레이 컨택 터 컨트롤 회로와 함께 사용될 수 있습니다. 래더 언어와 매우 유사합니다.이 프로그래밍 언어 이미지 직관적이며 컴퓨터 지식이 없어도 쉽게 이해하기 쉽습니다. 시퀀스 기능 차트 (순차적 기능 차트, SFC)는 구조 블록 제어 흐름도로 프로그래밍을보다 간단하고 편리하게 만들 수 있습니다.
4) 기능은 완벽하고 강력한 확장 기능입니다
PLC의 입력 / 출력 시스템은 기능적으로 완벽하고 신뢰할 수있는 성능이며 스위칭 및 아날로그 입력 / 출력의 다양한 형태와 특성에 적응할 수 있습니다.
PLC 기능 장치는 D / A, A / D 변환 및 PID 작동, 프로세스 제어, 디지털 제어 및 기타 기능을 쉽게 실현할 수 있습니다. 또한 다른 컴퓨터 시스템 및 제어 장비와 함께 사용하여 분산 또는 분산 된 제어 시스템을 형성하여 다양한 제어의 요구를 잘 충족시킬 수 있습니다. 공개 번호 "기계 공학 문헌", 엔지니어 주유소!
5) 설계, 건축 및 시운전의 짧은주기, 쉬운 유지 보수
릴레이 컨택 터 제어 시스템 중간 릴레이, 시간 릴레이, 카운터 및 기타 전기 부품의 PLC 제어 시스템은 "소프트 구성 요소"형태이며 하드 배선 대신 프로그램이므로 설치 및 배선 워크로드가 작습니다. 또한 프로그래밍이 도착하기 전에 PLC의 특정 제어 요구 사항에 따라 직원이 사전에있을 수 있으며 건설 워크로드가 크게 줄어 듭니다. 직원은 PLC가 도착하기 전에 특정 제어 요구 사항에 따라 PLC를 미리 프로그램 할 수 있으며, 이는 건설 기간이 크게 단축됩니다.
PLC는 크기가 작고, 무게가 빛나고, 설치하기 쉽습니다. PLC는 내부 작업 상태, 커뮤니케이션 상태, I/O 포인트 상태, 비정상 상태 및 전원 공급 장치 상태와 같은 완벽한 자체 진단 및 모니터링 기능을 갖추고 있습니다. 직원은 결함의 원인을 찾아서 신속하게 처리하기가 쉽습니다.
PLC의 위의 특성으로 인해 PLC에는 광범위한 응용 프로그램이 있으며 공장이있는 한 제어 요구 사항에 대한 PLC 응용 프로그램이있을 것이라고 말할 수 있습니다.
PLC 분류
PLC는 현대화 된 생산의 요구에 따라 생산되며 PLC의 분류는 현대화 된 생산의 요구와 일치해야합니다. 일반적으로 PLC는 세 가지 관점, 즉 제어 규모, 제어 성능, 구조적 특성으로 분류 될 수 있습니다.
PLC 제어 척도 분류에 따라 1
제어 스케일에 따른 PLC는 소형 PLC, 중간 크기 PLC 및 큰 PLC로 나눌 수 있습니다.
1) 작은 plc
작은 PLC는 일반적으로 256 미만의 입력/출력 지점 (I/O 포인트), 단일 CPU (8- 비트 또는 16- 비트) 및 4KB 미만의 사용자 프로그램 메모리를 갖는 PLC를 나타냅니다. 주로 전환 제어를 위해.
제어점 수의 제한으로 인해 제어 기능에는 특정 제한이 있습니다. 그러나, 소형 PLC 소형의 유연성은 전기 제어 캐비닛에 직접 설치할 수 있으며, 독립형 제어 또는 소규모 시스템 제어에 매우 적합합니다.
독일 Siemens의 S 7-200 및 s 7-1200 시리즈와 일본 미쓰비시의 FX 시리즈는 작은 PLC입니다.
2) 중간 크기의 PLC
중간 크기의 PLC는 일반적으로 256 ~ 2048 I/O 포인트, 듀얼 CPU 또는 다중 CPU를 갖는 PLC를, 2 ~ 8KB 이상의 사용자 프로그램 메모리를 의미하며, 스위칭 및 아날로그 제어 기능 및 더 강한 디지털 계산 기능.
중간 크기의 PLC는 더 많은 제어 지점과 강력한 제어 기능을 갖기 때문에 장비의 직접적인 제어 및 다중 하위 수준 PLC의 모니터링에 사용될 수 있으며 중간 크기 또는 대형 제어 시스템의 제어에 적합합니다.
Siemens S 7-300 일본의 Omron C200H 시리즈 인 일본의 Mitsubishi Q 시리즈 일부 모델은 중간 크기의 PLC에 속합니다.
3) 큰 plc
대형 PLC는 일반적으로 2048 I/O 포인트가 넘는 PLC, 듀얼 CPU 또는 다중 CPU (16- 비트 또는 32- 비트) 및 8-16 kb 이상의 사용자 프로그램 메모리를 의미합니다. 복잡한 산술 작업뿐만 아니라 많은 제어 지점, 강력한 제어 기능 및 강력한 계산으로 인해 복잡한 매트릭스 작업을 수행 할 수 있습니다. 기능.
대형 PLC는 장비의 직접적인 제어뿐만 아니라 중앙 집중식 생산 공정 제어 시스템을 형성하기 위해 여러 하위 수준 PLC의 모니터링 및 제어에도 사용될 수 있습니다. 대형 PLC는 장비 자동화 프로세스, 프로세스 자동화 제어 및 프로세스 모니터링 시스템에 적합합니다.
Siemens S 7-400 시리즈, 일본의 Omron CVM1 및 CS1 시리즈는 일본의 Mitsubishi Q 시리즈 중 일부는 큰 PLC입니다.
PLC 제어 성능 분류에 따라 2
PLC는 제어 성능에 따라 저급, 중급 및 고급 기계로 분류 될 수 있습니다.
1) 저급 기계
이 유형의 PLC에는 기본 제어 기능 및 일반적인 산술 능력, 낮은 작동 속도가 있으며 입력 및 출력 모듈의 수와 유형이 적습니다.
이 PLC는 소규모로 간단한 제어에 적합하며 일반적으로 네트워크에서 슬레이브 스테이션으로 사용하기에 적합합니다. 예를 들어, Siemens S 7-200 시리즈는이 범주에 속합니다.
2) 미드 레인지
이러한 종류의 PLC에는 강력한 제어 기능과 강력한 계산 능력이있어 일반 논리 작동을 완료 할 수있을뿐만 아니라 더 빠른 작업 속도, 더 많은 입력 및 출력 모듈 등으로보다 복잡한 삼각 작동, 지수 작동 및 PID 작동을 완료 할 수 있습니다. 입력 및 출력 모듈의 유형.
이러한 종류의 PLC는 소규모 제어 작업뿐만 아니라 대규모 제어 작업을 수행 할 수 있으며 네트워킹의 노예 스테이션 또는 마스터 스테이션으로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, Siemens S 7-300 시리즈는이 범주에 속합니다.
3) 고급 기계
이 유형의 PLC에는 강력한 제어 기능과 강력한 산술 능력이 있으며, 로직 작동, 삼각 기능 작동, 지수 작동 및 PID 작동을 완료 할 수있을뿐만 아니라 복잡한 매트릭스 계산을 수행 할 수 있으며, 작업 속도는 매우 빠르며 운전할 수 있습니다. 많은 수의 입력 및 출력 모듈과 유형이 포괄적입니다. 공개 번호 "기계 공학 문헌", 엔지니어 주유소!
이러한 유형의 PLC는 완전한 중간 크기의 제어 작업을 수행 할 수있을뿐만 아니라 네트워킹에서 일반적으로 마스터 스테이션으로 사용되는 매우 대규모 제어 작업을 완료 할 수 있습니다. 예를 들어, Siemens S 7-400 시리즈는이 범주에 속합니다.
PLC는 구조에 따라 두 가지 유형으로 분류 될 수 있습니다 : 적분 유형 및 결합 유형.
3, PLC 구조에 의해 분류된다
1) 적분 유형
PLC 전원 공급 장치, CPU, 메모리, I / O 시스템의 적분 구조는 전체적으로 PLC의 기본 단위를 구성하는 표준 인클로저에 컴팩트하게 설치됩니다.
기본 장치는 다양한 컨트롤을 실현할 수있는 완전한 PLC입니다. 제어 지점의 수가 요구를 충족하지 않으면 CPU가없는 확장 장치에 연결할 수 있으며 기본 장치 및 다수의 확장 장치가 더 큰 시스템을 형성 할 수 있습니다.
전체 구조의 장점은 매우 작고 작은 크기, 저렴한 비용, 설치하기 쉽고, 단점은 입력 수와 출력 지점의 비율이 제한되어 있다는 것입니다. 작은 PLC는 주로 전체 구조를위한 것입니다. 예를 들어, Siemens S 7-200 시리즈와 일본의 Mitsubishi FX Series PLC가 전체 구조입니다.
2) 조합 유형
조합 PLC는 PLC 시스템 구성 요소가 기능적으로 CPU 모듈, 입력 모듈, 출력 모듈, 전원 공급 장치 모듈 등과 같은 여러 모듈로 기능적으로 나뉘어져 있으며 이러한 모듈은 프레임 또는 기판에 삽입하여 완전한 제어를 형성 할 수 있습니다. 체계. 각 모듈의 기능은 비교적 단일이지만 모듈 유형은 점점 더 풍부합니다.
예를 들어, 일부 PLC 기본 I/O 모듈 외에도 온도 감지 모듈, 위치 감지 모듈, PID 제어 모듈, 통신 모듈 등과 같은 특수 기능 모듈이 있습니다. 모듈 식 구조의 PLC는 빌딩 블록 접근법을 사용하여 기판에 필요한 모듈을 삽입하여 시스템을 형성합니다.
결합 된 구조의 PLC의 특성은 CPU, 입력 및 출력이 독립 모듈, 균일 한 모듈 크기, 쉬운 설치, 무료 I/O 모듈 (포인트 수에 따른)이라는 것입니다. 편리한 설치, 디버깅, 확장 및 유지 보수 .
중형 크기 및 대형 기계는 대부분 S 7-300 시리즈 및 S 7-400 시멘트의 시리즈 및 미츠 비시의 Q 시리즈 PLC와 같이 주로 결합 된 구조입니다.
결합 된 PLC의 구성은 아래 그림에 나와 있으며, 모듈은베이스 플레이트의 버스를 통해 서로 연결되며 CPU와 확장 모듈 사이의 거리는 케이블로 연결된 경우 10m를 초과해서는 안됩니다.
PLC의 기술 사양
PLC의 기술 지표에는 하드웨어 지표 및 소프트웨어 지표가 포함됩니다.
1, 하드웨어 표시기
하드웨어 표시기에는 일반 지표, 입력 특성 및 출력 특성이 포함됩니다.
일반적인 지표는 주로 주변 온도, 주변 습도, 진동, 충격, 소음, 간섭 및 전압 저항 및 기타 성능에 반영됩니다.
입력 특성은 주로 입력 회로의 분리 정도, 입력 감도, 응답 시간 및 필요한 전원 공급 성능에 주로 반영됩니다.
출력 특성은 주로 회로 조성 (여기서는 릴레이 출력, 트랜지스터 출력 또는 갑상선 출력을 나타냅니다), 회로 격리, 최대 부하, 최소 부하, 응답 시간 및 외부 전원 공급 성능에 반영됩니다.
2, 소프트웨어 색인
소프트웨어 인덱스에는 주로 프로그램 용량, 프로그래밍 언어, 커뮤니케이션 기능, 실행 속도, 명령 유형, 유형 및 구성 요소 수가 포함됩니다. 공개 번호 "기계 공학 문헌", 엔지니어를위한 주유소!
프로그램 용량은 PLC의 메모리 및 외부 메모리의 크기, 일반적으로 여러 킬로 바이트에서 여러 메가 바이트까지입니다. 메모리 유형은 일반적으로 RAM, EPROM 및 EEPROM입니다.
프로그래밍 언어는 PLC가 사용자 프로그램을 작성하는 데 사용하는 언어입니다. 사다리 다이어그램, 명세서 테이블, 순차적 기능 차트 및 기능 블록 다이어그램과 같이 PLC에서 사용할 수있는 많은 프로그래밍 언어가 있습니다. 각 추가 프로그래밍 언어는 사용자 프로그램 준비를보다 빠르고 편리하게 만듭니다.
커뮤니케이션 기능은 PLC에 커뮤니케이션 기능이 있는지 여부와 어떤 종류의 커뮤니케이션 기능을 가지고 있는지를 나타냅니다. 일반적으로 원격 I/O 통신, 컴퓨터 통신, 지점 간 통신, 고속 버스, MAP 네트워크 등으로 분류 할 수 있습니다. 현재 커뮤니케이션 기능은 PLC 성능의 주요 지표입니다.
달리기 속도는 작동 처리 시간의 길이를 말하며, 기본 명령의 실행 시간으로 측정 할 수 있으며, 일반적으로 마이크로 초 수준보다 낮을수록 짧을 수 있습니다. 명령어의 기능이 강할수록 PLC의 성능이 향상됩니다.
유형의 수와 구성 요소 수는 PLC의 성능을 반영 할뿐만 아니라 PLC의 크기를 나타냅니다. I/O 구성 요소의 수는 PLC의 입력/출력 기능을 나타냅니다. I/O 구성 요소 유형 (DC, AC, 아날로그, 고속 카운팅, 위치, PID)의 수는 PLC의 성능을 나타냅니다.
3, 주요 성능 표시기
1) 메모리 용량
스토리지 용량은 사용자 프로그램 메모리의 용량을 나타냅니다. 저장 용량은 PLC가 수용 할 수있는 사용자 프로그램의 크기를 결정하며 일반적으로 바이트 단위로 계산됩니다. 1024 바이트마다 1KB입니다. 중간 크기 및 작은 PLC의 저장 용량은 일반적으로 8KB 미만이며, 대형 PLC의 저장 용량은 256KB ~ 2MB에 도달 할 수 있습니다. 일부 PLC는 사용자 프로그램 명령 수를 사용하여 용량을 나타내고 중간 크기 또는 작은 PLC에 저장된 명령 수는 일반적으로 2, 000 명령입니다.
2) 입력/출력 (I/O) 포인트 수
I/O 지점의 수는 입력 지점의 수와 출력 지점의 수, I/O 포인트가 많을수록 입력 장치 및 출력 장치에 대한 외부 액세스가 많을수록 제어 규모가 커집니다. 따라서 I/O 포인트의 수는 PLC 지수의 크기의 척도입니다. PLC보다 64 포인트에서 총 I/O 포인트 수의 국제적인 인기를 Micro PLC라고합니다. 64 ~ 256 포인트는 작은 PLC라고합니다. 256 ~ 2048 포인트는 중간 크기 PLC라고합니다. 2048 포인트 이상을 큰 PLC라고합니다.
3) 스캔 속도
스캔 속도는 PLC가 프로그램을 실행하는 속도를 나타냅니다. 일반적으로 스캐닝 속도는 1KB를 실행하는 데 걸리는 시간으로 측정됩니다. 다양한 기능에 대한 지침을 실행하는 속도는 크게 다르며 현재 부울 지침을 실행하는 속도는 PLC 작동 속도를 특성화하는 데 사용됩니다. 일부 PLC 브랜드는 사용자 매뉴얼의 다양한 지침을 실행하는 데 사용되는 시간을 제공하며 PLC 운영 속도는 다양한 PLC에 사용 된 시간을 유사한 작업을 수행하여 측정 할 수 있습니다.
4) 기능 및 지침 수
함수의 강도와 지침 수는 PLC의 기능의 강도를 반영합니다. 일반적으로, 프로그래밍 지침의 유형과 수가 많을수록 처리 및 제어 기능이 강력하고 사용자 프로그램을보다 쉽게 준비 할 수 있습니다.
5) 내부 구성 요소의 유형 및 수
프로그램을 프로그래밍 할 때는 변수, 중간 결과, 타이밍 및 계산 정보, 모듈 설정 매개 변수 및 다양한 플래그 비트를 저장하려면 많은 내부 구성 요소가 필요합니다. 이러한 구성 요소의 수와 유형이 클수록 PLC의 정보 처리 기능이 커집니다.
6) 지능형 단위의 수
PLC 제조업체는 일부 특별한 제어 작업을 수행하기 위해 아날로그 제어 장치, 위치 제어 장치, 속도 제어 장치 및 통신 장치와 같은 제품을위한 특수 지능형 장치를 설계했습니다. 지능형 단위의 수와 기능의 강도는 PLC 제품 수준의 중요한 지표입니다.
7) 확장 기능
PLC의 확장 기능에는 I/O 포인트 수 확장, 저장 용량의 확장, 네트워킹 기능의 확장 및 다양한 모듈의 연결 확장이 포함됩니다. 대부분의 PLC는 I/O 확장 장치로 I/O 포인트 수를 확장 할 수 있습니다. 일부 PLC는 다양한 기능 모듈로 확장 될 수 있습니다. 그러나 PLC의 확장 함수에는 항상 제한이 있습니다.
PLC의 다양한 인덱스를 이해 한 후 특정 제어 프로젝트의 요구 사항에 따라 다수의 PLC에서 적합한 제품을 선택할 수 있습니다.