Haben Sie sich jemals gefragt, wie Fabriken mit einem Minimum an menschlichen Eingriffen reibungslos funktionieren? Die Antwort liegt in speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). In diesem Artikel werden die Grundlagen der SPS-Automatik erläutert, wobei die Komponenten, Funktionen und Typen von SPSen detailliert beschrieben werden. Wenn Sie diese Grundlagen verstehen, werden Sie sehen, wie SPS die Effizienz und Zuverlässigkeit in der industriellen Automatisierung verbessern. Tauchen Sie ein und erfahren Sie, wie diese Geräte funktionieren und welche zentrale Rolle sie in der modernen Fertigung spielen.
Es ist allgemein bekannt, dass der Fortschritt der industriellen Produktion und der Fortschritt von Wissenschaft und Technik eng mit dem Einsatz von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) für die Automatisierung verbunden sind.
PLC kann im weitesten Sinne verstanden werden als:
Zentraler Schaltschrank für Relaiserweiterungen.
In der industriellen Praxis senkt der Einsatz einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) die Kosten für die Steuerung erheblich und verbessert gleichzeitig die zentralisierte Verwaltung und Automatisierung von Anlagen.
Um ein umfassendes Verständnis von PLC zu erlangen, ist es unerlässlich, zunächst eine solide Grundlage in dieser Technologie zu schaffen.
Empfängt das Signal des gesteuerten Geräts und steuert die interne Schaltung zum Ein- oder Ausschalten über den Optokoppler und die Eingangsschaltung.
Das Ausführungsergebnis des Programms wird über den Optokoppler und die Ausgangskomponenten (Relais, Thyristor und Transistor) der Ausgangsschnittstelle ausgegeben, um das Ein- oder Ausschalten der externen Last zu steuern.
Die Kernkomponente der SPS, die der SPS Befehle zur Ausführung verschiedener Arbeiten erteilt.
Zum Beispiel Empfang von Benutzerprogrammen und -daten, Diagnose, Ausführung von Programmen usw;
Speichersystem und Benutzerprogramme und -daten;
Das Verbindungsteil zwischen der SPS und dem gesteuerten Objekt in der industriellen Produktionsstätte dient dazu, das Signal der gesteuerten Anlage zu empfangen und das Ausführungsergebnis des Programms auszugeben;
Austausch von Informationen mit Monitor, Drucker und anderen Geräten über eine Kommunikationsschnittstelle;
Thyristor-Ausgangstyp:
Im Allgemeinen kann es nur Wechselstromlasten tragen, mit schneller Reaktionsgeschwindigkeit und hoher Aktionsfrequenz;
Transistor-Ausgangstyp:
Im Allgemeinen kann es nur Gleichstromlasten tragen, mit schneller Reaktionsgeschwindigkeit und hoher Aktionsfrequenz;
Typ des Relaisausgangs:
Im Allgemeinen kann es AC- und DC-Lasten tragen, aber seine Reaktionszeit ist lang und seine Aktionsfrequenz ist niedrig.
CPU, Stromversorgung und I / O-Komponenten sind alle in einem Gehäuse konzentriert, die kompakte Struktur und niedrigen Preis hat. In der Regel, kleine SPS nimmt diese Struktur;
Jeder Teil der SPS ist in mehrere separate Module unterteilt, und verschiedene Module können je nach Bedarf ausgewählt werden, um ein System zu bilden. Sie zeichnet sich durch eine flexible Konfiguration, einfache Erweiterung und Wartung aus. Im Allgemeinen wird diese Struktur für mittlere und große SPS angenommen.
Die modulare SPS besteht aus einem Rahmen oder einer Grundplatte und verschiedenen Modulen, die auf dem Sockel des Rahmens oder der Grundplatte installiert werden.
Kombiniert mit den Eigenschaften der integralen und modularen, die CPU, Stromversorgung und I / O-Schnittstelle der gestapelten SPS sind auch unabhängige Module, aber sie sind durch Kabel verbunden, die das System nicht nur flexible Konfiguration, sondern auch kleine Volumen macht.
Der Abtastprozess der SPS umfasst fünf Stufen: interne Verarbeitung, Kommunikationsdienst, Eingabeverarbeitung, Programmausführung und Ausgabeverarbeitung.
Die für das Scannen in diesen fünf Phasen benötigte Zeit wird als Scanzyklus bezeichnet.
Der Abfragezyklus ist abhängig von der CPU-Geschwindigkeit, der Hardwarekonfiguration der SPS und der Länge des Anwenderprogramms.
Die SPS führt das Anwenderprogramm mittels zyklischer Abtastung aus.
Der Ausführungsprozess des Benutzerprogramms umfasst eine Eingangsabtastphase, eine Programmausführungsphase und eine Ausgangsauffrischungsphase.
Schematische Darstellung der Tastenschalterstruktur
1. Knopfverschluss
2. Rückholfeder
3. Beweglicher Kontakt
4. Normalerweise geschlossener statischer Kontakt
5. Normalerweise offener statischer Kontakt
Die Steuerung erfolgt über einen Programmmodus, der leicht zu ändern oder die Steuerungsanforderungen zu erhöhen ist, und der Kontakt der SPS ist unbegrenzt;
Die SPS arbeitet seriell, um die Fähigkeit des Systems zur Vermeidung von Interferenzen zu verbessern;
Der Kontakt der SPS ist eigentlich ein Trigger, und die Ausführungszeit der Befehle liegt im Mikrosekundenbereich;
PLC verwendet eine integrierte Halbleiterschaltung als Zeitgeber, der Takt wird von einem Quarzoszillator geliefert, der eine hohe Verzögerungspräzision und einen großen Bereich aufweist.
Die SPS hat eine Zählfunktion, die das Relaissystem nicht hat;
Die SPS verwendet mikroelektronische Technologie mit hoher Zuverlässigkeit, und ihre Selbstinspektionsfunktion kann rechtzeitig erkannt werden.
Die SPS verwendet einen zirkulären Abtastmodus mit zentralisierter Abtastung und zentralisierter Ausgabe. Das bedeutet, dass der Zustand des Eingangs nur während der Eingangsabtastphase jedes Abtastzyklus gelesen werden kann und das Ergebnis der Programmausführung nur während der Ausgangsauffrischungsphase gesendet werden kann.
Außerdem kann die Eingangs- und Ausgangsverzögerung der SPS zusammen mit der Länge des Anwenderprogramms zu einer Verzögerung der Ausgangsreaktion führen.
Um die E/A-Reaktion zu verbessern, stehen mehrere Optionen zur Verfügung, darunter direkte Eingangsabtastung, Ausgangsauffrischung, Interrupt-Eingang und -Ausgang sowie eine intelligente E/A-Schnittstelle.
Eingangsrelais, Ausgangsrelais, Hilfsrelais, Statusregister, Zeitgeber, Zähler und Datenregister.
Die strukturelle Form, die Installationsart, die funktionalen Anforderungen, die Reaktionsgeschwindigkeit, die Zuverlässigkeitsanforderungen, die Modellvereinheitlichung und andere Aspekte sind zu berücksichtigen;
I / O-Punkte und die Speicherkapazität der Benutzer sollten berücksichtigt werden;
Inklusive der Auswahl von Schaltwert- und Analog-I/O-Modul, sowie der Auswahl von Sonderfunktionsmodulen;
In einem Abtastzyklus wird die Abtastung des Eingangszustands nur in der Phase der Eingangsabtastung durchgeführt. Beim Eintritt in die Programmausführungsphase wird das Eingangsende blockiert.
Während eines Abtastzyklus wird der ausgangsbezogene Zustand im Ausgangsabbildungsregister nur während der Ausgangsauffrischungsphase an das Ausgangslatch übertragen, um die Ausgangsschnittstelle zu aktualisieren. Während der anderen Phasen bleibt der Ausgangszustand immer im Ausgangsabbildungsregister erhalten.
Diese Betriebsart kann zwar die Zuverlässigkeit und Störsicherheit des Systems erhöhen, kann aber auch zu einer Verzögerung der Reaktion der SPS-Eingabe/Ausgabe führen.
Die SPS arbeitet mit zentraler Abtastung, zentraler Ausgabe und zyklischer Abtastung.
Die zentralisierte Abtastung bezieht sich auf den Prozess, bei dem die SPS während eines Abtastzyklus den Eingangszustand nur in der Eingangsabtastphase abtastet. Sobald sie in die Phase der Programmausführung eintritt, wird das Eingangsende blockiert.
Bei der zentralisierten Ausgabe hingegen überträgt die SPS den ausgangsbezogenen Zustand im Ausgangsabbildungsregister nur in der Ausgangsauffrischungsphase an das Ausgangslatch. Dadurch wird die Ausgangsschnittstelle aufgefrischt, und der Ausgangszustand wird in den anderen Phasen im Ausgangsabbildregister gespeichert.
Die zyklische Abtastung bezieht sich auf den Prozess, bei dem die SPS mehrere Operationen in einem Abtastzyklus durchführen muss. Dies wird durch die Methode des Time-Sharing-Scannings erreicht, bei der die Operationen der Reihe nach ausgeführt und immer wieder wiederholt werden.
Ein elektromagnetisches Schütz besteht in der Regel aus mehreren Komponenten, darunter ein elektromagnetischer Mechanismus, Kontakte, eine Lichtbogenlöschvorrichtung, ein Auslösefedermechanismus, eine Halterung und ein Sockel.
Das Schütz arbeitet nach dem elektromagnetischen Prinzip:
Wenn eine elektromagnetische Spule erregt wird, erzeugt der Strom, der durch sie fließt, ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld bewirkt, dass der stationäre Eisenkern eine elektromagnetische Anziehungskraft erzeugt, die den Anker zu sich zieht. Infolgedessen wird die Kontaktwirkung angetrieben, und der normalerweise geschlossene Kontakt wird geöffnet, während der normalerweise offene Kontakt geschlossen wird.
Diese beiden Maßnahmen sind voneinander abhängig.
Wenn die Spule nicht mehr erregt wird, ist die elektromagnetische Kraft nicht mehr vorhanden, und die Auslösefeder lässt den Anker zurückfallen, wodurch die Kontakte wiederhergestellt werden. Dies bedeutet, dass der Schließer wieder geöffnet wird, während der Öffner geschlossen ist.
Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist ein elektronisches Gerät, das für digitale Operationen in einer industriellen Umgebung entwickelt wurde. Sie nutzt einen programmierbaren Speicher, um Anweisungen für die Ausführung von logischen, sequentiellen, zeitlichen, zählenden und arithmetischen Operationen zu speichern. Dadurch kann sie verschiedene Arten von Maschinen oder Produktionsprozessen durch digitale oder analoge Ein- und Ausgänge steuern.
Bei der Entwicklung einer SPS und der zugehörigen Peripheriegeräte muss der Grundsatz beachtet werden, dass sie sich leicht in das industrielle Steuerungssystem integrieren lassen und dessen Funktionen zu einem einheitlichen System erweitern.
Es gibt verschiedene Komponenten, eine unterschiedliche Anzahl von Kontakten und verschiedene Kontrollmethoden.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
DE 
EN 
AR 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO