Introduzione dettagliata e analisi applicativa del quadro elettrico PLC

L'armadio di controllo PLC, ovvero un armadio elettrico industriale con un controller logico programmabile come unità di controllo principale, è un dispositivo nodo chiave nel sistema di automazione industriale. La sua funzione di base è ricevere vari segnali di input da-sensori, pulsanti, interruttori e altri componenti in loco, eseguire operazioni logiche, controllo di sequenza, temporizzazione, conteggio e operazioni aritmetiche secondo programmi di controllo pre-scritti e istruzioni di controllo di output per l'attuatore di conseguenza, realizzando così un controllo automatizzato delle apparecchiature di produzione o dei flussi di processo. Gli armadi di controllo PLC hanno una gamma estremamente ampia di applicazioni, che coprono linee di produzione di automazione industriale, controllo di apparecchiature autonome-, creazione di sistemi intelligenti, strutture di ingegneria ambientale e nodi di controllo di varie industrie di processo. Essendo il centro di controllo dei moderni siti industriali, la qualità di progettazione e produzione di queste apparecchiature sono direttamente correlate alla stabilità operativa e alla manutenibilità dell'intero sistema di automazione. Nei siti industriali, la razionalità della selezione e della disposizione dei componenti dell'armadio PLC spesso determina l'efficienza del successivo debugging e risoluzione dei problemi. Allo stesso tempo, armadi integrati come l'armadio automatico in acciaio inossidabile con programma logico di controllo del pannello PLC con involucro in acciaio inossidabile e logica di controllo preimpostata sono sempre più utilizzati in settori come quello alimentare e farmaceutico che hanno elevati requisiti di pulizia e resistenza alla corrosione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sistema di alimentazione e protezione Il sistema di alimentazione del quadro elettrico adotta solitamente un design ridondante a doppio-circuito. L'alimentazione principale è distribuita a ciascuna unità funzionale tramite un interruttore automatico in aria (interruttore automatico in aria) per garantire che eventuali guasti al circuito non influenzino il funzionamento complessivo. L'alimentatore switching da 24 V CC fornisce un'alimentazione stabile al PLC e ai sensori e relè associati. Il suo coefficiente di ondulazione e la precisione della tensione influiscono direttamente sull'affidabilità delle operazioni logiche. Nel quadro elettrico del PLC, il modulo di alimentazione spesso condivide lo stesso bus di alimentazione con il PC industriale del quadro elettrico (computer del quadro elettrico industriale) e la commutazione ininterrotta a livello di millisecondi- viene ottenuta tramite UPS o supercondensatore. Il controller PLC dell'unità di controllo logico funge da core processore e la sua scelta deve considerare in modo esaustivo il numero di punti I/O, le capacità di elaborazione analogica, la compatibilità del protocollo di comunicazione e l'adattabilità ambientale. I sistemi di grandi dimensioni spesso adottano un'architettura CPU ridondante - la CPU principale e quella di backup sincronizzano i dati in tempo reale. Quando la CPU principale si guasta, la CPU di backup assume il controllo senza interruzioni entro 50 ms per evitare interruzioni della produzione. Il design modulare consente agli utenti di espandere in modo flessibile le funzioni in base ai requisiti del processo, come moduli di conteggio ad alta-velocità, moduli di controllo del movimento o moduli di regolazione PID.

 

Interfaccia di segnale e unità di azionamento. Il circuito di interfaccia di ingresso/uscita adotta la tecnologia di isolamento fotoelettrico per isolare completamente i segnali di corrente forte in loco e la logica di corrente debole del PLC per sopprimere le interferenze elettromagnetiche. Come intermediario per la conversione del segnale, il relè può amplificare il segnale di controllo da 24 V CC del PLC a una tensione di 220 V CA o superiore per pilotare carichi di corrente elevata-come contattori ed elettrovalvole. La morsettiera fornisce un'interfaccia di connessione standardizzata per facilitare il-cablaggio in loco e la successiva manutenzione. Sistema di interazione e comunicazione uomo-computer. Il touch screen (HMI) e il pannello operativo forniscono al personale operativo e di manutenzione un'interfaccia intuitiva per il monitoraggio del processo, che supporta l'impostazione dei parametri, la diagnosi dei guasti e l'analisi delle tendenze. Il modulo di comunicazione realizza l'interazione dei dati con il computer host, il convertitore di frequenza e gli strumenti intelligenti tramite Ethernet industriale (Profinet, EtherCAT) o bus di campo (Modbus RTU, CANopen) per costruire un sistema di controllo distribuito (DCS).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il funzionamento del controllore programmabile nel quadro elettrico del PLC si basa sul meccanismo della "scansione ciclica". Un ciclo di scansione completo solitamente contiene tre fasi. Fase di campionamento degli ingressi: la CPU legge lo stato di tutti i circuiti dell'interfaccia di ingresso in sequenza e memorizza lo stato on-off o il valore analogico di ciascun punto di ingresso nel "registro immagine di ingresso" all'interno del sistema. Una volta completata questa fase, anche se il segnale di ingresso esterno cambia nelle fasi successive, il contenuto del registro immagine non verrà più aggiornato in questo ciclo fino alla fase di campionamento dell'ingresso del ciclo di scansione successivo.

 

Fase di esecuzione del programma: A partire dal primo indirizzo della memoria del programma utente, la CPU legge le istruzioni una per una ed esegue le operazioni secondo le relazioni logiche degli schemi ladder o del testo strutturato. Durante l'operazione, il sistema leggerà lo stato degli ingressi nel registro dell'immagine degli ingressi, nonché i valori correnti dei relè ausiliari interni, dei timer, dei contatori e di altri componenti e aggiornerà lo stato dei bit corrispondenti nel registro delle immagini delle uscite in base ai risultati logici. È interessante notare che lo stato aggiornato delle uscite durante l'esecuzione del programma non viene immediatamente inviato al terminale di uscita vero e proprio ma viene temporaneamente memorizzato nell'area dell'immagine delle uscite.

 

Fase di aggiornamento dell'uscita: la CPU trasferisce contemporaneamente i dati di stato nel registro dell'immagine di uscita al circuito latch di uscita e guida gli effettivi elementi di esecuzione della periferica attraverso l'interfaccia di uscita. A questo punto, un ciclo di scansione termina e la CPU riavvia il campionamento degli ingressi per il ciclo successivo. Negli scenari applicativi che enfatizzano una risposta rapida, come l'Application Cabinet o il Programma logico di controllo del pannello PLC, il PLC supporta anche istruzioni di input/output immediato, che possono leggere o aggiornare direttamente lo stato di punti fisici specifici durante la fase di esecuzione del programma senza dover attendere il completamento del ciclo di scansione completo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La selezione corretta e la configurazione ragionevole dei quadri elettrici PLC richiedono una considerazione completa di molteplici dimensioni, quali i requisiti delle attività di controllo, le-condizioni ambientali del sito e la comodità della successiva manutenzione. Determinare la scala di controllo e i punti I/O è il primo passo nella selezione. Gli ingegneri dovrebbero riassumere il numero di segnali di ingresso (pulsanti, sensori, interruttori, ecc.) e il numero di segnali di uscita (contattori, elettrovalvole, indicatori, ecc.) di tutti i dispositivi controllati, quindi aggiungere su questa base un margine di riserva dal 15% al ​​20% per far fronte a modifiche successive o espansioni di funzioni. Per i segnali analogici, è necessario chiarire il tipo (tipo di corrente o tipo di tensione), la portata e i requisiti di precisione. La scelta delle prestazioni del PLC e della velocità di elaborazione deve tenere conto della complessità del programma e dei requisiti di tempo di risposta. Le applicazioni-sensibili al fattore tempo, come il conteggio ad alta-velocità, il posizionamento preciso e il taglio al volo, richiedono un modello PLC con funzioni di input e output ad alta-velocità. Per i sistemi basati sul controllo sequenziale e sulla semplice regolazione PID, i PLC standard possono soddisfare le esigenze. Nei sistemi di controllo collaborativo su larga-scala o su più-macchine, è necessario dare priorità alle piattaforme PLC che supportano più-stazioni master e scambio di dati su-grande capacità.

 

L'adattabilità ambientale è una base importante per determinare la struttura dell'armadio e la selezione dei componenti. In un ambiente di installazione interno pulito, a temperatura-controllata, le normali cabine di verniciatura in acciaio al carbonio con livelli di protezione IP20 o IP41 possono soddisfare i requisiti di utilizzo. Nei siti industriali in cui sono presenti polvere, umidità o gas corrosivi, è necessario scegliere un armadio automatico in acciaio inossidabile e aumentare il livello di protezione a IP54 o superiore. Ad esempio, quando l'armadio del sistema PLC per liquami viene utilizzato in un impianto di trattamento delle acque reflue, l'armadio deve essere resistente all'umidità e all'erosione dei gas corrosivi; nelle sistemazioni all'aperto-o all'aperto-semiaperto-è necessario aggiungere una copertura superiore parasole e un dispositivo di riscaldamento e deumidificazione per evitare la formazione di condensa.

 

La qualità dell'alimentazione e le misure anti-interferenze influiscono sul funzionamento stabile a lungo-termine del quadro di controllo del PLC. In siti con grandi fluttuazioni della rete elettrica o grave inquinamento armonico, si consiglia di installare un filtro di potenza o uno stabilizzatore di tensione all'estremità della linea di ingresso dell'armadio. Il cablaggio nell'armadio deve essere rigorosamente separato tra circuiti a corrente forte e a corrente debole, e le linee di controllo e di alimentazione devono essere instradate in canaline separate o mantenere una distanza sufficiente. L'alimentazione CC del PLC deve essere fornita separatamente dall'alimentazione di carichi induttivi come relè ed elettrovalvole. Se necessario, i diodi di ricircolo o i circuiti di assorbimento RC devono essere collegati in parallelo ad entrambe le estremità della bobina di carico induttivo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Se desideri ottenereArmadio per pannelli PLCsuggerimenti di configurazione o preventivi tecnici per le condizioni attuali del progetto, contattare il nostro team tecnico e ingegneristico per ulteriori comunicazioni.