PLC (Programmable Logic Controller)

Programmable Logic Controller буюу Програмчлагдах Логик Удирдагч (PLC) нь үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын үндсэн төхөөрөмж юм. Энэ нь релений шинжтэй удирдлагын системийг орлох зорилгоор 1960-иад онд автомашины үйлдвэрлэлийн салбарт анх бий болсон. Өнөөдөр PLC нь үйлдвэрлэл, энергетик, уул уурхай, хими, хүнсний үйлдвэр зэрэг бараг бүх салбарт өргөн хэрэглэгддэг.

PLC нь тогтвортой ажиллагаатай, хөндийрөлд тэсвэртэй, програмчлагдах боломжтой удирдлагын төхөөрөмж бөгөөд олон тооны оролт гаралтыг боловсруулж, үйлдвэрлэлийн процессыг автоматаар удирддаг.

PLC гэж юу вэ?

PLC нь дижитал тооцоолуулах төхөөрөмж бөгөөд дотроо санах ой, процессор, оролт/гаралтын модулиудтай байдаг. Энэ нь хэрэглэгчийн програмын дагуу оролтын дохионуудыг уншиж, логик боловсруулалт хийж, гаралтын төхөөрөмжүүдийг удирддаг.

Энгийнээр хэлбэл, PLC нь мэдрэгчээс мэдээлэл хүлээн авч, програмын дагуу шийдвэр гаргаж, хөдөлгүүр, вентиль, гэрэл зэрэг төхөөрөмжүүдийг удирддаг "үйлдвэрлэлийн тархи" юм.

PLC-ийн Бүтэц ба Бүрэлдэхүүн Хэсгүүд

CPU (Төв Боловсруулах Төхөөрөмж)

CPU нь PLC-ийн гол хэсэг бөгөөд бүх тооцоолол, логик боловсруулалтыг гүйцэтгэдэг. Энэ нь:

• Хэрэглэгчийн програмыг гүйцэтгэх

• Оролт/гаралтын модулиудтай холбоо тогтоох

• Системийн диагностик хийх

• Цаг тоолох, тоолох үйлдлүүдийг гүйцэтгэх

Санах Ой (Memory)

PLC-ийн санах ой нь хоёр үндсэн хэсэгтэй:

• ROM/EPROM: Үйлдлийн систем хадгалагддаг

• RAM: Хэрэглэгчийн програм, өгөгдөл хадгалагддаг

Оролтын Модуль (Input Module)

Оролтын модуль нь гадны төхөөрөмжүүдээс дохио хүлээн авдаг:

• Дижитал оролт (ON/OFF): товч, мэдрэгч, limit switch

• Аналог оролт (хэмжилтийн утга): температур, даралт, урсгал мэдрэгчүүд

Гаралтын Модуль (Output Module)

Гаралтын модуль нь удирдах төхөөрөмжүүд рүү дохио илгээдэг:

• Дижитал гаралт: контактор, соленоид вентиль, дохиолол

• Аналог гаралт: хувиргуур, хяналтын вентиль

Тэжээлийн Эх Үүсвэр (Power Supply)

PLC-ийг ажиллуулахад шаардлагатай тогтвортой хүчдлийг хангадаг. Ихэвчлэн 24V DC эсвэл 110/220V AC хэрэглэдэг.

Програмчлах Төхөөрөмж

Компьютер эсвэл тусгай програмчлагч ашиглан PLC-д програм оруулдаг. Өнөөдөр ихэвчлэн USB, Ethernet холболтоор програмчилдаг.

PLC Ажиллах Зарчим

PLC нь "Scan Cycle" мөчлөгийн дагуу ажилладаг. Энэ нь дараах үе шатуудтай:

Оролт Уншилт (Input Scan)

CPU нь бүх оролтын төхөөрөмжүүдийн төлөвийг уншиж, санах ойд хадгална.

Програм Гүйцэтгэл (Program Execution)

Хадгалсан програмын дагуу логик үйлдлүүдийг гүйцэтгэнэ. Ladder Logic, Function Block эсвэл Structured Text хэлээр бичигдсэн програм дараалалаар ажиллана.

Гаралт Шинэчлэл (Output Update)

Програмын үр дүнгийн дагуу гаралтын төхөөрөмжүүдийг удирдах дохио илгээнэ.

Диагностик ба Холбоо (Housekeeping)

Системийн төлөв шалгах, алдаа илрүүлэх, холбоо тогтоох зэрэг үйлдлүүд хийгдэнэ.

Энэ бүх үйл явц дахин давтагдаж, ихэвчлэн 1-100 миллисекундэд нэг удаа гүйцэтгэгддэг. Энэ хурд нь програмын урт, CPU-ийн хүчин чадлаас хамаардаг.

PLC-ийн Төрөл

Compact PLC (Нийлмэл PLC)

Жижиг хэмжээтэй, CPU, оролт/гаралт нэг байгууламжтай. 10-100 оролт/гаралттай, жижиг системд хэрэглэгддэг.

Давуу тал:

• Хямд үнэтэй

• Суурилуулахад хялбар

• Жижиг байгууламжид тохиромжтой

Сул тал:

• Өргөтгөх боломж хязгаарлагдмал

• Бага тооны оролт/гаралт

Modular PLC (Модуль PLC)

CPU, оролт/гаралтын модулиудыг тусад нь суурилуулдаг. Хэрэгцээний дагуу өргөтгөж болно.

Давуу тал:

• Уян хатан өргөтгөх боломж

• Том системд тохиромжтой

• Засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар

• Олон төрлийн модуль сонголттой

Сул тал:

• Өндөр үнэтэй

• Суурилуулахад нарийн төвөгтэй

Rack Mounted PLC

Маш том үйлдвэрлэлийн системд хэрэглэгддэг. Олон зуун эсвэл мянган оролт/гаралттай.

Distributed PLC

Сүлжээгээр холбогдсон олон PLC хамтран ажилладаг. Өргөн уудам талбай дахь төхөөрөмжүүдийг удирдахад тохиромжтой.

Програмчлалын Хэл

IEC 61131-3 стандартын дагуу дараах хэлүүдийг хэрэглэдэг:

Ladder Logic (LD)

• Цахилгаан релений схемтэй төстэй, хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хэл. Ойлгоход хялбар.

Function Block Diagram (FBD)

• Блок диаграмаар логик бичдэг. Процессын хянамд тохиромжтой.

Structured Text (ST)

• Өндөр түвшний програмчлалын хэл шиг. Нарийн төвөгтэй алгоритмд тохиромжтой.

Instruction List (IL)

• Ассемблер шиг хэл. Бага түвшний програмчлалд хэрэглэгддэг.

Sequential Function Chart (SFC)

• Дарааллын удирдлагад тохиромжтой. Алхам алхмаар ажилладаг процессуудад хэрэглэгддэг.

PLC-ийн Хэрэглээ

1. Үйлдвэрлэлийн Автоматжуулалт

• Угсралтын шугам удирдах

• Багц процесс хянах

• Чанарын хяналт

2. Эрчим Хүчний Систем

• Дэд станцын удирдлага

• Дамжуулах шугам хянах

• SCADA системтэй нэгтгэх

3. Уул Уурхай

• Олборлолтын тоног төхөөрөмж удирдах

• Дамжуулагч удирдлага

• Аюулгүй байдлын систем

4. Хүнсний Үйлдвэр

• Савлалтын шугам

• Температур, чийгшил хянах

• CIP (Clean In Place) систем

5. Усны Цэвэрлэх Станц

• Насос удирдлага

• Химийн бодис хольж тунадаслах

• Цэвэршүүлэх процесс хянах

6. Барилга

• Цахилгаан лифт удирдах

• HVAC систем

• Гэрэлтүүлэг, аюулгүй байдал

PLC-ийн Давуу Тал

1. Найдвартай байдал: Хөндийрөлд тэсвэртэй, удаан хугацаагаар тогтвортой ажиллана

2. Уян хатан програмчлал: Програмыг өөрчлөх, шинэчлэх амархан

3. Хурдан ажиллагаа: Миллисекундын хурдтай шийдвэр гаргадаг

4. Хөндийрөлд тэсвэртэй: Тоос, чийг, температурын өөрчлөлтөд тэсвэртэй

5. Өргөтгөх боломжтой: Шаардлагатай үед модуль нэмэх боломжтой

6. Диагностик боломж: Алдааг илрүүлэх, засах хялбар

7. Сүлжээ холболт: Бусад PLC, SCADA системтэй холбогдох боломжтой

8. Эдийн засгийн үр ашигтай: Урт хугацаанд релений системээс хямд

PLC-ийн Сул Тал

1. Програмчлалын мэдлэг шаардлагатай: Тусгай сургалт хэрэгтэй

2. Хэт хамааралтай: Систем доголдвол бүх процесс зогсож болно

3. Кибер аюулгүй байдал: Сүлжээнд холбогдсон тохиолдолд халдлагад өртөж болно