Bemutatjuk: Selec PLC-k a koronavírus elleni harcban
Mai blogcikkünkben a Selec által gyártott DIGIX kompakt programozható logikai egységeket vesszük górcső alá. Áttekintjük a PLC-k működési elvét és főbb típusait, majd konkrét példán keresztül láthatjuk, hogyan teljesítenek és milyen feladatokat látnak el a koronavírus elleni harcban a DIGIX készülékek.
Szabályozásról és vezérlésről
Bár az angol nyelvű szakirodalom az irányítás leírására a control kifejezést használja, a magyar nyelvben az irányításon belül megkülönböztetjük a szabályozás és a vezérlés fogalmát.
Szabályozás során a szükséges információ egy részét a szabályozott jellemző érzékelése által nyerjük, így van visszacsatolás az szabályozott szakaszról. Vezérlés esetén ez a visszacsatolás viszont elmarad, ezáltal a kimenetről nem érkezik megfelelő információ. A vezérlési folyamatok esetén legtöbbször egy adott jellemző értéket vagy egy előre meghatározott pályát kell fenntartania a rendszernek.
A vezérlés három főbb típusa az időterv vezérlés (pl. utcai lámpák kapcsolása), a lefutó vezérlés
(klasszikus példája ennek egy mosógép működése) illetve követő vezérlés (pl. automata fúrógép vagy csomagológép).
Időterv vezérlés esetén az idő vagy egy az időtől függő program befolyásolja az irányított rendszerbe történő beavatkozást, módosítási lehetőség pedig csak a programba való beavatkozással lehetséges.
Lefutó vezérlés során a vezérlési folyamatban minden szakasz csak akkor játszódhat le, ha az előtte lévő szakasz végbement, vagyis a folyamattól függő bizonyos feltételek teljesülése indítja meg a folyamat további szakaszait.
Követő vezérlésről pedig akkor beszélünk, amikor a beavatkozó szerv az irányító rendszertől előre meghatározott módon függő parancsot kap, ezáltal az irányított rendszert a kívánt irányba mozdítja. A beavatkozó szervek ilyen esetben az érzékelők által szolgáltatott információ alapján hoznak döntést, majd eszerint lépnek működésbe.
Legegyszerűbb formában huzalozott technikával valósítható meg egy ilyen logikai rendszer, az irányítási feladat pedig az érzékelők és a beavatkozó szervek összekapcsolásával valósítható meg. A feladat megváltozása esetén viszont ilyenkor a huzalozást is módosítani kell, összetettebb feladatnál pedig csak nagyszámú relé beépítésével változtatható meg a vezérlés logikája.
A számítástechnikában és az elektronikában bekövetkezett nagymértékű fejlődés lehetővé tette a mikroprocesszor alapú rendszerek alkalmazását az irányítástechnika területén. Ennél a megvalósítási módnál az érzékelők bemeneti illesztő áramkörökön keresztül juttatják el az információt a vezérlési logikát megvalósító mikroprocesszorhoz, a kimeneti illesztő áramkörök pedig biztosítják a kapcsolatot a beavatkozó egységek felé. Az alkalmazhatóságban rejlő potenciál vezetett a mikrovezérlő egység megszületéséhez, mely tulajdonképpen egy lapkára integrált számítógép.
A mikrovezérlő által nem kell minden irányítási feladathoz külön áramkört kiépíteni, hanem ugyanaz az alaprendszer használható az összes feladat végrehajtására. A vezérlési logikát itt egy program valósítja meg, maga a vezérlés pedig a programban megadott utasítások szerint megy végbe.
A programozás elsősorban logikai és kapcsolási műveletek végrehajtására vonatkozik, azaz, ha az A és a B esemény lezajlik, akkor azokat követheti a C esemény. A mikrovezérlőhöz kapcsolt bemeneti eszközökkel a feltöltött program szerint irányíthatóak a kapcsolt kimeneti eszközök.
Programozható logikai vezérlőkről
Az irányítástechnikai rendszerek fejlődésének irányát nagyban befolyásolta az ipari körülmények közötti alkalmazhatóság kérdése. A könnyebb programozhatóság, az illeszthetőség, a megbízhatóság vagy éppen a nehéz körülményekkel szemben is ellenálló kialakítás lettek a fő szempontok.
A programozható logikai vezérlő (angolul: Programmable Logic Controller) egy olyan speciális mikrokontroller alapú vezérlő, mely a memóriájában tárolt program által képes logikai, időzítési, számlálási, sorrendi, aritmetikai és egyéb közepesen összetett műveletek elvégzésére. Habár ezek az eszközök elsősorban vezérlési feladatok ellátására lettek kifejlesztve, a legtöbb forgalmazott termék szabályozási folyamatokban is alkalmazható. Ennek köszönhetően azt mondhatjuk, hogy a PLC-k az ipari irányítási rendszerek legszélesebb körben alkalmazható elemévé váltak napjainkra.
Kialakításukat tekintve beszélhetünk kompakt és moduláris PLC egységekről. Kompakt típus esetén az eszköz összes fő funkcionális része, tehát a központi egység (CPU), a memória, a tápegység, a bemeneti/kimeneti (I/O) egység, a kommunikációs interfész és a programozó eszköz ugyanabban a tokozásban kap helyet. Ennek előnye a költséghatékonyság, illetve a fix számú be- és kimenet, ami további I/O egységek társításával még bővíthető. Hátránya ugyanakkor, hogy az eszköz részleges meghibásodása esetén a teljes egységet cserélni kell, illetve a tokozás mérete befolyásolja a kapcsolható I/O bővítmények számát és típusát is.
Moduláris PLC esetén a PLC konfigurációja rekeszekre bontható, ide csatlakozhatnak be a különféle modulok. Ebben az esetben tulajdonképpen egy tartókeretbe (rack) helyezett tápegységről, operátor interfészről, központi és input/output modulról beszélhetünk, ahol a beillesztett egységek a tartókeret hátulján keresztül kapnak tápellátást és ezáltal lesznek képesek kommunikálni. Ennek a kialakításnak nagy előnye, hogy a gyártó által biztosított alkatrészeknek köszönhetően rugalmasan alakíthatóak és variálhatóak.
Programozási nyelvekről
A PLC-k programozását az IEC-61131-3 szabvány határozza meg, mely három szöveges és három grafikus programozási nyelvet biztosít a folyamathoz. A szöveges nyelvek esetén a kódrész utasítások sorozatából áll. Ide soroljuk az utasítás listát (IL– Instruction List), a strukturált szöveget (ST– Structured Text) és a sorrendi folyamat ábra (SFC– Sequential Flow Chart) szöveges változatát.
A grafikus nyelvek viszont a programozáshoz grafikai elemeket, összekötő vonalakat, azaz csatlakozókat használnak a blokkok közötti adatáramlás jelzésére. Ilyen programnyelv például a létradiagram (LD- Ladder Diagram), a funkcióblokk diagram (FBD– Function Block Diagram) és a sorrendi folyamat ábra (SFC) grafikus verziója.
DIGIX egységek egészségügyben történő használatáról
Jelen pillanatban világszerte kiemelt fontosságú a koronavírus elleni védekezés. Bár a vírus terjedése látszólag stagnál vagy csökken a nyugati országokban, a fejlődő afrikai, ázsiai és dél-amerikai területeken továbbra is jelentős problémát okoz a fertőzés terjedése. Indiában az egészségügyi ellátást erőteljesen megterhelte a járvány, emiatt a fertőtlenítési eljárások alaposságán és szakszerűségén igen sok múlik.
Az indiai eredetű Selec a helyi és nemzetközi piac szereplőjeként feladatául tűzte ki, hogy segítse az indiai egészségügyi szervek munkáját, kompakt kialakítású DIGIX programozható logikai egységeikkel pedig a kórházi kézmosás-kézfertőtlenítés-kézszárítás folyamatát is képesek automatizálni.
Az ábrázolt folyamatban a bemeneti jel egy induktív közelítéskapcsolótól származik, mely befut a DIGIX-2 kompakt programozható egységbe. Ez az eszköz Windows-alapú létradiagramos szoftverrel programozható, HMI része pedig ennek segítségével konfigurálható.
A szabályozott egységek közt láthatjuk, hogy a PLC szabályozza a víz és fertőtlenítőszer adagolására szolgáló szelepek, illetve a kézszárító működését. Az automatizált érintésmentes eljárásnak köszönhetően a fertőzésveszély csökkenthető, az adagolás pedig szabályozható.
Szeretnél még több érdekességet olvasni?
Iratkozz fel hírlevelünkre, ne maradj le az újdonságokról!
