Sanoat avtomatizatsiyasini boshqarish tizimlarida chegara kalitlari mexanik harakatni elektr signaliga aylantirish uchun asosiy komponent hisoblanadi va u pozitsiyani aniqlash, zarba nazorati va xavfsizlikni himoya qilishning asosiy funktsiyalariga ega. Signal chiqishining xilma-xilligi to'g'ridan-to'g'ri dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar bilan moslashishning moslashuvchanligini aniqlaydi. Ushbu maqolada signalning chiqish turi, ish printsipi, apparat ulanishlari va chegara kalitlarining mantiqiy dasturlashi batafsil tahlil qilinadi, bu sanoat boshqaruv tizimini loyihalash uchun texnik ma'lumotnoma beradi.
Cheklangan joylashuv kalitlari uchun signal chiqishi turi-
Cheklovchi kalitlarning signal chiqishi ikkita asosiy turga bo'linadi: kontakt turi va-kontaktsiz. Kontaktsiz, shuningdek, induktiv, sig'imli, fotoelektrik, magnit va ultratovush usullari kabi turli xil texnik yo'nalishlarni o'z ichiga oladi. Har xil turdagi chegara kalitlari signal xususiyatlarida, qo'llash stsenariylarida va fazali qulflangan halqalar bilan moslashish usullarida aniq farqlarni namoyish etadi.
1.Kontakt chegarasi kalitlari
Aloqa chegarasi kalitlari mexanik kontaktni ochish va yopish orqali signal chiqishini amalga oshiradi. Ularning asosiy tuzilishi operatsion mexanizm, aloqa tizimi va reset bahoridan iborat. Harakatlanuvchi komponentlar ish mexanizmi bilan aloqa qilganda, kontakt tizimi o'z holatini o'zgartiradi va elektr signalini ishlab chiqaradi. Kontakt holatiga ko'ra, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kalitlari ochiq (NO) va odatda yopiq (NC) turlarga bo'linadi:
- Oddiy ochiq (NO): Odatiy holatda kontakt ochiq va signal chiqishi yo'q. Harakatlanuvchi komponent tomonidan ishga tushirilganda, kontakt elektr signalini yuborib, yopiladi.
- Oddiy yopish (NC): Kontakt sukut bo'yicha yopiq, doimiy chiqish bilan. Harakatlanuvchi komponent tomonidan ishga tushirilganda, aloqa signalni to'xtatib, ochiladi.
- Aloqa chegarasi kalitlari oddiy tuzilish, arzon narxlar va kuchli -tiqilib qolishga qarshi qobiliyati kabi afzalliklarga ega. Mashina asboblari, liftlar va konveyer liniyalarida keng qo'llaniladi. Shu bilan birga, ularning mexanik kontaktlari aşınmaya va yirtilishga moyil bo'lib, ularning ishlash muddati foydalanish chastotasiga ta'sir qiladi va ular nisbatan sekin (odatda millisekundlarda) javob berish tezligiga ega.
2.-Kontakt cheklovisiz kalitlar
Kontaktsiz chegara kalitlari mexanik aloqasiz signal chiqishiga erishish uchun maqsadli ob'ekt va sensor o'rtasidagi jismoniy miqdorlardagi o'zgarishlarni (masalan, indüktans, sig'im, yorug'lik intensivligi yoki magnit maydon kuchi) aniqlaydi. Bu yuqori javob tezligi, uzoq xizmat muddati va yuqori ishonchliligi bilan ajralib turadi. Aniqlash tamoyillariga ko'ra, kontaktsiz chegara kalitlarini quyidagi turlarga bo'lish mumkin:
(1) Induktiv chegara kalitlari
Induktiv chegara kalitlari elektromagnit induksiya tamoyillaridan foydalangan holda metall buyumlarni aniqlaydi. Metall nishon sensorning aniqlash diapazoniga kirganda, tebranish davrining amplitudasi pasayib, signal chiqishini tetiklaydi. Ularning chiqish signallari odatda PLC raqamli kirish moduliga to'g'ridan-to'g'ri ulanishi mumkin bo'lgan kalit signalidir (yuqori / past darajalar). Induktiv chegara kalitlari asboblar holatini aniqlash va dastgoh asboblarida metall komponentlarni saralash kabi metallni aniqlash stsenariylari uchun javob beradi.
(2) Kapasitiv chegara kalitlari
Maqsadli ob'ekt va sensor elektrod o'rtasidagi chiqish signallarining sig'imi sig'im cheklash tugmasi orqali aniqlanadi. Metall bo'lmagan nishon, masalan, plastmassa, suyuq yoki zarrachalar-aniqlash oralig'iga kirsa, sig'im qiymati o'zgaradi va signal chiqishi boshlanadi. Ularning chiqish signallari ham almashinuv signalidir, lekin ularni aniqlash masofasi induktiv turlarga qaraganda qisqaroq va ular atrof-muhit namligi va haroratiga ko'proq ta'sir qiladi. Kapasitiv chegara kalitlari ko'pincha material darajasini aniqlash va qadoqlash mashinasini joylashtirishda qo'llaniladi.
(3) Fotoelektrik chegara kalitlari
Fotoelektrik chegara kalitlari fotoelektrik effekt orqali maqsadli ob'ektni aniqlaydi. Optik diapazoniga ko'ra ular transmitterlar, reflektorlar va diffuz reflektorlarga bo'linadi:
Transmissiya nuri: transmitterlar va qabul qiluvchilar alohida o'rnatiladi. Maqsadli ob'ekt yorug'lik yo'lini to'sib qo'yganda, u signalni ishga tushiradi. Ularni aniqlash masofalari (bir necha o'nlab metrgacha) ularni masofadan joylashishni aniqlash uchun mos qiladi.
Ko'zgu: uzatuvchi va qabul qiluvchi bitta birlikda birlashtirilgan. Maqsadli ob'ekt yorug'likni qabul qilgichga qaytarganda tetiklanadigan signalni ishlatish uchun reflektor talab qilinadi. Ularni aniqlash masofalari o'rtacha.
Diffuz aks ettiruvchi: uzatuvchi va qabul qiluvchi ham bitta birlikka birlashtirilgan. Signal, yorug'lik nishonga olingan ob'ekt yuzasidan qabul qiluvchiga reflektor kerak bo'lmasdan tarqalganda ishga tushiriladi. Biroq, ularni aniqlash masofalari nisbatan qisqa (odatda 1 metrdan kam) bo'lib, ularni yaqin joylashuvga moslashtiradi.
Avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish liniyalarida, logistika saralashda, robotning joylashuvini aniqlashda va boshqa stsenariylarda keng qo'llaniladigan fotovoltaik cheklangan joylashuv kaliti chiqish kaliti signalining javob tezligi (mikrosoniya diapazoni).
(4) Magnit chegara kalitlari
Magnit chegara kalitlari magnit maydon o'zgarishini aniqlash uchun Hall effekti yoki magnitorezistiv effektdan foydalanadi. Magnit ob'ekt, masalan, doimiy magnit, aniqlash diapazoniga kirganda, sensor elektr signalini chiqaradi. Ularning chiqish signallari kuchli tiqilib qolishga qarshilikka ega boʻlgan yoqish-oʻchirilgan signal boʻlib, uni gidravlik silindr holatini qayta aloqa va vana ochilishini aniqlash kabi ogʻir muhitlarda (moy va chang kabi) joylashuvni aniqlash uchun mos qiladi.
(5) Ultrasonik chegara kalitlari
Ultrasonik chegara ultratovush to'lqinlarini chiqarish va aks-sado vaqtini aniqlash orqali masofani o'lchashni o'zgartiradi. Maqsadli ob'ekt belgilangan diapazonga kirganda, sensor elektr signalini chiqaradi. Ularning chiqish signallari kontaktsiz masofani aniqlash stsenariylari uchun mos bo'lgan kommutatsiya signallari yoki analog signallar (masofa qiymatlari) bo'lishi mumkin, masalan, materiallar to'plami balandligini aniqlash va robot to'siqlaridan qochish.
Limit kalitlari va fazani blokirovkalash halqasining mos usullari
Ishonchli signal uzatilishini va mantiqiy mantiqni to'g'ri boshqarishni ta'minlash uchun apparat ulanishlari va mantiqiy dasturlashni cheklangan{0}}pozitsiyali kalitni faza- qulflangan halqa bilan moslashtirish uchun birlashtirish kerak.
1. Uskuna ulanishi
(1) Quvvat manbai mosligi
Chegara kalitlarining besleme kuchlanishi PLC kirish modulining kuchlanish darajasiga mos kelishi kerak. Umumiy PLC kirish modullari DC24V yoki AC220V quvvat manbalarini qo'llab-quvvatlaydi, cheklangan{3}}pozitsiya kalitlari odatda DC12V, DC24V yoki AC220V da ishlaydi. Agar kuchlanish mos kelmasa, sozlash uchun quvvatni o'zgartirish moduli (masalan, DC-DC konvertori) yoki o'rni ishlatishingiz mumkin.
(2) Signal turini moslashtirish
Cheklovchi kalitlarning signal chiqishi turi (NPN yoki PNP) PLC kirish modulining signalni qabul qilish turiga mos kelishi kerak:
- NPN chegara kalitlari: chiqish terminali PLC kirish modulining umumiy terminaliga (COM) va topraklama uchiga (GND) ulangan va signal liniyasi PLC kirish nuqtasiga ulangan. Ishga tushganda, signal liniyasi erga uzatiladi va PLC kirish nuqtasi past darajadagi signalni aniqlaydi.
- PNP chegara kalitlari: Chiqish terminali PLC kirish modulining umumiy terminaliga (COM) va musbat quvvat manbaiga (VCC) ulangan va signal liniyasi PLC kirish nuqtasiga ulangan. Ishga tushganda, signal liniyasi musbat quvvat manbaiga ulanadi va PLC kirish nuqtasi rivojlangan signalni aniqlaydi.
- Agar chegara kalitining signal turi PLC ga mos kelmasa, konvertatsiya qilish uchun signalni o'zgartirish moduli (masalan, NPN-PNP konvertorlari) yoki o'rni ishlatilishi mumkin.
(3) Simlarni optimallashtirish
Tizimning{0}}tizimning shovqinlarga qarshi imkoniyatlarini yaxshilash uchun chegara kalitlarini fazali qulflangan halqaga- ulashda quyidagi tamoyillarga amal qilish kerak:
- Himoyalangan kabeldan foydalanish: Uzoq masofaga uzatish yoki jiddiy elektromagnit shovqin bo'lsa, ekranlangan kabel chegara kalitlari va fazali qulflash uzuklarini ulash uchun ishlatiladi va ekranlash qatlami erga ulanadi.
- Mustaqil quvvat manbai: chegara kalitlari uchun mustaqil quvvat manbaini ta'minlaydi, quvvat manbaini PLC chiqish moduli yoki boshqa yuqori quvvatli uskunalar bilan bo'lishishdan saqlaydi, signal ta'sirida quvvat o'zgarishini kamaytiradi.
- Kontaktni himoya qilish: Kontaktni cheklash kalitlari uchun RC yutilish davrlari yoki diodlar kontakt ochilganda paydo bo'ladigan yoyni inhibe qilish uchun kontaktlar o'rtasida parallel ravishda ulanishi mumkin, bu esa aloqa muddatini uzaytiradi.
2. Mantiqiy dasturlash
(1) Kirish nuqtasi konfiguratsiyasi
PLC dasturlash dasturida cheklangan joylashuv kalitiga ulangan kirish nuqtasi to'g'ri signal turiga (yuqori yoki past) ega bo'lishi va apparat ulanish usuliga mos kelishi kerak. Misol uchun, agar NPN chegara kaliti ishlatilsa, PLC kirish nuqtasi past-yoqilg'i faol bo'lishi uchun sozlanishi kerak.
(2) Mantiqiy dizaynni boshqarish
Limit kalitlarining boshqaruv mantig'i maxsus dastur stsenariylariga muvofiq ishlab chiqilishi kerak. Umumiy mantiq quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- Safarni boshqarish: harakatlanuvchi komponentlarning oxirgi holatini aniqlash uchun cheklangan{0}}pozitsiyali kalit yordamida dvigatelni to‘xtatish yoki orqaga qaytarish uchun ishga tushiradi. Misol uchun, avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish liniyasida arava o'ngga harakat qilganda, chegara tugmasi ishga tushiriladi va PLC chiqish signali dvigatelni teskari tomonga o'zgartiradi, bu esa aravaning chapga harakatlanishiga olib keladi.
- Xavfsizlikni muhofaza qilish: xavfli hududlarni aniqlash, favqulodda to'xtashlarni ishga tushirish uchun chegara kalitlaridan foydalaning. Mashina asboblarini qayta ishlashda, masalan, mashina o'z chegarasiga o'tganda, chegara tugmasi ishga tushiriladi va PLC uskunaning shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun darhol motorni uzib qo'yadi.
- Ketma-ket boshqarish: Harakatning murakkab ketma-ket nazorati bir nechta chegara kalitlarining kombinatsiyasi orqali amalga oshiriladi. Masalan, bitni boshqarishda asl joylashishni cheklash tugmasi, beslemeni boshlash chegarasi kaliti va besleme tugashini cheklash tugmasi birikmasi avtomatik aylanishni, tez uzatishni, bitning tez chekinishini ta'minlaydi.
(3) Xato diagnostikasi va ishlov berish.
Tizimning ishonchliligini oshirish uchun chegara kalitlarining diagnostika mantig'i PLC dasturiga qo'shilishi kerak, masalan:
- Signal yo'qolishini aniqlash: limit{0}}o'tish signali belgilangan vaqt ichida o'zgarmaganligini aniqlash uchun taymerdan foydalanish. Vaqt o'tib ketsa, u signalni ishga tushiradi.
- Signal ziddiyatini aniqlash: to'g'ridan-to'g'ri va teskari cheklash kalitlari kabi bir-birini istisno qiluvchi chegara kalitlari signallari bir vaqtning o'zida faol yoki yo'qligini aniqlaydi. Agar shunday bo'lsa, signalni o'chiring.
- Qo'lda tiklash funktsiyasi: Nosozlik yuz bergandan so'ng, tizimning normal ishlashini tiklash uchun nosozlik signalini qo'lda (masalan, tiklash tugmasini bosish orqali) tozalash kerak.
Ilova holatlarini tahlil qilish
Ushbu maqolada, avtomatik ishlab chiqarish liniyasida trolleybusning o'zaro boshqaruvini misol sifatida olish orqali chegara kalitlari va PLCning mos keladigan usuli batafsil tanishtiriladi:
1. Tizim tarkibi
- Harakatlanuvchi komponentlar: Qo'llanma bo'ylab chapga va o'ngga harakatlanadigan aravalar.
- Drayv: tramvayni vites qutisi orqali boshqaradigan motor.
- Cheklash tugmasi: chap va o'ngdagi trolleybus o'rnini aniqlash uchun chap chegara tugmasi (NC tipi) va o'ng chegara tugmasi (NO turi) ishlatiladi.
- PLC: DC24V quvvat manbai va PNP signal turlarini qo'llab-quvvatlaydigan universal PLC brendi.
2. Uskuna ulanishi
- Quvvat manbai moslashuvi: chegara kalitlari DC24V da ishlaydi va PLC kirish modullarining kuchlanish darajasiga mos keladi, shuning uchun konvertatsiya talab qilinmaydi.
- Signal turini moslashtirish: To'g'ri chegara tugmasi NO turi bo'lib, PNP signaliga aylantirish uchun o'rni ishlatishni talab qiladi. Xususan, chegara kalitining chiqish terminali o'rni bobiniga ulangan va o'rni normal ochiq kontaktli uchi PLC kirish modulining umumiy terminaliga (VCC) va boshqa uchi PLC kirish nuqtasiga ulangan. Chap chegara kaliti bosimining ko'tarilishi turi bo'lib, to'g'ridan-to'g'ri PLC kirish modulining umumiy terminali (VCC) va kirish nuqtasiga ulanadi (PLC dasturida past darajadagi faol sifatida sozlanishi kerak).
- Simlarni optimallashtirish: ekranlangan kabellar ulanish chegarasi kalitlari va PLC yordamida, ekranlovchi qatlamni topraklama. Elektr ta'minotining PLC chiqish modullari bilan bo'lishishining oldini olish uchun chegara kalitlari uchun mustaqil DC24V quvvat manbai taqdim etiladi.
3. Mantiqiy dasturlash
Kirish nuqtasi konfiguratsiyasi: PLC dasturlash dasturida o'ng chegara kalitiga kirish nuqtasi konfiguratsiyasi yuqori va chap chegara kalitiga kirish nuqtasi konfiguratsiyasi past.
Mantiqiy dizaynni boshqarish:
- Ishga tushirishni boshqarish: Ishga tushirish tugmasini bosing va PLC dvigatelni oldinga aylantiradigan va mashinani o'ngga siljitadigan signal chiqaradi.
- O'ng chegarani aniqlash: Arava o'ngga harakat qilganda, o'ng chegara tugmasi ishga tushadi, o'rni yopiladi va PLC kirish nuqtalari rivojlangan signallarni aniqlaydi. Keyin PLC dvigatelni teskari aylantirish va trolleybusni chapga siljitish uchun signal chiqaradi.
- Chap chegarani aniqlash: Trolley chapga harakat qilganda, chap chegara tugmasi ishga tushiriladi va PLC kirish nuqtasida past darajadagi signal aniqlanadi. Keyin PLC dvigatelni oldinga aylantiradigan va aravani o'ngga siljitadigan signal chiqaradi.
- TO'XTIRISH BOSHQARISHI: To'xtatish tugmasini bosish orqali PLC motorni uzib qo'yadi va trolleybus harakatini to'xtatadi.
Nosozlik diagnostikasi va davolash:
- Signal yo'qolishini aniqlash: 10 soniya ichida to'g'ri chegara o'tkazgich signali o'zgarmaganligini aniqlash uchun taymerdan foydalaning. Vaqt tugashi sodir bo'lsa, "o'ng chegara xatosi" signali ishga tushadi.
- Signal ziddiyatini aniqlash: chap{0}}o‘ng chegara kalitlari signallari bir vaqtning o‘zida faol yoki yo‘qligini aniqlaydi. Agar shunday bo'lsa, "chegaraviy ziddiyat" signalini ishga tushiring.
Qo'lda tiklash funktsiyasi: nosozlikdan keyin nosozlik signalini o'chirish, tizimning normal ishlashini tiklash uchun reset tugmasini bosing.
KIRISh Xulosa:
Sanoat avtomatizatsiyasini boshqarish tizimlarining asosiy komponenti sifatida cheklangan joylashuv kaliti{0}} turli signal chiqish rejimlari va tizim dizayni uchun moslashuvchan tanlovni ta'minlaydi. Signal turini, ta'minot kuchlanishlarini va chegara kalitlarini ulash usullarini oqilona moslashtirish va uni PLC mantiqiy dasturlash bilan birlashtirish orqali yuqori samaradorlik va ishonchli pozitsiyani aniqlash va harakatni boshqarishga erishish mumkin. Amaliy qo'llanmalarda, muayyan stsenariyning talablariga muvofiq tegishli chegara o'tkazgich turlari tanlanishi kerak va tizimning barqarorligi va xavfsizligini ta'minlash uchun apparat ulanishlari va mantiqiy dasturlash bo'yicha eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish kerak. Industry 4.0 va Internet of Things (IoT) ning rivojlanishi bilan chegara kalitlari aqlli, tarmoqqa ulanadi va kelajakda PLC, sensorlar va aktuatorlar kabi qurilmalar bilan chuqur integratsiya qilinadi va sanoat avtomatizatsiyasini boshqarish uchun ko'proq imkoniyatlar yaratadi.
