Toshkent kimyo texnalogiya instituti Shahrisabz filiali

Pnevmatik mantiqiy element
Mantiqiy operatsiyalardan foydalanishga misol sifatida biz shakllantirish mashinasini boshqarishni tashkil qilishni ko'rib chiqamiz. Eng oson variant – bu buyruq moslamasini o'rnatish, bu kalıplama mashinasi mexanizmlarining ishlash siklogrammasiga muvofiq, o'z kameralarini kerakli vaqt oralig'ida va tegishli mexanizmlarni ishga tushiradigan aloqa guruhlarini belgilangan ketma-ketlikda yopadi. Ammo pnevmatik tsilindr konveyerdan mashinaning ish stoliga urilib, to'satdan tiqilib qolsa va u yo'lning o'rtasida to'xtab qolsa nima bo'ladi. Shu bilan birga, buyruq moslamasi ishlashni davom ettiradi, chunki u qo'llab-quvvatlash to'g'ri holatda emasligini bilmaydi va gidravlik silindrni bosish uchun yoqish buyrug'ini beradi. Matbuot plitasi noto'g'ri o'rnatilgan shlakni bosadi-favqulodda vaziyat yuzaga keladi. Mantiqiy operatsiyalar yordamida o'rni, vaqt rölesi va oxirgi kalitlardan foydalanib, shunga o'xshash vaziyatni istisno qiladigan mashinani boshqarishni tashkil qilishingiz mumkin.

Korxonalarda sanoat tizimlarining klassik modelidan “aqlli” yoki aqlli ishlab chiqarishga (aqlli ishlab chiqarishga) o‘tish amalga oshirilmoqda, ishlab chiqarishni yagona raqamli ekotizimga birlashtirish ko‘zda tutilgan. Aqlli ishlab chiqarishning ishlab chiqilgan g'oyalari o'zaro bog'langan dasturiy ta'minot va apparat vositalarining mavjudligini nazarda tutuvchi raqamli vositalar kontseptsiyasini ifodalaydi. Shu bilan birga, ushbu mavzuda darajasida o'zgartirish raqamli ishlab chiqarish ekotizimlari bilan o'zaro ta'sir mexanizmlaridan foydalanadi.

"Mantiqiy boshqaruv tizimlari" atamasi texnologik tizimlarda boshqaruv muammolarini hal qiluvchi tizim boshqaruvi (dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar - PLClar, kontrollerlar, xavfsizlikni boshqarish tizimlari va harakatni boshqarish) majmui sifatida tushuniladi. Dasturiy boshqaruv turiga ko'rsatilgan tizimlar.
Sanoat sharoitida katta hajmdagi ma'lumotlarni ("Katta ma'lumotlar") tahlil qilish texnologiyasidan foydalanish zarurati tug'ildi, bu ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash jarayonida boshqaruv ob'ektlarining asosiy tugunlarida o'rnatilgan ko'p sonli sensorlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. datchiklardan mantiqiy boshqaruv tizimlari tomonidan amalga oshiriladi. Shu tarzda olingan ma'lumotlarni tahlil qilish aniq jihozlarning va umuman korxonaning ishlashi to'g'risida ob'ektiv va aniq ma'lumotlarni beradi. Ko'p sonli sensorlardan foydalanish ma'lum bir mahsulotning raqamli tasvirini uning ishlashi davomida olish uchun ishlatiladi, bu asos bo'ladi.
"Raqamli texnalogiya" tushunchasi. "Raqamli texnalogiya" tahlili tayyor mahsulotning ish jarayonida ularning xususiyatlarini ham, ularni ishlab chiqarishning texnologik jarayonini ham sozlash imkonini beradi.

1-rasm. Boshqarish tizimlarini tasniflashda mantiqiy boshqaruv tizimlari.
Hozirgi vaqtda yurtimizning aksariyat korxonalarida klassik PLClar asosiy avtomatlashtirish bo'g'ini sifatida qo'llaniladi, ular tashqi tomondan amalga oshirilgan boshqaruvchilar deb ham ataladi, ular o'zlarining ishonchliligi va keng doiradagi qo'llanilishini ko'rsatdi. Shu bilan birga, global sanoat avtomatlashtirish bozorida PLC rivojlanishining bir qator tendentsiyalari paydo bo'ldi, ular orasida quyidagilarni ajratib ko'rsatish mumkin: boshqaruv tizimlari va aktuatorlar bilan o'zaro ishlash uchun Ethernet texnologiyasiga asoslangan yuqori tezlikdagi aloqa protokollaridan foydalanish.
Ushbu muammolarga javob berish va zamonaviy sanoat korxonalarining rivojlanish tendentsiyasini hisobga olgan holda yagona raqamli ekotizimni kontseptsiyalarni qo'llab-quvvatlash bilan amalga oshirishga qaratilgan: raqamli egizaklar va platformalar, "Katta ma'lumotlar" bilan ishlash, energiya tejash va boshqalar. , mantiqiy boshqaruv vazifasini qayta ko'rib chiqish talab etiladi. Mantiqiy boshqaruv tizimlarini qurishning yangi kontseptsiyasi zarur bo'lib, u hisobga olinadigan modellarga asoslanishi kerak: yuqori tezlikdagi aloqa protokollaridan foydalanish, ko'p darajali tarmoqlarga asoslangan taqsimlangan boshqaruvni amalga oshirish, real vaqt rejimida ishlashdan foydalanish. tizim dasturiy ta'minoti sifatida tizimlar, OPC UA texnologiyasiga asoslangan yagona o'zaro ta'sir interfeysidan foydalanish, periferik modullarni intellektuallashtirish va boshqalar, bu ishning dolzarbligini belgilaydi.
Control Engineering jurnali va Reed Research agentligi tomonidan olib borilgan tadqiqotlarga ko'ra (2-rasm), ko'pchilik respondentlar dastgohlar va texnologik jarayonlarning elektr avtomatizatsiyasini boshqarish uchun mantiqiy boshqaruv operatsiyalarida foydalanadilar . Biroq har yili ishlatiladigan mantiqiy boshqaruv tizimlari soni ortib borayotgan bir qator sohalar mavjud, jumladan: harakatni boshqarish tizimlari, diagnostika tizimlari, xavfsizlik tizimlari va boshqalar.

2-rasm. Mashinasozlikda mantiqiy boshqaruv tizimlarini qo'llash.
Mantiqiy boshqaruv tizimlarini modulli tashkil etish ham amaliy darajada, ham apparat va tizim dasturiy ta'minoti darajasida ko'rib chiqilishi kerak. Mantiqiy boshqaruv tizimi doirasida apparatni modulli tashkil etish printsipi saqlanishi va boshqaruv ob'ektining talablariga qarab, konfiguratsiya tanlanishi kerak. Qo'llaniladigan echimlar darajasida boshqaruv tizimi funktsional xususiyatlarga ko'ra modullarga bo'linadi [10]. Ishda taklif etilgan mantiqiy boshqaruv tizimlarining modulli tuzilishiga yondashuv alohida modullarni ajratib ko'rsatish imkonini beradi: tarkibiy bir xillik, modullararo ulanishlarning umumiy mexanizmi; boshqaruv tizimi bir butun sifatida tuzilgan shaklni oladi.
Ushbu yondashuv quyidagilarga imkon beradi:
• boshqaruv jarayonini yagona hisoblash platformasi doirasida ham, u yerda ham tashkil etish modullar guruhini bitta funktsional xususiyatga ko'ra bo'lish orqali bir nechta platformalar;
• bajarilayotgan vazifaga qarab boshqaruv tizimini to‘ldirish;
• turli ishlab chiqaruvchilarning komponentlarini, shu jumladan ularni bir-biri bilan birlashtirishdan imkoni mavjud.
IDEF 0 yozuvidagi texnologik asbob-uskunalarni mantiqiy boshqarish tizimining funktsional modeli ishlab chiqilgan (3-rasm), unda tizim o'zaro bog'langan funktsiyalar to'plami sifatida taqdim etilgan.
Modellashtirishda funktsiyalarning uchta guruhi ajratiladi: mantiqiy boshqaruv dasturlarini ishlab chiqish funktsiyalari (izolyatsiyasiz); mantiqiy boshqaruvning ijro etuvchi tizimining (yadrosi) funktsiyalari (kulrang bilan ajratilgan); tashqi tizimlarning funktsiyalari (soyali). Funktsional model mantiqiy boshqaruv tizimining asosiy funktsiyalarini ajratib ko'rsatish va ularni keyinchalik amalga oshirish uchun boshqaruv tizimining tarkibiy qismlari bilan bog'lash imkonini berdi. Mantiqiy operatsion boshqaruv tizimi arxitekturasi ikkita quyi tizimdan iborat: dasturlash va mantiqiy boshqaruv. Dasturlash quyi tizimi mantiqiy boshqaruv dasturini loyihalash va ishlab chiqish muammosini hal qiladi. Mantiqiy boshqaruv quyi tizimi mantiqiy boshqaruv dasturini bajarish masalasini hal qiladi.
Mantiqiy operatsion boshqaruv dasturini ishlab chiqish vazifasi ikkita komponentga bo'linadi: boshqaruv tizimining ishlash algoritmini dasturiy ta'minot bilan amalga oshirish, apparat kirish chiqish konfiguratsiyasi.


3- rasm. Texnologik jihozlarni mantiqiy boshqarish tizimining funksional modeli.
Dasturlash quyi tizimi mantiqiy boshqaruv quyi tizimiga aloqa kanali orqali ulanadi. Mantiqiy boshqaruv quyi tizimining markaziy moduli "mantiqiy boshqaruv siklini amalga oshirish moduli" bo'lib, u quyidagi davriy ravishda bajariladigan harakatlar ketma-ketligini amalga oshiradi: tizimni sinovdan o'tkazish, kirishlarni so'rov qilish, mantiqiy boshqaruv dasturini bajarish va chiqishlarni qayd etish. I/U apparat modullari yuqori tezlikdagi aloqa protokollaridan biri yordamida mantiqiy boshqaruv quyi tizimiga ulanadi.
Uskuna kiritish-chiqarish modullari bevosita sensorlar va aktuatorlar bilan jismoniy aloqa liniyalari orqali ulanadi. Boshqarish tizimining arxitektura modeli quyidagilarga imkon berdi: tizimning modulli tuzilishini aniqlash; modullarning bir-biri va tashqi muhit bilan aloqasini simulyatsiya qilish; tizimni kengaytirishning mumkin bo'lgan usullarini aniqlash.
Ishlab chiqilgan vositalar uchun quyidagi asosiy talablar aniqlandi: apparat va platformaning mustaqilligi, pullik litsenziyaning yo'qligi, oxirgi foydalanuvchi uchun mexanizmning ochiqligi, ishlashning qulayligi, standart dasturlash tili, ochiqligi tufayli funksionallikni kengaytirish va modernizatsiya qilish imkoniyati. kod, ta'lim maqsadlarida foydalanish qobiliyati. Asboblar to'plamini ishlab chiqishda CoDeSys, LabView, ISaGRAF muhitlari amalga oshirishning to'liqligi va qo'llash ko'lami tufayli prototip sifatida olingan. Funktsional blok diagrammasining (FBD) asosiy rivojlanish tili sifatida tanlanishi, FBD tilidagi dasturning elektr zanjiriga o'xshashligi va mantiqiy operatsion boshqaruv tizimlarini amalga oshirish bo'yicha loyihalarning aksariyati elektr sxemalarini ishlab chiqishni o'z ichiga olganligi bilan bog'liq edi. elektr bloklarini ulash uchun qulayligida.

4-rasm. Mantiqiy boshqaruv tizimining taqsimlangan modeli.
Yuqorida keltirilgan modellar asosida mantiqiy boshqaruv tizimlari uchun apparat kirishlari chiqishlarini sozlash moduli ishlab chiqilgan, bu sizga PLC loyihasining o'zgaruvchilarini apparat kirishlari chiqishlari bilan taqqoslash imkonini beradi. Ijro mexanizmini bevosita boshqarish passiv qurilmalar bo'lgan apparat kiritish-chiqarish modullari orqali amalga oshiriladi (4-rasm). To'liq apparat kiritish-chiqarish konfiguratsiyasi tarmoqlangan, ko'p darajali tuzilishga ega. Mantiqiy boshqaruv tizimiga integratsiyalashuvi uchun kiritish-chiqarish modullarining parametrlarini sozlash va tanlash umumiy xotira mexanizmi yordamida amalga oshiriladi. Har bir dastur umumiy xotira maydoniga joylashtiriladi va uning turiga qarab ma'lum hajm va joyni egallaydi. Kirishlarning holati qurilmaning ichki xotirasidan boshqaruv tizimining umumiy xotirasiga proyeksiyalanadi va teskari yo'nalishda boshqaruv harakatlari periferik modullarning chiqish kanallariga uzatiladi. Tayyor konfiguratsiya maxsus tuzilmaga ulanadi va ijro yadrosiga o'tkaziladi. Yadroning asosiy vazifalari: apparat kirishlaridan kirish signallarini so'rov qilish; boshqarish algoritmlarini bajarish; apparat chiqishlariga boshqaruv signallarini tayyorlash va yaratish; qayta ishlash natijalarini saqlash; natijalarni nosozliklarni tuzatish uchun dasturlash quyi tizimiga o'tkazish; xatolar yo'qligi uchun tizim nazorati. Yadro platformalararo yondashuv yordamida amalga oshirildi.
Mantiqiy boshqaruv tizimlarini qurish metodologiyasiga ko'ra, boshqaruv tizimining tarmoq strukturasi ishlab chiqilgan bo’lib (5-rasm), unga quyidagilar kiradi: dasturiy ta'minot o'rnatilgan boshqaruvchiga ega yadro, operator terminali, apparat kiritish/chiqarish modullari, boshqaruv. avtonom yuqori bosimli stantsiya uchun tizim, besleme uzatmalarining boshqaruvchilari (6 portal kinematikasi uchun) va mashina boshqaruv paneli.

5- rasm. «Gidrojetli kesish agregati»ning tuzilishi.
CNCning mantiqiy vazifasi dasturiy ta'minot bilan amalga oshirilgan boshqaruvchi va apparat kiritish-chiqarish modullaridan iborat bo'lgan taqsimlangan boshqaruv tizimi yordamida hal qilinadi. Mustaqil I/U modullarining o'zaro ta'siri ko'p darajali tarmoqni shakllantirish bilan "master-qul" tamoyiliga muvofiq tashkil etiladi. UGSRni boshqarishda yondashuvlar kombinatsiyasidan foydalanildi: reaktivning shakllanishini boshqarish va yuqori bosimli stantsiyani boshqarish uchun dasturlash algoritmlari to'g'ridan-to'g'ri kontrollerlarda amalga oshiriladi va xavfsizlikni boshqarish, quvvatni boshqarish, pnevmatik tizim va panelni boshqarish algoritmlari. boshqaruv tizimiga o'rnatilgan dasturiy ta'minot boshqaruvchisiga asoslangan. "Hydrojet Cutting Unit" mantiqiy boshqaruv tizimidan ixtisoslashtirilgan ishlov berish texnologiyasi bilan birgalikda foydalanish abraziv materialning sarfini sezilarli darajada tejashga imkon berdi (shunga o'xshash sinfdagi qurilmalarga nisbatan 25-30%).