पीएलसी का कार्य सिद्धांत

 

पीएलसी मूलतः एक "मॉड्यूलर माइक्रो कंप्यूटर" है जिसे विशेष रूप से औद्योगिक वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके कार्य सिद्धांत का मूल बाहरी उपकरणों पर सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए "हार्डवेयर के माध्यम से सिग्नल प्राप्त करना, सॉफ्टवेयर के माध्यम से तर्क को संसाधित करना और हार्डवेयर के माध्यम से निर्देशों को आउटपुट करना" का बंद लूप तंत्र है। इस तंत्र का कार्यान्वयन हार्डवेयर संरचना और सॉफ्टवेयर सिस्टम के बीच उच्च स्तर के तालमेल पर निर्भर करता है।

पीएलसी की हार्डवेयर संरचना मॉड्यूलर डिज़ाइन को अपनाती है, जिसे नियंत्रण आवश्यकताओं के अनुसार लचीले ढंग से जोड़ा जा सकता है। मुख्य घटकों में निम्नलिखित पाँच भाग शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक में श्रम का स्पष्ट विभाजन और घनिष्ठ सहयोग है:

सेन्ट्रल प्रॉसेसिंग यूनिट (सीपीयू):पीएलसी के "मस्तिष्क" के रूप में, यह उपयोगकर्ता कार्यक्रमों में तार्किक संचालन, डेटा प्रोसेसिंग और निर्देश शेड्यूलिंग को निष्पादित करने के लिए जिम्मेदार है। यह इनपुट सिग्नलों को तुरंत पढ़ सकता है, सीढ़ी आरेख और अन्य प्रोग्राम चला सकता है, गणना परिणामों का मूल्यांकन कर सकता है और आउटपुट मॉड्यूल को नियंत्रण निर्देश भेज सकता है। इसकी गणना गति सीधे पीएलसी की प्रतिक्रिया दक्षता निर्धारित करती है, और मुख्यधारा के औद्योगिक पीएलसी का निर्देश निष्पादन समय माइक्रोसेकंड स्तर तक पहुंच सकता है।

याद:सिस्टम मेमोरी और यूजर मेमोरी में विभाजित। सिस्टम मेमोरी का उपयोग ऑपरेटिंग सिस्टम, ड्राइवर प्रोग्राम और पीएलसी के अन्य मुख्य सॉफ़्टवेयर को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है, जो उपकरण के बुनियादी संचालन को सुनिश्चित करता है। उपयोगकर्ता मेमोरी उपयोगकर्ता लिखित नियंत्रण प्रोग्राम (जैसे उत्पादन प्रक्रिया तर्क, गलती प्रबंधन तंत्र) और अस्थायी डेटा (जैसे डिवाइस ऑपरेटिंग पैरामीटर, गिनती परिणाम), प्रोग्राम संशोधन और अपडेट का समर्थन करने के लिए समर्पित है।

इनपुट/आउटपुट (आई/ओ) मॉड्यूल: पीएलसी और बाहरी उपकरणों के बीच "पुल", जो द्विदिशात्मक सिग्नल रूपांतरण को सक्षम बनाता है। इनपुट मॉड्यूल सेंसर (जैसे फोटोइलेक्ट्रिक स्विच, तापमान सेंसर), बटन, नॉब और अन्य उपकरणों से एनालॉग सिग्नल (जैसे तापमान, दबाव) या डिजिटल सिग्नल (जैसे चालू - बंद सिग्नल) को पीएलसी द्वारा पहचानने योग्य विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है। आउटपुट मॉड्यूल सीपीयू के गणना परिणामों को नियंत्रण संकेतों में परिवर्तित करता है जो बाहरी एक्चुएटर्स (जैसे मोटर, सोलनॉइड वाल्व, संकेतक लाइट) द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जो "धारणा निर्णय निष्पादन" की बंद लूप प्रक्रिया को पूरा करता है।

पावर मॉड्यूल:पूरे पीएलसी सिस्टम के लिए स्थिर कार्यशील शक्ति प्रदान करता है, जो आमतौर पर औद्योगिक साइटों से एसी पावर (जैसे एसी 220 वी) को पीएलसी द्वारा आंतरिक रूप से आवश्यक डीसी पावर (जैसे डीसी 24 वी) में परिवर्तित करता है। जटिल औद्योगिक वातावरण में उपकरणों के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए इसमें ओवरवॉल्टेज और ओवरकरंट सुरक्षा कार्य भी हैं।

संचार मॉड्यूल:पीएलसी और अन्य उपकरणों के बीच अंतरसंबंध का एहसास करता है, PROFINET, Modbus, EtherNet/IP इत्यादि जैसे मुख्यधारा के औद्योगिक संचार प्रोटोकॉल का समर्थन करता है। संचार मॉड्यूल के माध्यम से, PLC को डेटा एक्सचेंज और रिमोट कंट्रोल प्राप्त करने के लिए टच स्क्रीन, औद्योगिक कंप्यूटर, एमईएस सिस्टम (विनिर्माण निष्पादन सिस्टम) या अन्य पीएलसी के साथ नेटवर्क किया जा सकता है, जो बुद्धिमान उत्पादन की नींव रखता है।

पीएलसी के सॉफ्टवेयर सिस्टम को सिस्टम सॉफ्टवेयर और यूजर सॉफ्टवेयर में विभाजित किया गया है। सिस्टम सॉफ़्टवेयर निर्माता द्वारा पहले से इंस्टॉल किया गया है और हार्डवेयर ड्राइवर, प्रोग्राम संकलन और सिस्टम डायग्नोस्टिक्स के लिए जिम्मेदार है। उपयोगकर्ता सॉफ़्टवेयर उत्पादन आवश्यकताओं के आधार पर इंजीनियरों द्वारा लिखा गया एक नियंत्रण प्रोग्राम है। मुख्यधारा प्रोग्रामिंग विधियों में सीढ़ी आरेख (एलडी), संरचित पाठ (एसटी), कार्यात्मक ब्लॉक आरेख (एफबीडी), आदि शामिल हैं। उनमें से, पारंपरिक रिले नियंत्रण सर्किट की विशेषताओं के अनुकरण के कारण सीढ़ी आरेख औद्योगिक साइटों में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली प्रोग्रामिंग विधि बन गई है।

सॉफ़्टवेयर नियंत्रण का मुख्य तर्क "तार्किक संचालन और समय नियंत्रण" है - इंजीनियर प्रोग्रामिंग के माध्यम से उत्पादन प्रक्रिया को तार्किक संबंधों जैसे "AND", "OR", और "NO", या समय नियमों जैसे "विलंब" और "गिनती" में परिवर्तित करते हैं। पीएलसी का सीपीयू उत्पादन प्रक्रिया पर स्वचालित नियंत्रण प्राप्त करने के लिए इन नियमों को पूर्व निर्धारित क्रम में निष्पादित करता है। उदाहरण के लिए, एक बोतलबंद पानी उत्पादन लाइन में, स्वचालित भरने के तर्क को प्रोग्राम को "फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर एक बोतल का पता लगाने पर 0.2 सेकंड की देरी से भरने वाली मशीन शुरू करने और 3 सेकंड के लिए भरने के बाद बंद करने" पर सेट करके पूरा किया जा सकता है।

पीएलसी न केवल एक उपकरण है, बल्कि औद्योगिक नियंत्रण विचारों का अवतार भी है। इसने न केवल उत्पादन प्रक्रिया में "मैनुअल ऑपरेशन" से "तर्क संचालित" तक छलांग लगाई, बल्कि पूरे विनिर्माण उद्योग को बुद्धिमान, लचीले और कुशल विकास की ओर प्रेरित किया।