Annonse
I produksjonsverdenen er det datamaskiner, og så er det datamaskin automatisering.
Selv om du kanskje tror at du vet alt det er å vite om datamaskiner, har du bare ikke en gang riper i overflaten ved bruk datamaskiner for å automatisere ting til du har brukt en programmerbar logikkkontroller - kjent i automatiseringsbransjen ganske enkelt som en “PLC”. En PLS er ikke annet enn en datamaskin med en prosessor, bortsett fra at arkitekturen er opprettet på en måte som er fokusert på samhandling med omverdenen. Den får informasjon fra omverdenen gjennom innganger - digitale og analoge sensorer, reléer og andre forskjellige dingser. Det samhandler med den virkelige verden gjennom utganger - motorer, ventiler, transportbånd, aktuatorer og mye mer.
I mellom alle inngangene og utgangene er PLC - hjertet til dyret og hjernen bak hele operasjonen. PLS-programmering tar beslutningene basert på innspill fra den virkelige verden, og samhandler deretter umiddelbart med den virkelige verden gjennom utgangene - alt i brøkdeler av et sekund. Dette er egentlig roboter.
Hvor programmering av datamaskin automatisering kom fra
Før datasystemer ble alle produksjonsutstyr manuelt kontrollert. Det det betyr er at en person ville trykke på knappene for å kontrollere enheter direkte. For eksempel kan en operatør trykke på en knapp for å bevege et transportbånd til en flaske er under en tut. Så ville de trykke på en annen knapp for å åpne ventilen og fylle flasken, og deretter trykke på transportknappen igjen. Dette var automatiseringsstadiet som opprinnelig erstattet (og i noen tilfeller reddet) menneskelige hender.
Utviklingen av PLC-programmering kom fra hvordan disse “manuelle” styresystemene ble koblet til. I mange tilfeller var det noen "smarts" som ble lagt inn i de elektriske ledningene for å sikre maskinen. Skjemaene inkluderte inngangstastknapper og utgangskontaktreléer som så ut som på følgende på utskriftene.
Dette er kontaktreléer - det ene kalles "normalt åpent" og det andre "normalt lukket", noe som betyr at man lukker den elektriske kretsen når den er aktivert, og den andre vil åpne den. Reléer kan aktiveres av hva som helst - en trykknapp, en begrensningsbryter truffet av et objekt, etc. På utgangssiden av ledningene vil elektrikere bruke følgende signal for å representere en utgangsspole som kan slå på en motor eller annen enhet.
Med bruk av ikke bare datamaskinprosessorer, men også avanserte sensorenheter som infrarød nærhet og nivåsensorer, er mange av disse "manuelle" prosessene der et menneske fremdeles måtte ta beslutninger, begynte å bli erstattet med programvare for automatisering av datamaskiner i disse høyhastighetsprosessorenhetene som heter PLS.
Så, hva gjør en PLS annerledes enn en vanlig datamaskin? PLS er laget for å sykle raskt, og for å samhandle raskt med omverdenen. Hvis du ser på det første bildet i denne artikkelen av et Allen-Bradley PLC-system, kan du bli overrasket over å vite at bare den helt venstre modulen er den faktiske datamaskinen. Hovedtyngden av “racket” inkluderer forskjellige moduler som samhandler med inngangssensorer eller enheter, og deretter andre moduler for også å kontrollere utgangsenheter.
Da disse systemene ble brukt til å erstatte systemer som pleide å være kablet og vedlikeholdt av elektrikere, måtte kontroll "språket" være noe de elektrikerne kunne forstå. Det var slik “stigelogikk” ble født.
Computer automatisert programmering bruker stigerlogikk
Selv om dette kan endre seg på et tidspunkt i løpet av den nærmeste fremtiden, frem til nå benyttet disse PLS-ene forskjellige versjoner av "stigelogikk." Stigerlogikk er et programmeringsspråk som ser veldig ut som de gamle elektriske diagrammer og elektriske symboler, men det er lagt ut inne i prosessoren i et sekvensielt "program" som styrer alt.
Denne PLS-programmeringen ser ut som et elektrisk skjema, men dette er bare symboler som brukes til å representere en eller annen funksjon. Inngangsreléer undersøker noen sensorer i den virkelige verden, utgangssymbolene slår på eller av en ekte verden, og evt. bokser i midten representerer forskjellige matematiske beregninger eller andre "funksjoner", akkurat som du ville hatt på en hvilken som helst annen datamaskin programvare.
De er lagt ut på “rungs” i programmet - og alle rungs skannes nesten samtidig. Hvis du tenker på hvordan dataprogrammerere er vant til å skrive sekvensielle programmer der skriptet er behandlet en linje om gangen - det kan ta litt tid å bli vant til å skrive et program der alt skjer alt samtidig.
Men hvis du vurderer hvor raskt en automatisert "robot" må svare på enhver endring i den virkelige verden, kan du se hvorfor denne raske skanningstiden er kritisk.
Når det gjelder de høye volumet, presise kravene fra den høyteknologiske produksjonsverdenen i dag, kan du se hvorfor disse høyhastighetsprogrammerbare datamaskinene er kjernen i det som gir enhver produsent en konkurransedyktig fordel.
Automatisering av enhver prosess innebærer å forstå prosessen, forstå maskineriet og deretter tenke som en dataprogrammerer, slik at du kan fortelle at PLS nøyaktig hvordan de skulle gjøre det 2 eller 3 mennesker tidligere måtte gjøre med hånd.
Enda bedre, når du først har brukt en datamaskin til å gjøre disse tingene, kan du også foreta øyeblikkelige målinger, gjennomføre tester og samle inn data slik at informasjon umiddelbart blir tilgjengelig for deg i en database eller på en nettbasert vise.
Har du noen gang hatt en sjanse til å samhandle med automatiserte PLS-kontrollerte systemer? Er du en PLC-programmerer? Del tankene og erfaringene dine om denne teknologien i kommentarfeltet nedenfor.
Bildekreditt: Sistemart, Elmschrat, Nuno Nogueira
Ryan har en BSc-grad i elektroteknikk. Han har jobbet 13 år innen automatisering, 5 år innen IT, og er nå en applikasjonsingeniør. Han er tidligere administrerende redaktør for MakeUseOf, han snakket på nasjonale konferanser om datavisualisering og har blitt omtalt på nasjonal TV og radio.
