PLC Proqramlaşdırmada Boolean Məntiqi: FBD Məntiq Qapılarını Anlamaq

Hər PLC proqramı sadə bir konseptə əsaslanır: doğru və ya yanlış şərtlərə əsaslanaraq qərar vermək. Konveyer işə düşsün, mühərrik dayansın, ya da siqnalizasiya işə düşsün, idarəedicisi hərəkətə keçməzdən əvvəl məntiqi qaydalar toplusunu qiymətləndirir. Bu qaydalar rəqəmsal elektronika və kompüter sistemlərində istifadə olunan Boolean məntiqinə əsaslanır.

Funksional Blok Diaqramı (FBD) proqramlaşdırması PLC daxilində Boolean məntiqini vizual şəkildə həyata keçirməyə imkan verir. Elektrik simvollarından istifadə etmək əvəzinə, FBD məntiqi əməliyyatları təmsil edən bir-birinə bağlı bloklardan istifadə edir. Bu yanaşma siqnal axınını vizuallaşdırmağı və girişlərin çıxışlara necə təsir etdiyini anlamağı asanlaşdırır.

Funksional Blok Diaqramlarını Anlamaq

Mühəndislər tez-tez Funksional Blok Diaqramlarını elektron sxemlərlə müqayisə edirlər. Hər blok müəyyən əməliyyatı yerinə yetirir, əlaqə xətləri isə funksiyalar arasında siqnalları daşıyır. Girişlər blokun bir tərəfinə daxil olur, məntiq qiymətləndirilir və nəticədə çıxış növbəti funksiyaya göndərilir.

Şəkil 1. Funksional blok proqramlaşdırmanı öyrənmək üçün istifadə olunan kompakt PLC təlim qurğusu.

Şəkil 1 sadə PLC təlim qurğusunu göstərir. Aparat kiçik olsa da, eyni proqramlaşdırma prinsipləri istehsalat, proses idarəetməsi və materialların daşınması tətbiqlərində istifadə olunan böyük sənaye avtomatlaşdırma sistemlərinə də aiddir.

Məntiq qapılarını araşdırmazdan əvvəl ən sadə FBD proqramını başa düşmək faydalıdır: girişi birbaşa çıxışa birləşdirmək.

Şəkil 2. PLC girişlərini birbaşa çıxışlara birləşdirən əsas funksional blok diaqramı.

Bu nümunədə, PLC sadəcə giriş cihazının vəziyyətini çıxışa ötürür. Bu tip proqramlar sahə kabelləşməsinin və I/O modullarının düzgün işlədiyini yoxlamaq üçün işə salma və diaqnostika zamanı geniş istifadə olunur.

VƏ Məntiqi: Bir neçə Şərtin Tələb Olunması

VƏ qapısı sənaye avtomatlaşdırmasında ən çox istifadə olunan məntiq funksiyalarından biridir. VƏ funksiyası çıxışın aktivləşməsi üçün bütün girişlərin aktiv olmasını tələb edir. Hər hansı bir giriş qeyri-aktiv olduqda, çıxış dərhal söndürülür.

Şəkil 3. Pilləli məntiqdə, strukturlaşdırılmış mətndə və funksional blok diaqramlarında VƏ məntiqinin təsviri.

VƏ məntiqi maşın interlokları üçün geniş istifadə olunur. Bir konveyer mühərriki başlama əmri, sağlam təhlükəsizlik dövrəsi və aşağı axın avadanlığının mövcudluğu təsdiqi tələb edə bilər. PLC mühərrikin işləməsinə icazə verməzdən əvvəl bütün üç şərt doğru olmalıdır.

Bu məntiq avadanlığın zədələnməsinin qarşısını almağa kömək edir və maşınların yalnız təhlükəsiz şərait mövcud olduqda işləməsini təmin edir.

OR Məntiqi: Alternativ Girişləri Qəbul Etmək

AND qapısından fərqli olaraq, OR qapısı çıxışın aktivləşməsi üçün yalnız bir girişin aktiv olmasını tələb edir. Əlavə aktiv girişlər nəticəni dəyişmir, çünki çıxış artıq doğrudur.

Şəkil 4. Pilləli məntiq və funksiya blok diaqramları istifadə edərək OR məntiqinin göstərilməsi.

OR məntiqi tez-tez siqnalizasiya sistemlərində görünür. Maşın siqnalı təhlükəsizlik nasazlığı baş verdikdə, motorun yüklənməsi aşdıqda və ya rabitə xətası aşkarlandıqda aktivləşə bilər. Bu hadisələrin hər biri operatorun diqqətini tələb etdiyindən, OR məntiqi bir neçə nasazlıq vəziyyətini effektiv şəkildə birləşdirməyə imkan verir.

Başqa bir ümumi tətbiq maşının işə salınmasıdır. Operatorlar avadanlığı yerli düymədən və ya HMI ekranından işə sala bilərlər. Hər iki əmri qəbul etmək mümkündür, buna görə OR məntiqi ideal seçimdir.

NOT Məntiqi: Siqnalın Tərsinə Çevrilməsi

NOT qapısı sadə, lakin vacib funksiyanı yerinə yetirir. O, siqnalın vəziyyətini tərsinə çevirir. Əgər giriş doğru (true) olarsa, çıxış yanlış (false) olur. Əgər giriş yanlış olarsa, çıxış doğru olur.

Şəkil 5. Bir çıxış üçün OR məntiqi və digər çıxış üçün NOT məntiqini göstərən nümunə.

NOT məntiqi təhlükəsizlik və nasazlıq monitorinqi tətbiqlərində geniş istifadə olunur. Mühəndislər normal işləmə zamanı aktiv qalmalı olan siqnalları tez-tez izləyirlər. Siqnal gözlənilmədən yox olarsa, kontroller bu dəyişikliyi nasazlıq vəziyyəti kimi şərh edir.

Məsələn, sağlam təhlükəsizlik releyi davamlı olaraq vəziyyət siqnalı verə bilər. NOT məntiqindən istifadə etməklə, PLC siqnalın itirildiyini dərhal müəyyən edə və lazım gələrsə maşını dayandıra bilər.

NAND Məntiqi: AND Funksiyasının Tərsinə Çevrilməsi

NAND məntiqi AND qapısının çıxışına tərsinə çevirici yerləşdirilməklə yaradılır. Çıxışı yandırmaq üçün bütün girişlərin aktiv olması tələb olunmur, NAND məntiqi çıxışı söndürmək üçün bütün girişlərin aktiv olmasını tələb edir.

Şəkil 6. Pilləli məntiq və funksiya blok proqramlaşdırması istifadə edərək NAND məntiqinin tətbiqi.

NAND məntiqini yeni proqramçılar üçün təsəvvür etmək çətin ola bilər, çünki tərsinə çevirmə girişlərdə deyil, çıxışda baş verir. Bu fərqi anlamaq pilləli diaqramlar və funksiya blok diaqramları arasında məntiqi tərcümə edərkən ümumi dizayn səhvlərindən qaçmağa kömək edir.

Təcrübədə, NAND məntiqi avadanlıq müəyyən bir şərtlər kombinasiyası baş verənə qədər aktiv qalmalıdırsa faydalıdır.

NOR Məntiqi və Təhlükəsizlik Dövrələri

NOR məntiqi OR funksiyasını tərsinə çevrilmiş çıxışla birləşdirir. Çıxış yalnız bütün girişlər aktiv olmadıqda aktiv qalır.

Şəkil 7. Təcili dayandırma və təhlükəsizlik dövrələrində geniş istifadə olunan NOR məntiqi.

Təcili dayandırma sistemləri praktik nümunədir. Normal şəraitdə bütün təcili dayandırma düymələri sıfırlanır və təhlükəsizlik dövrəsi enerji ilə təmin olunur. Hər hansı bir təcili dayandırma düyməsinin basılması dərhal təhlükəsizlik zəncirini kəsir və təhlükəli avadanlıqlara gücü kəsir.

Bu təhlükəsizlik dizayn fəlsəfəsi müasir maşın təhlükəsizliyi sistemlərinin təməl daşıdır.

XOR Məntiqi: Girişlər Fərqli Olmalıdır

Eksklüziv VƏ YA, yəni XOR qapısı standart VƏ YA məntiqindən fərqli davranır. Çıxış yalnız bir giriş aktiv, digəri isə passiv olduqda enerji alır.

Şəkil 8. PLC tətbiqində eksklüziv giriş şərtlərini göstərən XOR məntiqi.

Hər iki giriş söndürüldükdə, çıxış da söndürülür. Hər iki giriş yandırıldıqda, çıxış da söndürülür. Çıxış yalnız iki giriş fərqli olduqda aktivləşir.

XOR məntiqi seçici açarlarla, rejim seçimi dövrələri ilə və ehtiyat sensorlarla geniş istifadə olunur. Məsələn, bir maşın ya avtomatik rejimdə, ya da əl rejimində işləmək üçün nəzərdə tutulub, amma heç vaxt hər ikisi eyni anda deyil. XOR məntiqi yalnız bir işləmə rejiminin seçildiyini təsdiqləyə bilər.

PLC proqramlaşdırmasında Boolean məntiqinin əhəmiyyəti

Müasir avtomatlaşdırma sistemləri getdikcə daha mürəkkəbləşsə də, Boolean məntiqi hər bir PLC tətbiqinin əsasını təşkil edir. Məntiq qapıları kontrollerlərə işləmə şərtlərini qiymətləndirməyə, təhlükəsizlik tələblərini tətbiq etməyə, sensor girişlərini emal etməyə və çıxışları proqnozlaşdırıla bilən şəkildə idarə etməyə imkan verir.

Funksiya Bloku Diaqramı proqramlaşdırması bu məntiqi əlaqələrin aydın vizual təsvirini təqdim edir. AND, OR, NOT, NAND, NOR və XOR funksiyalarının necə işlədiyini başa düşməklə mühəndislər daha etibarlı nəzarət sistemləri yarada və mövcud proqramlarda problemləri daha effektiv həll edə bilərlər.

Kiçik müstəqil maşın üzərində və ya böyük sənaye avtomatlaşdırma layihəsində işləməyinizdən asılı olmayaraq, Boolean məntiqini mənimsəmək PLC proqramlaşdırmasında ən dəyərli bacarıqlardan biridir.