PLC dasturlashda Boolean mantiqi: FBD mantiq eshiklarini tushunish

Har bir PLC dasturi oddiy tushunchaga asoslanadi: rost yoki yolg‘on shartlarga asoslangan qarorlar qabul qilish. Konveyor ishga tushadimi, motor to‘xtaydimi yoki signalizatsiya yoqiladimi, boshqaruvchi harakat qilishdan oldin mantiqiy qoidalar to‘plamini baholaydi. Ushbu qoidalar Boolean mantiqiga asoslangan bo‘lib, ular raqamli elektronika va kompyuter tizimlarida ham qo‘llaniladi.

Funktsiya Blok Diagrammasi (FBD) dasturlash PLC ichida Boolean mantiqini vizual tarzda amalga oshirish imkonini beradi. Elektr belgilariga tayanish o‘rniga, FBD mantiqiy operatsiyalarni ifodalovchi bog‘langan bloklardan foydalanadi. Bu yondashuv signal oqimini ko‘rishni osonlashtiradi va kirishlarning chiqishga qanday ta'sir qilishini tushunishga yordam beradi.

Funktsiya Blok Diagrammalarini tushunish

Muhandislar ko‘pincha Funktsiya Blok Diagrammalarini elektron sxemalarga qiyoslaydilar. Har bir blok ma'lum bir operatsiyani bajaradi, ulovchi chiziqlar esa funksiyalar orasida signallarni olib boradi. Kirishlar blokning bir tomoniga kiradi, mantiq baholanadi va natijaviy chiqish keyingi funksiyaga yuboriladi.

1-rasm. Funktsiya blok dasturlashni o‘rganish uchun mo‘ljallangan ixcham PLC o‘quv to‘plami.

1-rasm oddiy PLC o‘quv to‘plamini ko‘rsatadi. Uskuna kichik bo‘lsa-da, shu dasturlash tushunchalari ishlab chiqarish, jarayon nazorati va materiallarni boshqarish sohalarida ishlatiladigan katta sanoat avtomatlashtirish tizimlariga ham tegishlidir.

Mantiqiy eshiklarni o‘rganishdan oldin eng oddiy FBD dasturini tushunish foydalidir: kirishni to‘g‘ridan-to‘g‘ri chiqishga ulash.

2-rasm. PLC kirishlarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri chiqishlarga ulovchi asosiy funktsiya blok diagrammasi.

Ushbu misolda, PLC kirish qurilmasining holatini chiqishga uzatadi. Bunday dastur ishga tushirish va nosozliklarni aniqlash vaqtida maydon simlarini va I/O modullarining to‘g‘ri ishlashini tekshirish uchun keng qo‘llaniladi.

VA mantiqi: bir nechta shartlarni talab qilish

VA eshigi sanoat avtomatlashtirishida eng ko'p ishlatiladigan mantiqiy funksiyalardan biridir. VA funksiyasi chiqish kuchlanishini yoqishdan oldin barcha kirishlar faol bo‘lishini talab qiladi. Agar biror kirish faol bo‘lmasa, chiqish darhol o‘chadi.

3-rasm. VA mantiqi zinapoya mantiqi, tuzilgan matn va funktsiya blok diagrammalarida ifodalangan.

VA mantiqi mashina o'zaro blokirovkalarida keng qo'llaniladi. Konveyor motoriga ishga tushirish buyrug'i, sog'lom xavfsizlik sxemasi va pastki uskunaning mavjudligi tasdiqlanishi talab qilinishi mumkin. PLC motorni ishga tushirishga ruxsat berishdan oldin barcha uchta shart bajarilishi kerak.

Ushbu mantiq uskunalarning shikastlanishini oldini olishga yordam beradi va mashinalar faqat xavfsiz sharoitlar mavjud bo'lganda ishlashini ta'minlaydi.

OR mantiqi: muqobil kirishlarni qabul qilish

AND eshigidan farqli o‘laroq, OR eshigi chiqishni faollashtirish uchun faqat bitta kirish faol bo‘lishini talab qiladi. Qo‘shimcha faol kirishlar natijani o‘zgartirmaydi, chunki chiqish allaqachon rost.

4-rasm. Zinapoya mantiqi va funktsional blok diagrammalari yordamida OR mantiqini ko‘rsatish.

OR mantiqi signalizatsiya tizimlarida tez-tez uchraydi. Mashina signalizatsiyasi xavfsizlik nosozligi yuzaga kelganda, motor ortiqcha yuklanganda yoki aloqa xatosi aniqlanganda faollashishi mumkin. Ushbu voqealarning har biri operator e'tiborini talab qilgani uchun OR mantiqi bir nechta nosozlik holatlarini samarali birlashtirish usulini taqdim etadi.

Yana bir keng tarqalgan qo‘llanilish mashina ishga tushirishdir. Operatorlar uskunani mahalliy tugma yoki HMI ekranidan ishga tushirishi mumkin. Har ikkala buyruq ham maqbul bo‘lib, OR mantiqini ideal tanlovga aylantiradi.

NOT mantiqi: signalni inkor qilish

NOT eshigi oddiy, ammo muhim vazifani bajaradi. U signal holatini teskari qiladi. Agar kirish rost bo‘lsa, chiqish yolg‘on bo‘ladi. Agar kirish yolg‘on bo‘lsa, chiqish rost bo‘ladi.

5-rasm. Bitta chiqish uchun OR mantiqini va boshqa chiqish uchun NOT mantiqini ko‘rsatadigan misol.

NOT mantiqi xavfsizlik va nosozlik monitoringi ilovalarida keng qo‘llaniladi. Muhandislar odatda normal ishlash davomida faol bo‘lishi kerak bo‘lgan signallarni kuzatadilar. Signal kutilmaganda yo‘qolsa, boshqaruvchi o‘zgarishni nosozlik holati sifatida talqin qiladi.

Masalan, sog‘lom xavfsizlik rele doimiy ravishda holat signalini taqdim etishi mumkin. NOT mantiqidan foydalanib, PLC signal yo‘qolganini darhol aniqlay oladi va zarur bo‘lsa, mashinani to‘xtatadi.

NAND mantiqi: AND funksiyasini inkor qilish

NAND mantiqi AND eshigining chiqishiga inkor qiluvchi joylashtirish orqali yaratiladi. Chiqishni yoqish uchun barcha kirishlar talab qilinmaydi, balki NAND mantiqi chiqishni o‘chirish uchun barcha kirishlarni talab qiladi.

6-rasm. Zinapoya mantiqi va funktsional blok dasturlash yordamida NAND mantiqini amalga oshirish.

NAND mantiqini yangi dasturchilar uchun tasavvur qilish qiyin bo'lishi mumkin, chunki inkor qilish chiqishda sodir bo'ladi, kirishlarda emas. Ushbu farqni tushunish zinapoya diagrammalari va funktsional blok diagrammalari o'rtasida mantiqni tarjima qilishda keng tarqalgan dizayn xatolaridan qochishga yordam beradi.

Amalda, NAND mantiqi uskunalar ma'lum shartlar kombinatsiyasi yuzaga kelguncha faol bo'lib turishi kerak bo'lganda foydalidir.

NOR mantiqi va xavfsizlik sxemalari

NOR mantiqi OR funksiyasini teskari chiqishi bilan birlashtiradi. Chiqish faqat barcha kirishlar faol bo'lmaganda faol bo'lib qoladi.

7-rasm. Favqulodda to‘xtatish va xavfsizlik sxemalarida keng qo‘llaniladigan NOR mantiqi.

Favqulodda to‘xtatish tizimlari amaliy misol bo‘lib xizmat qiladi. Oddiy sharoitda barcha favqulodda to‘xtatish tugmalari tiklangan va xavfsizlik sxemasi faollashtirilgan bo‘ladi. Har qanday favqulodda to‘xtatish tugmasini bosish xavfli uskunalardan quvvatni darhol uzadi va xavfsizlik zanjirini uzadi.

Bu ishonchli dizayn falsafasi zamonaviy mashina xavfsizlik tizimlarining asosidir.

XOR mantiqi: Kirishlar farq qilishi kerak bo‘lganda

Eksklyuziv OR yoki XOR eshigi standart OR mantiqidan farq qiladi. Chiqish faqat bitta kirish faol va ikkinchisi faol bo‘lmaganda yoqiladi.

8-rasm. PLC dasturida XOR mantiqi eksklyuziv kirish sharoitlarini ko‘rsatmoqda.

Agar ikkala kirish ham o‘chirilgan bo‘lsa, chiqish ham o‘chirilgan bo‘ladi. Agar ikkala kirish ham yoqilgan bo‘lsa, chiqish ham o‘chirilgan bo‘ladi. Chiqish faqat ikkita kirish farq qilganda faollashadi.

XOR mantiqi odatda tanlov kalitlari, rejim tanlash sxemalari va zaxira sensorlar bilan qo‘llaniladi. Masalan, mashina avtomatik rejimda yoki qo‘lda rejimda ishlash uchun mo‘ljallangan, lekin ikkala rejim bir vaqtda ishlamasligi kerak. XOR mantiqi faqat bitta ish rejimi tanlanganligini tekshirishi mumkin.

Nima uchun PLC dasturlashda Boolean mantiqi muhim

Zamonaviy avtomatizatsiya tizimlari tobora murakkablashgan bo‘lsa-da, Boolean mantiqi har bir PLC dasturining yuragi hisoblanadi. Mantiqiy eshiklar boshqaruvchilarni ish sharoitlarini baholash, xavfsizlik talablarini bajarish, sensor kirishlarini qayta ishlash va chiqishlarni oldindan aytib bo‘ladigan tarzda boshqarishga imkon beradi.

Funksiya Blok Diagrammasi dasturlash bu mantiqiy munosabatlarning aniq vizual tasvirini taqdim etadi. AND, OR, NOT, NAND, NOR va XOR funksiyalarining qanday ishlashini tushunish orqali muhandislar ishonchli boshqaruv tizimlarini yaratishi va mavjud dasturlarni samaraliroq nosozliklarni bartaraf etishi mumkin.

Siz kichik mustaqil mashina ustida yoki katta sanoat avtomatizatsiyasi loyihasida ishlayotgan bo‘lsangiz ham, Boolean mantiqini mukammal o‘zlashtirish PLC dasturlashdagi eng qimmatli ko‘nikmalardan biridir.