Sanoat avtomatlashtirish ilovalari uchun OpenPLC yordamida matematik amallar bajarish

Dasturlashtiriladigan mantiqiy boshqaruvchilar oddiy yoqish/o‘chirish qarorlarini bajarishdan ancha ko‘proq ish qiladi. Zamonaviy avtomatlashtirish tizimlari xom sensor signallarini muhandislik birliklariga aylantirish, jarayon o‘zgaruvchilarini tartibga solish, ishlab chiqarish ma’lumotlarini kuzatish, samaradorlik ko‘rsatkichlarini hisoblash va real vaqtli boshqaruv qarorlarini qo‘llab-quvvatlash uchun doimiy ravishda matematik hisob-kitoblarni bajaradi.

Qadoqlash mashinasini boshqarish, suvni tozalash inshootini monitoring qilish, ishlab chiqarish liniyasini ishlatish yoki tarqatilgan jarayon tizimini boshqarish bo‘lsin, matematik funksiyalar sanoat avtomatlashtirishining asosiy qismi bo‘lib qoladi.

OpenPLC muhandislarga ushbu hisob-kitoblarni boshqaruv dasturida to‘g‘ridan-to‘g‘ri bajarishga imkon beruvchi keng qamrovli arifmetik funksiyalar bloklari to‘plamini taqdim etadi. Alohida ko‘rsatmalar oddiy ko‘rinishi mumkin bo‘lsa-da, ularning amaliy qo‘llanilishi deyarli har bir sanoat sohasini qamrab oladi.

Analog uzatuvchilarni masshtablashdan tortib ishlab chiqarish samaradorligini hisoblashgacha, matematik amallar xom ma’lumotlarni operatorlar va boshqaruv tizimlari foydalanishi mumkin bo‘lgan mazmunli ma’lumotlarga aylantirishga yordam beradi.

OpenPLC ochiq manbali platforma bo‘lsa-da, bir xil matematik tushunchalar tijorat avtomatlashtirish tizimlariga, jumladan Allen-Bradley ControlLogix, Siemens SIMATIC S7, ABB PLC tizimlari va zamonaviy ishlab chiqarish korxonalarida uchraydigan boshqa ko‘plab sanoat boshqaruvchilariga ham tegishlidir.

Shu sababli, ushbu ko‘rsatmalarning qanday ishlashini tushunish ishlatilayotgan PLC platformasidan qat’i nazar foydalidir.

Nima uchun matematik funksiyalar sanoat avtomatlashtirishida muhim

Ko‘plab yangi PLC dasturchilari boshida boshqaruvchilarni motorlarni ishga tushirish, klapanlarni faollashtirish yoki tugmachalarga javob berish kabi diskret mantiqiy amallar bilan bog‘laydi. Ushbu funksiyalar muhim bo‘lsa-da, sanoat avtomatlashtirishining katta qismi raqamli hisob-kitoblarga tayanadi.

Har kuni PLClar minglab matematik amallarni bajaradi, jumladan:

• Haroratni aylantirish
• Bosim hisoblash
• Oqim o'lchovlari
• Tank darajasini monitoring qilish
• Motor tezligini hisoblash
• Ishlab chiqarish hisoblash
• Energiya iste’molini kuzatish
• Sifat nazorati o‘lchovlari
• Jarayonlarni optimallashtirish tartiblari
• Uskunalar ishlashini monitoring qilish

Matematik ko‘rsatmalarsiz sanoat boshqaruvchilari faqat oddiy rele almashtirish funksiyalari bilan cheklangan bo‘lardi.

Zamonaviy avtomatlashtirish tizimlari esa jarayon sharoitlarini doimiy baholash va aqlli operatsion qarorlar qabul qilishga qodir kuchli real vaqtli hisoblash platformalari sifatida ishlaydi.

Ushbu imkoniyat ayniqsa PLC tizimlarini Sanoat HMI Platformalari, SCADA dasturlari, tarixchilar va korporativ hisobot tizimlari bilan integratsiya qilganda muhim ahamiyat kasb etadi.

Aniq matematik hisob-kitoblar operatorlarga ishonchli ma’lumotlarni taqdim etishini va boshqaruv qarorlarining ma’noli muhandislik ma’lumotlariga asoslanganligini ta’minlaydi.

PLC Hisob-kitoblarini Bajarmasdan Oldin Ma’lumot Turlarini Tushunish

Alohida matematik funksiyalarni o‘rganishdan oldin, PLC dasturlashda ma’lumot turlarining rolini tushunish muhimdir.

Har bir matematik amal boshqaruvchining ishlatadigan ma’lumot formatiga bog‘liq.

OpenPLC butun sonlar va suzuvchi nuqta sonlari kabi bir nechta keng tarqalgan raqamli ma’lumot turlarini qo‘llab-quvvatlaydi.

Eng ko‘p ishlatiladigan turlar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• INT (16-bitli butun son)
• DINT (32-bitli butun son)
• REAL (suzuvchi nuqtali qiymat)

Har bir ma’lumot turi turli maqsadlarni bajaradi.

Butun son qiymatlar samarali va kamroq xotira talab qiladi, bu ularni ishlab chiqarish hisoblari, mashina holatlari va butun sonli hisob-kitoblar uchun mos qiladi.

REAL qiymatlar o‘nlik aniqlikni ta’minlaydi va harorat, bosim, oqim tezligi va tezlik o‘lchovlari kabi jarayon o‘zgaruvchilari uchun keng qo‘llaniladi.

OpenPLC ning afzalliklaridan biri ma’lumot turlarini qat’iy boshqarishidir.

Ba’zi PLC platformalaridan farqli o‘laroq, ular bajarilish vaqtida qiymatlarni avtomatik o‘zgartirsa, OpenPLC matematik amallar davomida ma’lumotlardan izchil foydalanishni rag‘batlantiradi.

Bu yondashuv kutilmagan natijalarni kamaytirishga va dastur ishonchliligini oshirishga yordam beradi.

Masalan, butun son va suzuvchi nuqta hisob-kitoblarini aralashtirish muammolarni aniqlashda qiyin bo‘ladigan yaxlitlash xatolarini keltirib chiqarishi mumkin.

Ma’lumot turlarining izchil saqlanishi avtomatlashtirish tizimi bo‘ylab hisoblash natijalarining oldindan aytib bo‘linadigan bo‘lishini ta’minlashga yordam beradi.

1-rasm. OpenPLC sanoat avtomatlashtirish hisob-kitoblari uchun ishlatiladigan arifmetik funksiya bloklari kutubxonasini o‘z ichiga oladi.

Matematik Amallar Haqiqiy Sanoat Jarayonlarini Qanday Qo‘llab-quvvatlaydi

Sanoat korxonalari xom sensor qiymatlarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri kamdan-kam hollarda ishlatadi.

Ko‘pgina maydon qurilmalari foydali jarayon ma’lumotlariga aylanishi uchun o‘zgartirishni talab qiladigan elektr signallarini hosil qiladi.

Bosim uzatuvchi 0 dan 100 psi gacha bo‘lgan diapazonni ifodalovchi 4-20 mA signalini chiqarishi mumkin. Harorat uzatuvchi 0°C dan 400°C gacha bo‘lgan haroratlarni ifodalashi mumkin. Oqim o‘lchagich operatorlar to‘g‘ri talqin qilishi uchun o‘lchovlarni masshtablashni talab qiladigan qiymatlarni taqdim etishi mumkin.

Matematik ko‘rsatmalar bu o‘zgartirishlarni avtomatik ravishda bajaradi.

PLC xom ma’lumotlarni qabul qiladi, arifmetik amallarni qo‘llaydi va ko‘rsatish, boshqarish, signal berish va hisobot berish uchun ma’noli muhandislik qiymatlarini yaratadi.

Bu jarayon doimiy ravishda, ko‘pincha soniyasiga minglab marta sodir bo‘ladi.

Sanoat operatsiyalari tobora ko‘proq ma’lumotlarga asoslangan bo‘lib borayotganligi sababli, matematik ishlov berish zamonaviy PLC platformalarida bajariladigan eng muhim funksiyalardan biriga aylandi.

Qo‘shish (ADD) Funksiya Bloki

Qo‘shish OpenPLC ichidagi eng asosiy matematik amallardan biridir. Garchi tushunchasi oddiy bo‘lsa-da, qo‘shish sanoat avtomatlashtirish tizimlarida muhim rol o‘ynaydi.

ADD funksiyasi ikki yoki undan ortiq raqamli qiymatlarni birlashtirib, bitta chiqish natijasini hosil qiladi.

Muhandislar ko‘pincha qo‘shishni quyidagilar uchun ishlatadilar:

• Ishlab chiqarish hisoblarini umumlashtirish
• Yig‘ilgan oqimni hisoblash
• Sensor o‘lchovlarini birlashtirish
• Ishlash vaqtini yig‘ish
• Energiya sarfini kuzatish
• Partiya ishlab chiqarish ma’lumotlarini boshqarish

2-rasm. ADD funksiyasi bir nechta raqamli qiymatlarni bitta hisoblangan natijaga birlashtiradi.

Sanoatda keng tarqalgan qo‘llanmalardan biri ishlab chiqarish hisobini yuritishdir.

Bir nechta stansiyalardan iborat qadoqlash liniyasini tasavvur qiling. Har bir stansiya smena davomida qayta ishlangan mahsulotlar sonini qayd etadi. ADD buyrug‘i ushbu qiymatlarni birlashtirib, operator interfeysida ko‘rinadigan umumiy ishlab chiqarish hisobini yaratishi mumkin.

Energiya monitoring tizimlari ham bir nechta mashina yoki ishlab chiqarish hududlari bo‘ylab umumiy elektr energiyasi sarfini hisoblash uchun shunday usullarni qo‘llaydi.

Jarayon sanoatlarida qo‘shish funksiyalari ko‘pincha bir nechta oqimlar umumiy jarayon birligiga hissa qo‘shadigan oqim yig‘ish dasturlarini qo‘llab-quvvatlaydi.

Ayirish (SUB) Funksiya Bloki

Qo‘shish qiymatlarni birlashtirsa, ayirish ikki raqamli miqdor orasidagi farqni aniqlaydi. SUB funksiyasi sanoat avtomatlashtirishida eng ko‘p ishlatiladigan arifmetik ko‘rsatmalardan biridir, chunki ko‘plab boshqaruv qarorlari og‘ishlar, ofsetlar va xatolik hisoblashlarga bog‘liq.

Jarayon boshqaruvi muhitida muhandislar ko‘pincha haqiqiy jarayon qiymatini maqsadli belgilangan qiymat bilan solishtiradilar. Ushbu ikki qiymat orasidagi farq jarayon xatoligini ifodalaydi.

Ushbu xatolik hisoblash ko‘plab avtomatik boshqaruv strategiyalarining asosini tashkil etadi.

Ayirishning sanoatdagi keng tarqalgan qo‘llanmalari quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Belgilangan qiymat va jarayon qiymatini solishtirish
• Harorat og‘ishlarini monitoring qilish
• Tank inventarizatsiyasini hisoblash
• Ishlab chiqarish maqsadlarini kuzatish
• Sifat ruxsatnomalarini tahlil qilish
• Material sarfini hisoblash
• Pozitsiya xatoliklarini hisoblash

3-rasm. SUB buyrug‘i ikki qiymat orasidagi farqni hisoblaydi va jarayon xatoliklarini aniqlashda keng qo‘llaniladi.

Haroratni boshqarish dasturini ko‘rib chiqing. Jarayon reaktori uchun maqsadli harorat 180°C bo‘lishi mumkin. Agar haqiqiy harorat 172°C ni tashkil etsa, boshqaruvchi 8°C xatolikni hisoblaydi.

Bu ma’lumot keyinchalik qaysi miqdorda isitish energiyasi qo‘llanilishi kerakligini aniqlaydigan boshqaruv algoritmiga uzatilishi mumkin.

Ayirish ishlab chiqarishni boshqarish tizimlarida ham keng qo‘llaniladi.

Masalan, agar ishlab chiqarish buyurtmasi 10 000 birlikni talab qilsa va joriy hisob 7 350 birlik bo‘lsa, qolgan miqdor SUB buyrug‘i yordamida darhol hisoblanishi mumkin.

Ushbu oddiy ko'rinadigan hisoblashlar avtomatlashtirish tizimlari real vaqt ishlab chiqarish panellari va samaradorlik hisobotlarini yaratganda muhim ahamiyat kasb etadi.

Ko'paytirish (MUL) funktsiya bloki

Ko'paytirish PLC dasturlashda mavjud bo'lgan eng kuchli matematik amallardan biridir, chunki u muhandislarga jarayon qiymatlarini masshtablash, aylantirish va o'zgartirish imkonini beradi.

Sanoat avtomatlashtirishda xom sensor signallari kamdan-kam hollarda to'g'ridan-to'g'ri muhandislik birliklariga mos keladi.

Buning o'rniga, ma'lumot ma'noli bo'lishidan oldin masshtab omillari qo'llanilishi kerak.

MUL ko'rsatmasi ushbu masshtablash munosabatlarini qo'llash uchun oddiy usulni taqdim etadi.

Eng ko'p qo'llaniladigan ilovalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Analog signalni masshtablash
• Muhandislik birliklarini aylantirish
• Ishlab chiqarish tezligini hisoblash
• Mashina tezligi hisoblashlari
• Energiya sarfini tahlil qilish
• Oqim koeffitsienti hisoblashlari
• Momentni baholash

4-rasm. Ko'paytirish PLC dasturlariga sensor kirishlarini masshtablash va muhandislik qiymatlarini hisoblash imkonini beradi.

Tasavvur qiling, bosim uzatuvchi 0 dan 100 gacha bo'lgan raqamli qiymatga aylantirilgan signalni ishlab chiqarmoqda. Agar jarayon hisoblashida ushbu qiymatni boshqa muhandislik diapazoniga aylantirish talab qilinsa, ko'paytirish kerakli masshtab omilini qo'llashi mumkin.

Ko'paytirish ishlab chiqarish tahlillarida ham muhim rol o'ynaydi.

Konveyer tizimi har daqiqada sensor orqali o'tayotgan mahsulotlar sonini kuzatishi mumkin. Ushbu qiymatni mahsulot og'irligi bilan ko'paytirish PLCga material oqimini avtomatik hisoblash imkonini beradi.

Ishlab chiqarish korxonalari samaradorlikni nazorat qilish va ishlab chiqarish samaradorligini optimallashtirish uchun ushbu hisoblashlarga tobora ko'proq tayanmoqda.

Zamonaviy tizimlar Sanoat HMI Platformalari va ishlab chiqarish hisobot dasturlari bilan integratsiyalashgan holda ko'paytirishga asoslangan hisoblashlardan operator panellari va boshqaruv hisobotlarini yaratishda keng foydalanadi.

Sensor masshtablash: PLC matematikasining eng muhim ilovalaridan biri

Barcha sanoat avtomatlashtirish hisoblashlari orasida sensor masshtablash eng keng tarqalganlaridan biridir.

Amalda har bir jarayon ob'ekti analog o'lchovlarga tayanadi.

Ushbu o'lchovlar ko'pincha quyidagilardan kelib chiqadi:

• Bosim uzatuvchilari
• Oqim uzatuvchilari
• Harorat sensorlari
• Daraja uzatuvchilari
• Vibratsiya monitoring tizimlari
• Quvvat monitoring uskunalari
• Tezlik fikslari qurilmalari

Ushbu qurilmalar tomonidan ishlab chiqarilgan xom qiymatlar odatda operatorlar ularni to'g'ri talqin qilishdan oldin arifmetik ishlov berishni talab qiladi.

Masshtablash hisoblashlari ko'pincha ko'paytirish va bo'lish ko'rsatmalarining kombinatsiyasini o'z ichiga oladi.

Masalan, daraja uzatuvchi 0 dan 32767 gacha bo'lgan qiymatni ishlab chiqarishi mumkin. PLC bu qiymatni ma'noli tank darajasi foiziga aylantirishi kerak.

Ushbu aylantirish jarayoni ko'p jihatdan arifmetik funktsiya bloklariga tayanadi.

Ushbu hisoblashlarsiz operatorlar foydali jarayon ma'lumotlari o'rniga ma'nosiz raqamli qiymatlarni ko'rishardi.

Bo‘linish (DIV) Funksiya Bloki

Bo‘linish sanoat avtomatlashtirish tizimlarida keng qo‘llaniladigan yana bir muhim arifmetik amaldir.

Ko‘paytirish qiymatlarni o‘lchov omiliga ko‘ra oshirsa, bo‘linish qiymatlarni proporsional ravishda kamaytiradi.

DIV buyrug‘i ko‘pincha nisbatlar, o‘rtachalar, aylantirishlar va muhandislik birliklari hisoblashlarida ishlatiladi.

Oddiy sanoat ilovalari quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Birliklarni aylantirish hisoblashlari
• O‘rtacha qiymatlarni hisoblash
• Samaradorlik tahlili
• Ishlab chiqarish tezligini hisoblash
• Oqimni normallashtirish
• Tezlik aylantirishlari
• Samaradorlik ko‘rsatkichlari

5-rasm. Bo‘linish muhandislik birliklarini aylantirish va samaradorlik hisoblashlarida keng qo‘llaniladi.

O‘rtacha ishlab chiqarish tezligini hisoblash keng tarqalgan misollardan biridir.

Agar ishlab chiqarish liniyasi sakkiz soatlik smenada 12 000 dona mahsulot ishlab chiqarsa, umumiy ishlab chiqarishni ishlash soatlariga bo‘lish soatiga o‘rtacha 1 500 dona ishlab chiqarish tezligini beradi.

Operatsiyalar boshqaruvchilari ko‘pincha uskunalar samaradorligini baholash va jarayonni yaxshilash imkoniyatlarini aniqlash uchun ushbu ma’lumotlardan foydalanadilar.

Bo‘linish jarayon muhandisligi hisoblashlarida, oqim tezligi, konsentratsiya o‘lchovlari va energiya sarfi ko‘rsatkichlarida ham muhim rol o‘ynaydi.

Ushbu hisoblashlar zamonaviy ishlab chiqarish korxonalarida operatsion samaradorlik va barqarorlik tashabbuslarini qo‘llab-quvvatlaydi.

O‘zgaruvchan chastotali drayver ilovalari orqasidagi matematika

O‘zgaruvchan chastotali drayverlar (VFD) arifmetik hisoblashlarning muhim sohasini tashkil etadi.

Ko‘plab sanoat drayver tizimlari tezlikni foiz, chastota yoki muhandislik birliklarida ifodalangan referenslar yordamida boshqaradi.

PLC ko‘pincha buyruqlarni drayverga uzatishdan oldin matematik aylantirishlarni bajaradi.

Masalan, operator HMI orqali konveyer tezligini daqiqasiga 45 metr sifatida kiritishi mumkin. PLC bu muhandislik qiymatini drayver uchun mos chastota buyruqiga aylantirishi kerak.

Bu aylantirish ko‘pincha ko‘paytirish va bo‘lish buyruqlari kombinatsiyasini talab qiladi.

O‘zgaruvchan chastotali drayverlar, servo tizimlar va harakat boshqaruv platformalarini o‘z ichiga olgan ilovalar aniq arifmetik ishlov berishga katta tayanadi, bu esa mashinaning aniq ishlashini ta’minlaydi.

Hatto kichik hisoblash xatolari ham tezlikni boshqarish, joylashuv aniqligi va umumiy mashina samaradorligida sezilarli farqlar keltirib chiqarishi mumkin.

Modulo (MOD) Funksiya Bloki

OpenPLCdagi mavjud matematik buyruqlar orasida MOD funksiyasi yangi dasturchilar tomonidan eng kam tushuniladiganlardan biridir. Biroq, tajribali boshqaruv muhandislari mashina ketma-ketligi, indekslash operatsiyalari va siklik ishlab chiqarish jarayonlarida ko‘pincha modulo hisoblashlardan foydalanadilar.

MOD buyrug‘i bo‘linmaning qoldig‘ini qaytaradi.

Masalan:

• 10 MOD 3 = 1
• 20 MOD 4 = 0
• 17 MOD 5 = 2

Bu oddiy ko‘rinishi mumkin bo‘lsa-da, modul mantiq takrorlanuvchi mashina harakatlari aniq intervalda bajarilishi kerak bo‘lganda juda qimmatli bo‘ladi.

6-rasm. MOD ko‘rsatmasi bo‘linishdan qolgan qoldiqni qaytaradi va indekslash hamda ketma-ketlik ilovalarida keng qo‘llaniladi.

MOD mantiqining sanoat ilovalari

Ishlab chiqarish uskunalari ko‘pincha oldindan belgilangan tsikllarga amal qiluvchi takrorlanuvchi operatsiyalarni bajaradi.

Misollar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Aylanuvchi indekslash stollari
• Ko‘p boshli to‘ldirish mashinalari
• Qadoqlash tizimlari
• Palletlash uskunalari
• Yig‘ish liniyasi stansiyalari
• Avtomatlashtirilgan saqlash tizimlari
• Batch ishlab chiqarish ketma-ketliklari

Sakkiz ish stansiyasi bo‘lgan aylanuvchi indekslash stolini ko‘rib chiqing.

Har safar stol aylanganda, hisoblagich birga oshadi.

MOD 8 dan foydalanish PLCga faol stansiya pozitsiyasini avtomatik aniqlash imkonini beradi.

Hisoblagichlarni doimiy qayta tiklash o‘rniga, muhandislar modul hisoblashlardan foydalanib, mashina tsikli davomida pozitsiyalarni samarali kuzatishlari mumkin.

Ushbu yondashuv dastur soddaligini oshiradi va keraksiz boshqaruv mantiqini kamaytiradi.

Qadoqlash tizimlari ham modul hisoblashlardan davriy harakatlarni ishga tushirish uchun foydalanadi.

Masalan, har o‘nchi mahsulot sifat tekshiruvini talab qilishi mumkin. MOD 10 bilan birlashtirilgan hisoblagich tekshiruv tartibining qachon ishga tushishini aniq aniqlaydi.

Ushbu texnika takrorlanuvchi harakatlar aniq intervalda bajarilishi kerak bo‘lgan avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish liniyalarida tez-tez uchraydi.

Ishlab chiqarishni kuzatish va sifatni ta’minlash ilovalari

Modul funksiyalari ishlab chiqarish sifat strategiyalarini amalga oshirishda ayniqsa foydalidir.

Ko‘plab ishlab chiqaruvchilar har bir mahsulotni tekshirish o‘rniga namunaviy tekshiruvlar o‘tkazadilar.

Modul hisoblashlardan foydalanib, PLC tekshiruv intervalini avtomatik tanlashi mumkin.

Misollar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Har 10-mahsulotda
• Har 25-paketda
• Har 50-assemblyda
• Har 100-batchda

Ushbu usul tekshiruv xarajatlarini kamaytirib, sifat namunalarini doimiy ta’minlaydi.

Ishlab chiqarish muhandislari ko‘pincha MOD ko‘rsatmalarini hisoblagichlar, ma’lumotlarni yozish tizimlari va HMI interfeyslari bilan birlashtirib, avtomatlashtirilgan sifat nazorati tartiblarini yaratadilar.

Daraja (EXPT) Funksiya Bloki

EXPT ko‘rsatmasi qiymatni belgilangan darajaga ko‘tarish orqali eksponensial hisoblashlarni bajaradi.

Daraja hisoblashlari oddiy arifmetik funksiyalarga qaraganda kamroq uchrasa-da, ular muhandislik, ilmiy va jarayon nazorati ilovalarida muhim ahamiyatga ega.

EXPT ko‘rsatmasi quyidagi formatga ega:

Natija = Asos ^ Daraja

Misollar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• 2² = 4
• 5² = 25
• 10³ = 1000

7-rasm. EXPT ko‘rsatmasi muhandislik va jarayon ilovalarida ishlatiladigan eksponensial hisoblashlarni bajaradi.

Eksponensial Hisoblashlar uchun Muhandislik Ilovalari

Eksponensial funksiyalar ko‘plab sanoat muhandisligi sohalarida uchraydi.

Misollar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Oqim hisoblashlari
• Nasos ishlashini modellashtirish
• Energiya sarfini tahlil qilish
• Issiqlik uzatish hisoblashlari
• Kimyoviy jarayon modellashtirish
• Bosim yo‘qotish hisoblashlari
• Prognozli texnik xizmat algoritmlari

Suyuqlik tizimlarida oqim tezliklari ko‘pincha bosim farqlari bilan no chiziqli bog‘liqlikda bo‘ladi. Ushbu bog‘liqliklarni aniq modellashtirish uchun eksponent hisoblashlar talab qilinishi mumkin.

Shuningdek, issiqlik uzatish tenglamalari ko‘pincha kvadrat yoki yuqori darajali terminlarni o‘z ichiga oladi, ular PLC dasturlarida eksponent ko‘rsatkichlari yordamida to‘g‘ridan-to‘g‘ri hisoblanishi mumkin.

Ko‘plab rivojlangan hisoblashlar hozirda maxsus boshqaruvchilar yoki muhandislik dasturlari tomonidan bajarilsa-da, EXPT funksiyalari PLC ichida maxsus algoritmlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri amalga oshirishda qimmatli hisoblanadi.

Matematika va jarayon boshqaruv tizimlari

Zamonaviy jarayon sanoatlari matematik hisoblashlarga katta darajada tayanadi.

Quyidagi inshootlar:

• Neft va gaz zavodlari
• Kimyo sanoati korxonalari
• Energiya ishlab chiqarish stansiyalari
• Suvni tozalash inshootlari
• Oziq-ovqat qayta ishlash korxonalari
• Farmatsevtika ishlab chiqarish joylari

Jarayon sharoitlarini baholash va barqaror ishlashni ta’minlash uchun arifmetik funksiyalarga doimiy tayanadi.

Yokogawa CENTUM VP, Honeywell Experion PKS va Emerson DeltaV kabi taqsimlangan boshqaruv tizimlari har soniyada minglab matematik hisoblashlarni bajaradi.

Ushbu hisoblashlar quyidagilarni qo‘llab-quvvatlaydi:

• PID nazorat halqalari
• Oqim muvozanati
• Energiya optimallashtirish
• Ishlab chiqarish hisobotlari
• Uskunalarni himoya qilish
• Rivojlangan jarayon nazorati

Nisbatan oddiy arifmetik ko‘rsatmalar ham ushbu murakkab avtomatlashtirish tizimlarining asosini tashkil etadi.

Holat monitoringi va uskunalarni himoya qilish hisoblashlari

Matematik amallar mashina monitoringi ilovalarida ham muhim ahamiyatga ega.

Turbinalar, kompressorlar, nasoslar va generatorlar kabi aylanuvchi uskunalar katta miqdordagi diagnostika ma’lumotlarini doimiy ravishda qayta ishlashi kerak.

Monitoring tizimlari ko‘pincha quyidagi hisoblashlarni bajaradi:

• Vibratsiya amplitudasi
• Shaft pozitsiyasi
• Differensial kengayish
• Tezlik o‘lchovlari
• Tezlanish tahlili
• Yoylama holatini monitoring qilish

Bently Nevada kabi platformalar xom sensor o‘lchovlarini mazmunli diagnostika ma’lumotlariga aylantirish uchun matematik hisoblashlarga katta tayanadi.

Bu hisoblashlarsiz, prognozli texnik xizmat dasturlari nosozliklar yuzaga kelishidan oldin rivojlanayotgan uskunalar xatolarini aniqlay olmas edi.

Sanoat 4.0 tashabbuslari kengayib borar ekan, arifmetik hisoblash aktivlarning ishonchliligi va holatga asoslangan texnik xizmat ko‘rsatish strategiyalarida tobora muhim rol o‘ynamoqda.

PLC matematik ko'rsatmalaridan foydalanishda keng tarqalgan xatolar

Arifmetik funktsiya bloklari oddiy ko'rinsa-da, ko'plab dasturlash muammolari hisoblash xatolaridan ko'ra noto'g'ri amalga oshirishdan kelib chiqadi.

Tajriba orttirgan boshqaruv muhandislari eng katta qiyinchiliklar ko'pincha ma'lumotlarni boshqarish, o'lchov mosligi va raqamli cheklovlar bilan bog'liq ekanligini tushunadilar.

Ishga tushirish va nosozliklarni bartaraf etish jarayonida bir necha keng tarqalgan xatolar takroran uchraydi.

Noto'g'ri ma'lumot turi tanlovi

Eng ko'p uchraydigan muammolardan biri hisob-kitoblar uchun noto'g'ri ma'lumot turi tanlashdir.

Masalan, butun son hisob-kitobi o'nlik qiymatlarni to'g'ri ifodalay olmaydi.

Agar jarayon o'zgaruvchisi bir yoki ikki o'nlik raqam aniqligini talab qilsa, INT o'zgaruvchisini ishlatish kutilmagan yaxlitlash ta'sirlarini keltirib chiqarishi mumkin.

Bu muammo odatda quyidagilarda uchraydi:

• Harorat hisob-kitoblari
• Oqim o'lchovlari
• Bosim o'lchovi
• Energiya monitoring tizimlari
• Tezlik hisob-kitoblari

REAL o'zgaruvchilarni to'g'ri joyda ishlatish raqamli aniqlikni saqlashga va umumiy boshqaruv samaradorligini oshirishga yordam beradi.

Nolga bo'lish xatolari

Yana bir keng tarqalgan muammo - bo'linish amallarida maxraj kutilmaganda nolga teng bo'lishi.

Bu holat sensor nosozliklari, aloqa uzilishlari yoki kutilmagan jarayon sharoitlari tufayli yuzaga kelishi mumkin.

Yaxshi dasturlash amaliyoti bo'linish hisob-kitoblarini bajarishdan oldin maxraj qiymatlarini har doim tekshiradi.

Oddiy tekshirish mantiqini qo'shish ish vaqtida xatoliklarni oldini oladi va tizim ishonchliligini oshiradi.

Noto'g'ri analog signal o'lchovi

O'lchov xatolari ishga tushirish kechikishlarining asosiy sabablaridan biridir.

Transmitter to'g'ri ulangan va to'g'ri ishlayotgan bo'lishi mumkin, ammo operatorlar noto'g'ri qiymatlarni ko'rishadi, chunki o'lchov hisob-kitoblari noto'g'ri sozlangan.

Odatdagi o'lchov xatolari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Noto'g'ri muhandislik diapazonlari
• Noto'g'ri konvertatsiya koeffitsiyentlari
• O'lchov birliklarining mos kelmasligi
• Ma'lumotlarni qisqartirish
• Noto'g'ri o'nlik nuqtasi joylashuvi

Ishga tushirish paytida ehtiyotkorlik bilan tekshirish ko'plab muammolarni ishlab chiqarishga ta'sir qilishidan oldin bartaraf etishi mumkin.

OpenPLC va Tijorat Sanoat PLC Platformalari

OpenPLC sanoat avtomatlashtirish tushunchalarini o'rganish uchun ajoyib muhit taqdim etadi. IEC 61131-3 dasturlash tillarini qo'llab-quvvatlashi muhandislar, talabalar va dasturchilarga qimmatbaho apparat va dasturiy platformalarga sarmoya kiritmasdan haqiqiy PLC dasturlash usullarini sinab ko'rish imkonini beradi.

Biroq, OpenPLC ichida ko'rsatilgan matematik tamoyillar to'g'ridan-to'g'ri tijorat sanoat avtomatlashtirish tizimlariga taalluqlidir.

Muhandis quyidagilar bilan ishlashidan qat'i nazar:

• Allen-Bradley ControlLogix
• Siemens SIMATIC S7
• ABB AC 800M
• Schneider Modicon Quantum
• Mitsubishi MELSEC
• Omron CJ seriyasi
• Beckhoff TwinCAT

asosiy arifmetik amallar asosan o'zgarmaydi.

Asosiy farqlar dasturlash muhitlari, ko‘rsatma nomlari, apparat arxitekturasi va ilg‘or xususiyatlar to‘plamida bo‘ladi.

Matematik tushunchalar o‘zi esa universal bo‘lib qoladi.

Bu OpenPLC ni butun dunyo bo‘ylab ishlab chiqarish korxonalarida joriy etilgan sanoat darajasidagi avtomatlashtirish tizimlari bilan ishlashga tayyorlanayotgan muhandislar uchun qimmatli o‘quv platformasiga aylantiradi.

Matematik funktsiyalar Sanoat 4.0 tashabbuslarini qanday qo‘llab-quvvatlaydi

Sanoat 4.0 ning rivojlanishi avtomatlashtirish tizimlarida raqamli qayta ishlashning ahamiyatini sezilarli darajada oshirdi.

Zamonaviy fabrikalar minglab sensorlar, boshqaruvchilar, drayverlar va monitoring qurilmalaridan ma’lumot to‘playdi.

Ushbu ma’lumotlar qayta ishlanishi, tahlil qilinishi va amaliy tushunchalarga aylantirilishi kerak.

Arifmetik funktsiyalar ushbu jarayonning asosini tashkil qiladi.

Qo‘llanmalar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Uskunalar umumiy samaradorligi (OEE) hisoblashlari
• Energiya boshqaruv tizimlari
• Oldindan texnik xizmat ko‘rsatish platformalari
• Raqamli egizak modellar
• Ishlab chiqarish tahlillari
• Mashina o‘rganish uchun ma’lumotlarni tayyorlash
• Aktiv samaradorligini monitoring qilish

Ishonchli matematik qayta ishlashsiz, ushbu ilg‘or texnologiyalar samarali operatsion intellektni yaratolmas edi.

Hatto ilg‘or sun’iy intellekt tizimlari ham oxir-oqibat asosiy arifmetik hisob-kitoblar orqali ishlab chiqarilgan aniq raqamli ma’lumotlarga tayanadi.

Haqiqiy sanoat amaliyoti: Tank darajasini monitoring qilish

10 metrli saqlash tankiga o‘rnatilgan 4-20 mA daraja uzatuvchi ishlatiladigan suv tozalash inshootini ko‘rib chiqing.

PLC xom analog signalni qabul qiladi va operatorlar ma’lumotli qaror qabul qilishdan oldin uni muhandislik birliklariga aylantirishi kerak.

Jarayon odatda bir nechta arifmetik funktsiyalarni o‘z ichiga oladi:

• Signal ofset qiymatlarini olib tashlash uchun SUB
• Signal diapazonini normallashtirish uchun DIV
• Qiymatni muhandislik birliklariga o‘zgartirish uchun MUL
• Kerak bo‘lsa, tuzatish omillarini qo‘llash uchun ADD

Hosil bo‘lgan daraja qiymati HMIda ko‘rsatiladi va avtomatik nasos boshqaruvi mantiqi tomonidan ishlatiladi.

Ushbu hisoblashlarsiz operatorlar haqiqiy tank darajasi o‘rniga xom raqamli hisoblarni ko‘rishardi.

Ushbu misol oddiy arifmetik ko‘rsatmalar kundalik sanoat operatsiyalarini qanday to‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘llab-quvvatlashini ko‘rsatadi.

Haqiqiy sanoat amaliyoti: Konveyer ishlab chiqarishni kuzatish

Ishlab chiqarish korxonasi bir nechta konveyer tizimlari bo‘ylab har soatda minglab mahsulot ishlab chiqarishi mumkin.

Fotoelektr sensorlar mahsulotlarni tekshiruv nuqtalaridan o‘tganida hisoblaydi.

Matematik ko‘rsatmalar keyin ushbu ma’lumotlarni qayta ishlab, ishlab chiqarish statistikalarini yaratadi.

Misollar quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• ADD yordamida umumiy mahsulot soni
• SUB yordamida ishlab chiqarish maqsadlari
• DIV yordamida soatiga birliklar hisoblash
• MUL yordamida mahsulot og‘irligini hisoblash
• MOD yordamida sifat namunalarini olish oralig‘i

Boshqaruv tizimlari ushbu metrikalardan operatsion samaradorlikni baholash va ishlab chiqarishdagi to‘siqlarni aniqlash uchun foydalanadi.

Butun hisobot tuzilmasi avtomatlashtirish tizimida bajariladigan aniq arifmetik hisob-kitoblarga bog‘liq.

Haqiqiy sanoat amaliyoti: Turbina monitoring tizimlari

Quvvat ishlab chiqarish obyektlari matematik hisob-kitoblar muhim bo‘lgan yana bir muhitdir.

Turbina boshqaruv tizimlari doimiy ravishda quyidagilarni baholaydi:

• Rotor tezligi
• Podshipnik haroratlari
• Vibratsiya amplitudalari
• Bug‘ bosimi
• Generator chiqishi
• Issiqlik kengayishi o‘lchovlari

Ilg‘or mexanika monitoring platformalari har soniyada minglab raqamli qiymatlarni qayta ishlaydi.

Turbina boshqaruv tizimlari va Mexanika monitoringi yechimlari kabi tizimlar ish sharoitlarini baholash va muhim aktivlarni himoya qilish uchun arifmetik funksiyalarga katta darajada tayanadi.

Ushbu hisob-kitoblar jiddiy uskuna nosozliklarini oldini olishga va operatsion samaradorlikni maksimal darajada oshirishga yordam beradi.

Matematik funktsiya bloklari bilan kengaytiriladigan PLC dasturlarini yaratish

Funktsiya bloklari dasturlashining asosiy afzalliklaridan biri qayta ishlatilishidir.

Muhandislar takroran maxsus hisob-kitoblar yaratish o‘rniga, bir nechta loyihalarda qayta ishlatilishi mumkin bo‘lgan standartlashtirilgan matematik modullarni ishlab chiqishlari mumkin.

Ushbu yondashuv bir nechta foydalarni taqdim etadi:

• Yaxshilangan izchillik
• Tezlashtirilgan rivojlanish
• Muammolarni aniqlashning soddalashishi
• Muhandislik ishlarining kamayishi
• Yaxshilangan uzoq muddatli texnik xizmat ko‘rsatish

Sanoat tizimlari murakkablashgani sayin, standartlashtirilgan dasturlash amaliyotlari tobora muhimroq bo‘ladi.

Qayta ishlatiladigan matematik funktsiya bloklari tashkilotlarga uskunalar, obyektlar va muhandislik jamoalari o‘rtasida izchillikni saqlashga yordam beradi.

Xulosa

Matematik ko‘rsatmalar PLC dasturidagi oddiy arifmetik vositalardan ancha ko‘proqdir. Ular xom sensor ma’lumotlarini muhim muhandislik axborotiga aylantirish, jarayonlarni boshqarish qarorlarini qo‘llab-quvvatlash, ishlab chiqarish tahlillarini amalga oshirish va uskunalar ishonchliligini oshirish orqali zamonaviy sanoat avtomatlashtirishining poydevorini tashkil etadi.

OpenPLC ADD, SUB, MUL, DIV, MOD va EXPT kabi arifmetik funksiyalar orqali ushbu tushunchalarni o‘rganish uchun amaliy muhitni taqdim etadi. Misollar oddiy ko‘rinishi mumkin bo‘lsa-da, aynan shu hisob-kitoblar ishlab chiqarish, energetika, infratuzilma va jarayon sanoatida qo‘llaniladigan ilg‘or avtomatlashtirish platformalarini quvvatlaydi.

Analog signalni o‘lchash va ishlab chiqarish hisobotlaridan tortib, oldindan texnik xizmat ko‘rsatish va ilg‘or jarayonlarni boshqarishgacha, matematik amallar har bir zamonaviy avtomatlashtirish tizimining muhim qismi bo‘lib qolmoqda. Ushbu funksiyalarni qachon va qanday qo‘llashni tushunadigan muhandislar, sanoat 4.0 ning tobora ko‘proq ma’lumotlarga asoslangan talablarini qo‘llab-quvvatlay oladigan, samaraliroq, kengaytiriladigan va ishonchli PLC dasturlarini yaratishlari mumkin.