הבנת יסודות לוגיקה נורמטיביים באוטומציה תעשייתית

באוטומציה תעשייתית מודרנית, אלמנטים לוגיים פנומטיים מספקים בסיס חזק לשליטה בתהליכים מורכבים מבלי להסתמך רק על מערכות אלקטרוניות.מרכיבים אלה משתמשים באוויר דחוס לביצוע פעולות הגיוניות, מה שהופך אותם בעלי ערך מיוחד בסביבות שבהן בקרה אלקטרונית הם לא מעשיים בגלל אבק, לחות, רטט או סיכון להתפוצצות.על ידי מינוף לוגיקה נינומטית, מהנדסים יכולים לעצב מערכות בקרה כי הן אמינות ויעילות, מפשטות, כלומר רצף אוטומציה אלקטרונית או קוסמטיקה).

בעוד שמערכות לוגיקה אלקטרוניות שולטות בתעשיות רבות, לוגיקה pneumatic נשאר חיוני במגזרים כגון אריזה, עיבוד מזון, צמחים כימיים וכריית.בטיחות הטבוע של pneoumatics - לא ניצוץ חשמלי - גורם לו אידיאלי להגדרות מסוכנות יותר, אלמנטים לוגיקה pneumatic הם לעתים קרובות פשוטים יותר לשמור ולפתור בעיות מאשר עמיתיהם האלקטרוניים, כמו שהם מסתמכים על פעולות מכניות במקום תוכנה.

מה הם אלמנטים לוגיים ⁇ ?

אלמנטים לוגיים נינומטיים הם מכשירים אשר מעבדים אותות אוויריים דחוסים לביצוע פונקציות בוטות כגון, או, לא, ופעולות מתקדמות יותר כמו זיכרון (החליפה) ועיכובים בזמן.הם פועלים על העיקרון כי אות אוויר נוכחי מייצג "1" הגיוני וסימן נעדר מייצג "0" על ידי חיבור אלמנטים אלה בסדרה ומקבילה, מהנדסים יכולים ליצור מעגלים לוגיים השולטים, שסתום, ללא רצף חשמל.

דוגמאות נפוצות כוללות pneumatic and Gates, הדורשות אותות קלט לייצר פלט; או שערים, אשר פלט כאשר כל קלט הוא נוכח; ולא שערים, אשר למנוע אות. טיים ופספיפות להוסיף שליטה זניחה, המאפשר משימות כמו התחלה מאוחרת, שינוי מחזורים, ושימור זיכרון.

המושג של לוגיקה pneumatic מתוארך למאה ה-20, עם יישום מוקדם באמצעות מרכיבים פשוטים כמו מעיינות ופופפטפטים.מודולים מודרניים הם קומפקטיים, מודולריים, ולעתים קרובות משולבים באיים שסתום.הם יכולים להיות משולבים עם בקרה חשמלית במערכות היברידיות, המציע את הטוב של שני העולמות.

יתרונות השימוש בלוגיקה Pneumatic

בחירת לוגיקה pneumatic על שליטה אלקטרונית במשימות אוטומציה מסוימות מביא יתרונות רבים מעבר לפשטות.

רובוסטנס בסביבה הבושה

מערכות ⁇ היכן אבק, לחות, רטט וטמפרטורות קיצוניות השוררות.אוויר קומפרסד הוא אמצעי סלחני: חלקיקים לא להפריע לפעולה כפי שהם היו אנשי קשר אלקטרוניים, וחותמות נועדו לעמוד בפני contaminants. in קמחs או צמחי מלט, שבו חלקיקים באוויר לא יכולים לעכב את פעולתם של אלקטרוניקה קצר, pneumatic פועל ללא תקרית, באופן דומה במתח גבוה כמו מתחמי מתכת מכני, מאשר רכיבים לוח מתכתיים, עדיף על ידי מתח מכניים.

פשטות וסייעה של בעיות

מעגל לוגיקה pneumatic יכול לעתים קרובות להיות מובן על ידי מעקב קווי אוויר והתבוננות עמדות שסתום.אין ידע תכנות נדרש; טכנאי עם מיומנויות מכניות בסיסיות יכול לזהות פולים תקועים, דליפות חותמות, או יציאות חסומות.זה מקטין את עלויות זמן ואימונים. בניגוד, מערכות אלקטרוניות עשויות לדרוש oscillos, ניתוחים לוגיקה, ותוכנה מיוחדת כדי debug תחזוקת צוותים מרחוק.

בטיחות בלתי צפויה באזורים מסוכנים

אולי הסיבה המשכנעת ביותר לשימוש בלוגיקה pneumatic היא בטיחותית.סימנים pneumatic לא מייצרים ניצוץ, ביטול מקורות החשקה באטמוספירה של חומרי נפץ כגון עיבוד גז טבעי או תאות צבע.יתר על כן, ניתן לתכנן את הפעולות pneumatic למנוע את בטיחותם - לדוגמה, ניתוח של האביב-return-return-returne-Returneinder כי הלחץ הוא איבד את תקני הבטיחות כמו ISO 44 (Fal: 0NER) דרישות לחץ סיכון מסוכנות עבור דרישות לחץ ומערכת לחץ דם ובטיחות (pmatic) ו-PNVericericerphi) עבור דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על ידי מערכת בטיחותית (pumatic) ו-pumatic) ו-pumaticrreturnipipipumaticrreturni) ו-pumatic של אמצעי בטיחותית (R) של אמצעי בטיחותית של מערכת: דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על מנת למנוע רכיבי לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על ידי מערכת לחץ על מנת למנוע את דרישות לחץ על

עלויות-אווירה בבקשות ספציפיות

עבור רצפים לוגיים פשוטים (למשל, שני חישה של אינטרלוק, עיכוב זמן), מעגל נינומטי יכול להיות זול יותר מאשר PLC עם I / O מודולים. הרכיבים הם בעלות נמוכה, עמידה, ולא דורשים תכנות או שחיוט חשמלי.בנוסף, בצמחים שכבר דחוסים תשתיות אוויר, הוספת מערכת תת לוגיקה pnematic במינימום הערכה של עלויות, אך עדיין יעיל יותר.

המונחים: ⁇

כדי ליישם לוגיקה pneumatic ביעילות, מהנדסים חייבים להבין את אבני הבניין.מרכיבים אלה יכולים להיות מקובצים, מודולים לוגיים, פועלים ותמיכה באלמנטים.

« « « ⁇

Valves הם אלמנטים שליטה יסודית.שיסתום בקרה כיווןית (DCVs) זרם אוויר ישיר כדי לפעולוטורים.סוגים נפוצים כוללים 2/2, 3/2, ו-5/2 שסתום, שבו המספר הראשון מצביע על נמלים והשני מציין עמדות. עבור פונקציות לוגיות, שסתום פיילוט מופעל על ידי אותות pneumatic. לדוגמה, 3/2 סגור בדרך כלל כאשר מופעל לחץ טייס, כמו מתג קומפקטי, יכול לעתים קרובות ליצור קומפקטי יותר קומפקטי.

מודולים לוגיים

לוגיה מבססת פונקציות ספציפיות של Boolean בדיור יחיד. An ומודול עשויים להיות שני יציאות קלט ונמל פלט אחד; פלט מתרחש רק כאשר שני קלטים מקבלים מספיק לחץ גבוה בו זמנית.או מודולים כאשר קלט פעיל.לא מודולים למנוע את האות: פלט הוא נוכח כאשר אין קלט מוחלים מודולים מתוחכמים יותר כוללים זיכרון (כלי לוח) כי שמירה על המדינה שלהם גם לאחר האות הוא פעיל, שימוש יעיל, כמו רצף של חברות ספקטרום 1Fi) ו-Fi (relier) כמו ספקטרום).

Actuators

Actuators להמיר אנרגיה pneumatic להילוך מכני. Cylinders (לאריני) ו-Turnary Actuators (vane או rack-and-pinion) הם הנפוצים ביותר. במעגל לוגי, המתרגל מקבל אותות שליטה סופיים מן הרשת הלוגיקה.לדוגמה, גליל כפול פעולה עשוי להרחיב רק כאשר שער מספק לחץ לטייס שלו, להבטיח ששני התנאים ניתנים להחלפה (למשל, חיישנים נוספים).

תמיכה ב-Commons

אלמנטים חיוניים אחרים כוללים הרגולטורים לחץ (כדי להגדיר רמות אותות לוגיים), שסתום לבדוק (כדי למנוע זרימה אחורית), שסתום שליטה זרימה (להתאמה מהירה), ודממה יחידות הכנה אווירית - מטיפים, רגולטורים, lubricators - הם קריטיים לשמור על אוויר נקי, יבש בלחץ עקבי.ללא תאורה נאותה, רכיבי לוגיקה pneumatic יכולים להיות לקויים עקב לחות או חלקיקים חלקיים.

תכנון מערכת בקרת פיזיולוגית עם לוגיקה

תכנון מערכת לוגיקה pneumatic עוקב אחר גישה מובנים akin לפיתוח מעגלים אלקטרוניים.הצעדים מתחת מתאר תהליך טיפוסי לפשט רצף אוטומציה מורכב.

שלב 1: הגנה על ההסתברות האוטומציה

החל על ידי מסמך הרצף המדויק של פעולות: אילו חיישנים מעוררים את הניתוחים, תחת אילו תנאים, ובאיזה סדר.לדוגמה, במכונת אריזה: "כאשר המוצר מציג חיישן A הוא אמת ושער סגור (רגיש B True), ואז קלפיפות להאריך.לאחר 2 שניות, עטיפה מתחילה.אם הפסקת חירום (NOT חיישן C), כל הפעולות הללו מדקנות את השערים הדרושים ללוגיקה.

שלב 2: יצירת שולחן אמת

לתרגם את הרצף לתוך שולחן אמת מיפוי שילובים קלט לפלטים.עבור מערכת עם שני קלטות (A ו- B) שליטה על פועל אחד, שולחן האמת עבור ותפקוד מראה פלט רק כאשר שניהם נכונים. עבור לוח זמנים עיכוב, הפלט מופעל לאחר זמן מראש לאחר הפעלה קלט.שולחן זה מניע את בחירת המודולים הלוגיים.

שלב 3: בחירת לוגיקה

בהתבסס על שולחן האמת, בחר pneumatic ו, או, לא, זיכרון ומודולים של ה-Timer. לדוגמה, שילוב הדורש שני חיישנים להסכים לפני שפעולת פעולה נעה קורא למודול ומודול.אם חיישן יכול ליזום מחזור, להשתמש במודול OR. A לא יכול למנוע אות של חיישן בטיחות כדי לגרום התראה כאשר המשמר פתוח.

שלב 4: בנו את ה- Pneumatic Schematic

צייר את המעגל באמצעות סמלים סטנדרטיים (ISO 1219). Connect את אספקת האוויר ל הרגולטור שנקבע ללחץ הלוגיקה הנדרשת (בדרך כלל 2-6 בר) כביש כל חיישן (למשל, מתגי גבול המופעלים באופן מפועממי) למודול הלוגיקה המתאים שלו. Connect פלטים ל-Sixedstoltss השולטים ב- Actuators. Include overed for Testing. כל חיבור ל-Soperting.

שלב 5: מבחן ואימות

החלת אוויר דחוס וצעד דרך הרצף באופן ידני.בדוק כי פלטי לוגיקה מופיעים רק כפי שמצופה. השתמש במדדים של לחץ בנקודות קריטיות כדי לאמת נקודות אותות. התאמת הגדרות זמן על ידי הפיכת בורג בקרת זרימה.לאחר אימות, המערכת יכולה להשתלב לתוך קו הייצור. כי לוגיקה pneumatic היא מכנית בלבד, בדיקות הוא פשוט ואינו דורש כלי פיזור תוכנה.

יישום אמיתי בעולם: אוטומציה מורכבת

לוגיקה נורמטיבית עולה ביישומים שבהם אמינות ובטיחות הן דבר חשוב, ורצף הבקרה מורכב מדי מתון.למטה הם כמה דוגמאות מפורטות.

קו ההתערבות של Line Interlocking

על קו אריזה מהיר, מוצרים נעים לאורך מעבורת.מערכת לוגיקה pneumatic יכול להבטיח כי מכונת עטיפה רק מופעל כאשר מוצר ממוקם כראוי ושומר הבטיחות סגור.שני חיישנים קרביים pneumatic לזהות נוכחות המוצר ומעמד שמירה. אותות שלהם להאכיל לתוך שער ושער. כאשר שני התנאים הם נפגשו, ואת המודולים מפיץ לחץ לטייס מרחיב כי החיתוך רפיח זה, אם הוא פותח את קצב שמירה מיידית, אורכת מעגל.

מערכות אבטחה Override

בסביבה מסוכנת כגון ערבוב כימי, לוגיקה pneumatic יכול ליישם הפסקות חירום ללא כל אנרגיה חשמלית.לדוגמה, כפתור דחיפה ידנית (pneumatic) בשילוב עם חיישן לחץ אוטומטי גורם שער או שער אם האות הוא אמיתי (הפסיקה לדחוף או overpressure זיהה), או שער או מוסט אוויר משורה הראשי של שליטה, מה שגורם לכל הסתום לחזור לעמדות בטוחות ו-Intretreatives בטוח זה עומד בדרישות אבטחה.

חלק חשוב של

תא רובוטי עשוי לדרוש חלק להציג בפני הסקאלר סוגר.שני חיישנים - אחד מזהה נוכחות חלקית, אחד המאשר את הרובוט הוא במיקום הנכון - הפעלת שער ושער.ה ופלט ואז גורם מודול זמן (אומר, 0.5 שניות איחור) כדי לאפשר לוואקום לבנות, אז מודול זיכרון מחלחל את הסקאוט סגור.

חומר ממיין ומגרד

במערכת מיון משדרת, חבילות מוזנחות על בסיס גודל.לוגיקה Pneumatic יכול להבחין בין שני גדלים באמצעות מתגי גבול ממוקמים בגובה מסוים.חבילה גבוהה פועל משכנע הן מתג גבוה ונמוך (תפוקה), להסיט אותו באמצעות ספין-אפ כדי להפעיל לוח דקר לחץ על נתיב "הגדול" קצר רק גורם את מתג ההסתה הנמוכה, עד ל"נתיב הקטן"חול עם סמן דקדקדקדקדקדקדקדקדקדקדקדקדקדק, עם לוגיקה.

שילוב עם מערכות אלקטרוניות ו היברידיות

בעוד לוגיקה pneumatic היא חזקה על עצמה, מערכות מודרניות רבות משלבות אותו עם בקרה אלקטרונית כדי להשיג יעילות וגמישות. אלקטרו-pneumatic ממירים להשתמש שסתום solenoid ולקבל אותות חשמליים מ- PLC, אבל ההיגיון מטה הזרם נשאר זניח. גישה היברידית זו ממנת את הטוב ביותר של שני העולמות: קבלת החלטות מורכבת בתוכנה ופעולה חזקה באזורים קשים.

איים משוסתום המחוברים לשדות מכילים גם פלטים pneumatic וקלטים חשמליים.לדוגמה, אות חשמלי של חיישן ניתן לעבד על ידי PLC, אשר לאחר מכן מצווה על סודן לשחרר אוויר למעגל לוגיקה pneumatic המבצעת את זמן הניתוק.זה מפחית חיוט ומאפשר לחלק pnematic לטפל בפונקציות בטיחות חוזרות ונשנות גם אם הרגע PLC מאבד.

מהנדסים צריכים לשקול את הפעולות הבאות בעת תכנון מערכות היברידיות: להבטיח כי מודולים לוגיים pneumatic מתאימים ללחץ הפיילוט שנוצר על ידי שסתום סלנואידים (לעיתים קרובות 3-6 בר), וכי תת-מערכת חשמל ו pneumatic מבודדים כראוי כדי למנוע עצירות. תקנים כמו IEC 61508 עבור בטיחות פונקציונלית חל על המערכת הכוללת.

פתרון בעיות ותחזוקה של לוגיקה Pneumatic

גם עם רכיבים חזקים, מערכות לוגיקה pneumatic דורשות תחזוקה סדירה לביצוע באופן אמין.הנושאים הנפוצים ביותר כרוכים בזיהום, טיפות לחץ, ולבוש מכני. להלן הם בעיות לפתרון טיפים לבעיות טיפוסיות.

לא לצאת מ-Logical Gate

  • (FLT:0) לחץ אספקה של צ'אק: 1FLT ( 1FLT) להבטיח את אספקת האוויר למודול הלוגיקה הוא בלחץ הדירוג (בדרך כלל 3-8 בר) מדד לחץ רגולטורי יכול לחשוף טיפות.
  • (ב) ,0) פילטרים: ⁇ 1 (ב) ,Clogged inlet filters) מרעב את שער האוויר.
  • (ב) ויקרא: ויקרא: ויקרא י"ד: "בְּהְּהָעָה וּלְתָּבְתִּי, אִם הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Actuator נע לאט או ארגנטי באופן

  • (ב) התאמות שליטה: 0 (FLT:1 מחטים) עלולים להיות מוגדרים מגבילים מדי.פתח את השליטה על רבע התורם ולהתבונן.
  • (ב) ,0) חסימה: 1FLT:1irrs על נמלי ממצה יכול להיות מוצף עם אבק.
  • (בשורה התחתונה:0) , מדרש (ב) ניתן להזיז את המיזוג ולהדביק.
  • (FLT:0) שינויים בלחץ: 1FLT:1 קווי אוויר בינוני לגרום לירידה בלחץ במהלך זרם גבוה. בדוק צינורות צינורות לשקול הוספת מאגר ליד המעגל הלוגיקה.

מודול הזיכרון מחזיק את המדינה ללא כוונות

  • (ב) אות ריצוף:0) ,(Check איפוס: 1) קלט האפס (אם רלוונטי) עשוי להיות חסום או לא מאולץ כראוי.לוודא שהוא מחובר לשסתום פתוח בדרך כלל כי vents כאשר הוא מתבטל.
  • (ב) ⁇ :0Leak גורם להיסטריה: ⁇ FLT:1) דליפה קטנה בקו הטייס יכולה למנוע את ה-Spool מלהחליף בחזרה.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1:1 ⁇ על הזחל יכול לגרום לחיכוך שמחזיק מעמד.

תחזוקה מונעת נכונה כוללת החלפת רכיבי מסנן אוויר כל שישה חודשים, בדיקת רמות שמן lubricator, ובדיקת פונקציות בטיחות שבועיות.תיעוד הסכאמטי עם נקודות בדיקת לחץ.

מסקנה: תפקידה של לוגיקה נורמטיבית ב- Future Automation

אלמנטים לוגיים נינומטיים הוכיחו את עצמם כפתרון אמין, בטוח, וחסכוני לפשט תהליכים מורכבים אוטומציה.העוצמה שלהם בסביבות קשות, בטיחות טבועה באטמוספירה נפץ, וקלות תחזוקה הופכת אותם הכרחיים במגזרים תעשייתיים רבים. בעוד שבקרות אלקטרוניות ממשיכות להתקדם, לוגיקה pneumatic ממלאת נישה מסוימת שבה פשטות ואמינות עולים על הצורך בתכנות.

מגמות מתפתחות כוללות את הפיתוח של רכיבי לוגיקה זעירים עבור מכשירים רפואיים מדויקים ושילוב של חיישנים אלחוטיים עם שסתום pneumatic ליצור רשתות בקרה מבוזרות.עקרונות היסוד של לוגיקה pneumatic - AND, או, לא, זיכרון ותזמון - נשאר ללא שינוי, אבל היישום שלהם הופך קומפקטי ויעיל יותר.

לקריאה נוספת על עיצוב לוגיקה לוגי לוגי לוגי וסטנדרטים, להתייעץ עם המשאבים הניתנים על ידי FLT:0FestoFLT 1 ו-FLT:2SMCIRLT 3, ועיין בהנחיות בטיחות ISO 4414. על ידי שילוב עקרונות אלה לתוך ערכת כלי האוטומציה שלך, אתה יכול לפשט תהליכים מורכבים, להפחית עלויות ולשפר את בטיחות העבודה.