Senin, 14 November 2011

Pneumatik

Pneumatik

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
Diawetkan Porter Lokomotif Perusahaan Nomor 3290 tahun 1923.
Pneumatics merupakan cabang dari teknologi, yang berkaitan dengan studi dan penerapan penggunaan gas bertekanan untuk efek gerak mekanikal.
Sistem pneumatik banyak digunakan dalam industri , di mana pabrik-pabrik biasanya menyelami dengan kompresi udara atau kompresi gas inert . Hal ini karena terletak di pusat dan bertenaga listrik kompresor bahwa kekuatan silinder pneumatik dan perangkat lain melalui katup solenoida sering mampu memberikan kekuatan motif dalam cara yang lebih murah, lebih aman, lebih fleksibel, dan lebih dapat diandalkan daripada sejumlah besar motor listrik dan aktuator .
Pneumatik juga memiliki aplikasi dalam kedokteran gigi , konstruksi , pertambangan , dan daerah lainnya.

Isi

 [hide

[ sunting ] Contoh dari sistem pneumatik dan komponen

Pneumatic sirkuit.

[ sunting ] Gas yang digunakan dalam sistem pneumatik

Sistem pneumatik dalam instalasi tetap seperti pabrik menggunakan kompresi udara karena pasokan yang berkelanjutan dapat dilakukan dengan mengompresi udara atmosfer. Udara biasanya memiliki kelembaban dihapus dan sejumlah kecil minyak ditambahkan pada kompresor, untuk menghindari korosi komponen mekanis dan melumasi mereka.
Pabrik-menyelami, pneumatik daya pengguna tidak perlu khawatir tentang kebocoran gas beracun biasanya hanya udara. Sistem yang lebih kecil atau yang berdiri sendiri dapat menggunakan kompresi gas-gas lain yang merupakan sesak napas bahaya, seperti nitrogen - sering disebut sebagai OFN (bebas oksigen nitrogen) , bila terisi dalam silinder.
Setiap gas yang terkompresi lainnya dari udara adalah bahaya sesak napas - termasuk nitrogen, yang membuat naik 77% dari udara. Compressed oksigen (sekitar 23% dari udara) tidak akan sesak nafas, tetapi akan menjadi bahaya kebakaran ekstrim, sehingga tidak pernah digunakan dalam perangkat pneumatik bertenaga.
Alat-alat pneumatik portabel dan kendaraan kecil seperti Robot Wars mesin dan aplikasi hobi lainnya sering didukung oleh terkompresi karbon dioksida karena kontainer dirancang untuk menahan itu seperti aliran soda tabung dan alat pemadam kebakaran yang tersedia, dan perubahan fasa antara cair dan gas membuatnya mungkin untuk mendapatkan volume yang lebih besar gas dikompresi dari wadah yang lebih ringan dari udara terkompresi akan memungkinkan. Karbon dioksida adalah menyebabkan keadaan sesak nafas dan juga bisa menjadi bahaya membeku ketika dibuang tidak tepat.

[ sunting ] Perbandingan dengan hidrolik

Kedua pneumatik dan hidrolika adalah aplikasi dari daya fluida . Pneumatik menggunakan gas kompresibel mudah seperti udara atau gas murni yang cocok, sementara hidrolik menggunakan media cair yang relatif mampat seperti minyak. Aplikasi pneumatik Sebagian besar industri menggunakan tekanan sekitar 80 hingga 100 pon per inci persegi (550-690 kPa ). Hidrolik aplikasi biasanya menggunakan dari 1.000 menjadi 5.000 psi (6,9-34 MPa), tapi aplikasi khusus dapat melebihi 10.000 psi (69 MPa).

[ sunting ] Keuntungan dari pneumatik

  • Kesederhanaan Desain Dan Kontrol
    • Mesin mudah dirancang menggunakan silinder standar dan komponen lainnya. Kontrol semudah itu sederhana ON - OFF jenis kontrol.
  • Keandalan
    • Sistem pneumatik cenderung memiliki kehidupan operasi panjang dan memerlukan pemeliharaan yang sangat sedikit.
    • Karena gas kompresibel, peralatan kurang mungkin rusak oleh shock. Gas dalam pneumatik menyerap kekuatan yang berlebihan, sedangkan cairan hidrolik langsung transfer kekuatan.
  • Penyimpanan
    • Kompresi gas dapat disimpan, memungkinkan penggunaan mesin saat daya listrik hilang.
  • Keselamatan
    • Sangat rendah kemungkinan api (dibandingkan dengan minyak hidrolik).
    • Mesin dapat dirancang untuk menjadi aman overload.

[ sunting ] Keuntungan dari hidrolika

  • Cair (sebagai gas juga merupakan 'cairan') tidak menyerap semua energi yang diberikan.
  • Mampu memindahkan beban jauh lebih tinggi dan menyediakan kekuatan yang jauh lebih tinggi karena incompressibility tersebut.
  • Fluida kerja hidrolik pada dasarnya adalah mampat, menyebabkan minimal semi tindakan. Ketika aliran fluida hidrolik dihentikan, gerakan sedikit beban rilis tekanan pada beban, tidak ada kebutuhan untuk "pendarahan" udara bertekanan untuk melepaskan tekanan pada beban.

[ sunting ] Pneumatic logika

Logika sistem pneumatik (kadang-kadang disebut udara kontrol logika) sering digunakan untuk mengontrol proses industri, yang terdiri dari unit logika primer seperti:
  • Dan Unit
  • Atau Unit
  • 'Relay atau Booster' Unit
  • Menempel Unit
  • 'Timer' Unit
  • Sorteberg relay
  • fluidics amplifier dengan tidak ada bagian yang bergerak selain udara itu sendiri
Pneumatik logika adalah metode pengendalian yang handal dan fungsional untuk proses industri. Dalam beberapa tahun terakhir, sistem ini sebagian besar telah digantikan oleh sistem kontrol listrik, karena ukuran lebih kecil dan biaya yang lebih rendah dari komponen listrik. Perangkat pneumatik masih digunakan dalam proses di mana udara terkompresi adalah sumber energi yang tersedia hanya biaya atau upgrade, keselamatan, dan pertimbangan lainnya lebih besar daripada keuntungan dari kontrol digital modern.

Potensiometer

Potensiometer

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
Potensiometer
Potentiometer.jpg
Sebuah potensiometer tunggal gilirannya khas
Jenis Pasif
Simbol Elektronik
Potensiometer simbol Europe.svg (Internasional)
Potensiometer symbol.svg (US)
Potensiometer A ( bermain / p ɵ ˌ t ɛ n ʃ saya ɒ m ɨ ər t / ), informal, pot, adalah tiga terminal resistor dengan kontak geser yang diatur membentuk pembagi tegangan [1] . Jika hanya dua terminal yang digunakan (satu sisi dan wiper), ia bertindak sebagai resistor variabel atau rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengontrol perangkat listrik seperti kontrol volume pada peralatan audio. Potensiometer dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai posisi transduser , misalnya, dalam sebuah joystick .
Potensiometer jarang digunakan untuk mengendalikan secara langsung kekuatan yang signifikan (lebih dari watt ), karena daya yang dihamburkan dalam potensiometer akan sebanding dengan daya pada beban dikendalikan (lihat saklar terbatas ). Sebaliknya mereka digunakan untuk menyesuaikan tingkat sinyal analog (misalnya Volume kontrol pada peralatan audio ), dan sebagai masukan kontrol untuk sirkuit elektronik. Misalnya, lampu dimmer menggunakan potensiometer untuk mengontrol switching dari TRIAC dan tidak langsung mengontrol kecerahan lampu.

Isi

 [hide

[ sunting ] Penemuan

Potensiometer geser-kawat diciptakan oleh Johann Christian Poggendorff pada tahun 1841. [2]

[ sunting ] Konstruksi Potensiometer

Konstruksi potensiometer kawat-luka melingkar. Unsur resistif (1) dari perangkat yang ditampilkan adalah trapesium, memberikan hubungan non-linier antara resistensi dan sudut gilirannya. Wiper (3) berputar dengan sumbu (4), memberikan perlawanan berubah antara kontak wiper (6) dan kontak tetap (5) dan (9). Posisi sumbu vertikal adalah tetap dalam tubuh (2) dengan cincin (7) (bawah) dan baut (8) (atas).
Sebuah potensiometer dibangun dengan elemen resistif dibentuk menjadi sebuah busur lingkaran, dan kontak geser (wiper) perjalanan di atas busur itu. Unsur resistif, dengan terminal pada satu atau kedua ujungnya, berbentuk datar atau miring, dan umumnya terbuat dari grafit , meskipun bahan lainnya dapat digunakan. Wiper terhubung melalui kontak geser lain ke terminal lain. Pada panel potensiometer, wiper biasanya terminal pusat tiga. Untuk single-putar potensiometer, wiper ini biasanya perjalanan hanya di bawah satu revolusi di sekitar kontak. "Multiturn" potensiometer juga ada, dimana elemen resistor dapat heliks dan wiper dapat bergerak 10, 20, atau revolusi lebih lengkap, meskipun potentimeters multiturn biasanya terbuat dari unsur resistif konvensional menyeka melalui gigi cacing . Selain grafit, bahan yang digunakan untuk membuat elemen resistif termasuk kawat resistansi, karbon partikel dalam plastik, dan campuran keramik / logam yang disebut keramik logam .
Salah satu bentuk potensiometer putar disebut potensiometer String . Ini adalah potensiometer multi gilirannya dioperasikan oleh sebuah gulungan kawat melekat berbalik melawan pegas. Hal ini digunakan sebagai transduser posisi.
Dalam sebuah potensiometer geser linier, sebuah kontrol sliding disediakan bukan kontrol dial. Unsur resistif adalah strip persegi panjang, tidak setengah lingkaran seperti pada potensiometer putar. Karena slot membuka besar atau wiper, jenis potensiometer memiliki potensi lebih besar untuk mendapatkan terkontaminasi.
Potensiometer dapat diperoleh dengan baik linier atau logaritmik hubungan antara posisi slider dan perlawanan (potensiometer hukum atau " taper "). Sebuah huruf kode ("A" lancip, "B" lancip, dll) dapat digunakan untuk mengidentifikasi lancip yang dimaksudkan, tetapi definisi kode huruf adalah variabel dari waktu ke waktu dan antara produsen.
Produsen potensiometer jalur konduktif menggunakan pasta resistor polimer konduktif yang mengandung resin mengenakan keras dan polimer, pelarut, pelumas dan karbon - konstituen yang memberikan sifat konduktif / resistif. Trek yang dibuat oleh sablon paste ke sebuah substrat fenolik berbasis kertas dan kemudian menyembuhkan dalam oven. Proses curing menghapus semua pelarut dan memungkinkan polimer konduktif untuk polimerisasi dan cross link. Hal ini menghasilkan sebuah lagu tahan lama dengan hambatan listrik stabil sepanjang hidupnya bekerja. [ kutipan diperlukan ]
PCB me-mount pemangkas potensiometer, atau "trimpots", dimaksudkan untuk penyesuaian jarang.

[ sunting ] Linear potensiometer lancip

Sebuah potensiometer linier lancip memiliki elemen resistif penampang konstan, sehingga perangkat dimana perlawanan antara kontak (wiper) dan satu terminal akhir adalah proporsional dengan jarak antara mereka. Linear lancip menggambarkan karakteristik listrik dari perangkat, tidak geometri dari elemen resistif. Potensiometer lancip linear digunakan ketika hubungan sekitar proporsional diinginkan antara putaran poros dan rasio pembagian dari potensiometer, misalnya, kontrol yang digunakan untuk mengatur pemusatan (analog) osiloskop sinar katoda.

[ sunting ] potensiometer Logaritma

Sebuah potensiometer lancip logaritmik memiliki elemen resistif yang baik 'mengecil' dalam dari satu ujung ke ujung lainnya, atau terbuat dari bahan yang resistivitas bervariasi dari satu ujung ke ujung. Ini hasil dalam perangkat dimana tegangan output adalah fungsi logaritmik dari sudut mekanik potensiometer.
Sebagian besar (lebih murah) "log" potensiometer sebenarnya tidak logaritma, tetapi menggunakan dua wilayah ketahanan yang berbeda (tapi resistivitas konstan) untuk mendekati hukum logaritmik. Sebuah potensiometer logaritmik juga dapat disimulasikan (tidak terlalu akurat) dengan satu linier dan resistor eksternal. Potensiometer logaritmik Benar secara signifikan lebih mahal.
Potensiometer lancip Logaritma sering digunakan sehubungan dengan amplifier audio sebagai persepsi manusia volume audio logaritmik.
Sebuah potensiometer wirewound daya tinggi. Setiap potensiometer dapat dihubungkan sebagai suatu rheostat.

[ sunting ] Rheostat

Cara paling umum untuk memvariasikan perlawanan di sirkuit adalah dengan menggunakan resistor variabel atau rheostat [3] rheostat adalah resistor variabel dua terminal. Seringkali ini dirancang untuk menangani tegangan jauh lebih tinggi dan arus. Biasanya ini dibangun sebagai resistif kawat dibungkus untuk membentuk sebuah toroida kumparan dengan wiper bergerak di atas permukaan atas toroida, meluncur dari satu putaran kawat ke depan. Kadang-kadang rheostat dibuat dari kawat luka perlawanan pada silinder panas-menolak dengan slider yang dibuat dari jumlah jari-jari logam yang ringan pegangan ke sebagian kecil dari kawat ternyata perlawanan. The "jari" dapat dipindahkan sepanjang kumparan kawat perlawanan oleh sebuah tombol geser sehingga mengubah "menekan" titik. Mereka biasanya digunakan sebagai variabel resistor pembagi potensial daripada variabel.
Setiap potensiometer tiga terminal dapat digunakan sebagai resistor variabel dua terminal dengan tidak menghubungkan ke terminal ketiga. Ini adalah praktek umum untuk menghubungkan terminal ke ujung wiper yang tidak terpakai dari jalur perlawanan untuk mengurangi jumlah variasi resistensi yang disebabkan oleh kotoran di trek.

[ sunting ] potensiometer digital

Sebuah potensiometer digital adalah suatu komponen elektronik yang meniru fungsi potensiometer analog. Melalui sinyal input digital, perlawanan antara dua terminal dapat disesuaikan, seperti dalam sebuah potensiometer analog.

[ sunting ] Potensiometer Membran

Sebuah potensiometer membran menggunakan membran konduktif yang cacat oleh elemen geser ke kontak resistor pembagi tegangan. Linearitas dapat berkisar dari 0,5% sampai 5% tergantung pada proses bahan, desain dan manufaktur. Keakuratan ulangi biasanya antara 0.1mm dan 1.0mm dengan resolusi yang tak terbatas secara teoritis. Kehidupan pelayanan jenis potensiometer biasanya 1-2000000 siklus tergantung pada bahan yang digunakan selama manufaktur dan metode aktuasi; contact dan contactless (magnetik) metode yang tersedia. Banyak variasi bahan yang berbeda yang tersedia seperti PET (foil) ,, FR4 dan Kapton. Membran manuafacturers potensiometer menawarkan variasi spesifik aplikasi-linier, berputar, dan. Versi linier dapat berkisar dari 9mm ke 1000mm panjang dan berbagai versi putar dari 0 ° sampai 360 ° (multi-turn), dengan masing-masing memiliki ketinggian 0.5mm. Potensiometer membran dapat digunakan untuk penginderaan posisi. [4]

[ sunting ] aplikasi Potensiometer

Potensiometer secara luas digunakan sebagai kontrol pengguna, dan dapat mengontrol berbagai fungsi yang sangat luas peralatan. Meluasnya penggunaan potensiometer dalam elektronik konsumen menurun pada 1990-an, dengan kontrol digital sekarang lebih umum. Namun mereka tetap dalam banyak aplikasi, seperti kontrol volume dan sebagai sensor posisi.

[ sunting ] DNS Audio

Potensiometer linear ("fader")
Salah satu penggunaan yang paling umum untuk daya rendah yang modern potensiometer adalah perangkat kendali sebagai audio. Kedua potensiometer linier dan potensiometer putar secara teratur digunakan untuk mengatur kenyaringan, redaman frekuensi dan karakteristik lain dari sinyal audio.
The 'log pot' digunakan sebagai kontrol volume pada audio amplifier , di mana ia juga disebut sebagai "panci lancip audio", karena amplitudo respons dari manusia telinga juga logaritmik. Hal ini memastikan bahwa, pada kontrol volume ditandai 0 sampai 10, misalnya, pengaturan dari 5 suara setengah keras seperti pengaturan 10. Ada juga sebuah panci anti-log atau terbalik lancip audio yang hanya kebalikan dari potensiometer logaritmik. Hal ini hampir selalu digunakan dalam konfigurasi bersekongkol melawan dengan potensiometer logaritmik, misalnya, dalam mengontrol keseimbangan audio.
Potensiometer digunakan dalam kombinasi dengan jaringan filter yang bertindak sebagai kontrol nada atau equalizers .

[ sunting ] Televisi

Potensiometer dulunya digunakan untuk mengontrol kecerahan gambar, kontras, dan respon warna. Potensiometer Sebuah sering digunakan untuk mengatur "terus vertikal", yang mempengaruhi sinkronisasi antara sirkuit menyapu internal penerima (kadang-kadang Multivibrator ) dan sinyal gambar yang diterima, bersama dengan hal-hal lain seperti audio-video operator offset, tuning frekuensi (untuk push tombol set) dan sebagainya.

[ sunting ] Transduser

Potensiometer juga sangat banyak digunakan sebagai bagian dari perpindahan transduser karena kesederhanaan konstruksi dan karena mereka dapat memberikan sinyal keluaran yang besar.

[ sunting ] Perhitungan

Pada komputer analog , potensiometer presisi tinggi yang digunakan untuk skala hasil antara oleh faktor-faktor konstan yang diinginkan, atau untuk mengatur kondisi awal untuk perhitungan. Sebuah potensiometer bermotor dapat digunakan sebagai generator fungsi , menggunakan kartu resistensi non-linear untuk memasok perkiraan fungsi trigonometri. Sebagai contoh, mungkin merupakan poros rotasi sudut, dan rasio pembagian tegangan dapat dibuat sebanding dengan kosinus dari sudut.

[ sunting ] Teori operasi

Sebuah potensiometer dengan beban resistif, menunjukkan resistor tetap setara untuk kejelasan.
Potensiometer dapat digunakan sebagai pembagi tegangan untuk mendapatkan tegangan output secara manual disesuaikan pada slider (wiper) dari tegangan input tetap diterapkan di kedua ujung potensiometer. Ini adalah penggunaan paling umum dari mereka.
Tegangan R L dapat dihitung dengan:
V_ \ mathrm {L} = {R_2 R_ \ mathrm {L} \ over r_1 R_ \ mathrm {L} + R_2 R_ \ mathrm {L} + r_1 R_2} \ cdot V_s.
Jika R L adalah besar dibandingkan dengan resistensi lain (seperti masukan ke penguat operasional ), tegangan output dapat didekati dengan persamaan sederhana:
V_ \ mathrm {L} = {R_2 \ over r_1 + R_2} \ cdot V_s.
(Membagi seluruh oleh R L dan membatalkan istilah dengan R L sebagai penyebut)
Sebagai contoh, asumsikan
V_ \ mathrm {S} = 10 \ \ mathrm {V} , R_1 = 1 \ \ mathrm {k \ Omega} , R_2 = 2 \ \ mathrm {k \ Omega} , Dan R_ \ mathrm {L} = 100 \ \ mathrm {k \ Omega}.
Karena resistansi beban besar dibandingkan dengan resistensi lain, tegangan output L V akan kira-kira:
{2 \ \ mathrm {k \ omega} \ over 1 \ \ mathrm {k \ Omega} + 2 \ \ mathrm {k \ Omega}} \ cdot 10 \ \ mathrm {V} = {2 \ over 3} \ cdot 10 \ \ mathrm {V} \ approx 6,667 \ \ mathrm {V}.
Karena resistansi beban, bagaimanapun, itu benar-benar akan sedikit lebih rendah: ≈ 6,623 V.
Salah satu keuntungan dari pembagi potensial dibandingkan dengan resistor variabel secara seri dengan sumber adalah bahwa, sementara resistor variabel memiliki ketahanan maksimum di mana beberapa saat ini akan selalu mengalir, pembagi dapat bervariasi tegangan output dari maksimum (V S) untuk tanah (nol volt) sebagai wiper bergerak dari satu ujung potensiometer yang lain. Ada, bagaimanapun, selalu sejumlah kecil resistansi kontak .
Selain itu, tahanan beban sering tidak diketahui dan karena itu hanya menempatkan resistor variabel secara seri dengan beban bisa memiliki efek yang dapat diabaikan atau efek berlebihan, tergantung pada beban.

[ sunting ] Awal paten

Programmable logika controller (PLC)

Programmable logika controller

Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
Siemens S7-400 Simatic sistem di rak, kiri ke kanan: unit suplai daya PS407 4A, CPU 416-3, 460-0 IM modul antarmuka dan komunikasi prosesor CP 443-1.
Sebuah programmable logic controller (PLC) atau pengontrol yang dapat diprogram adalah komputer digital yang digunakan untuk otomatisasi dari elektromekanis proses, seperti kontrol mesin pada pabrik lini perakitan , wahana hiburan, atau lampu . PLC digunakan di banyak industri dan mesin. Tidak seperti komputer untuk keperluan umum, PLC dirancang untuk beberapa masukan dan pengaturan output, suhu berkisar diperpanjang, kekebalan terhadap gangguan listrik, dan ketahanan terhadap getaran dan dampak. Program untuk mengendalikan operasi mesin biasanya disimpan dalam baterai yang didukung-up atau non-volatile memori . Sebuah PLC adalah contoh dari hard real time sistem sejak hasil output harus diproduksi sebagai respons terhadap kondisi input dalam waktu yang dibatasi, dinyatakan operasi yang tidak diinginkan akan terjadi.

Isi

 [hide

[ sunting ] Sejarah

PLC diciptakan sebagai tanggapan terhadap kebutuhan industri manufaktur otomotif Amerika. Programmable logic controller pada awalnya diadopsi oleh industri otomotif di mana perangkat lunak revisi menggantikan kembali kabel-kabel keras panel kontrol ketika model produksi berubah.
Sebelum PLC, kontrol, sequencing, dan keselamatan berpaut logika untuk mobil manufaktur telah dicapai dengan menggunakan ratusan atau ribuan relay , timer cam , dan sequencer gendang dan berdedikasi pengendali loop tertutup. Proses untuk memperbarui fasilitas seperti untuk model tahunan berubah-over ini sangat memakan waktu dan mahal, seperti listrik yang diperlukan untuk secara individual masing-masing dan rewire relay setiap.
Komputer digital, yang tujuan umum perangkat diprogram, segera diterapkan untuk mengendalikan proses industri. Awal komputer yang dibutuhkan programmer spesialis, dan kontrol operasi yang ketat untuk suhu lingkungan, kebersihan, dan kualitas daya. Menggunakan komputer tujuan umum untuk kontrol proses diperlukan melindungi komputer dari kondisi tanaman lantai. Komputer kontrol industri akan memiliki beberapa atribut: itu akan mentolerir lingkungan toko-lantai, akan mendukung diskrit (bit-bentuk) input dan output dengan cara yang mudah extensible, tidak akan memerlukan bertahun-tahun pelatihan untuk menggunakan, dan itu akan mengizinkan operasi yang akan dimonitor. Waktu respon dari setiap sistem komputer harus cukup cepat untuk menjadi berguna untuk kontrol, kecepatan yang diperlukan bervariasi menurut sifat dari proses tersebut. [1]
Pada tahun 1968 GM Hydramatic (transmisi otomatis divisi dari General Motors ) mengeluarkan permintaan untuk proposal untuk pengganti elektronik untuk terprogram sistem estafet. Proposal pemenang berasal dari Bedford Associates dari Bedford, Massachusetts . PLC pertama, ditunjuk 084 karena Eighty-fourth proyek Bedford Associates ', adalah hasilnya. [2] Bedford Associates memulai sebuah perusahaan baru yang didedikasikan untuk pengembangan, manufaktur, penjualan, dan melayani produk baru ini: Modicon, yang berdiri untuk Modular Digital Controller. Salah satu orang yang bekerja pada proyek yang Dick Morley , yang dianggap sebagai "bapak" dari PLC. [3] Modicon merek yang dijual pada tahun 1977 untuk Gould Elektronik , dan kemudian diakuisisi oleh Perusahaan Jerman AEG dan kemudian oleh Perancis Schneider Electric , pemilik saat ini.
Salah satu model pertama 084 dibangun sekarang dipajang di markas Modicon di North Andover, Massachusetts . Hal itu disampaikan kepada Modicon oleh GM , ketika unit ini pensiun setelah hampir dua puluh tahun tanpa gangguan layanan. Modicon menggunakan 84 moniker pada akhir rentang produk sampai 984 dibuat penampilannya.
Industri otomotif masih salah satu pengguna terbesar PLC.

[ sunting ] Pengembangan

Awal PLC dirancang untuk menggantikan sistem relay logika. Ini PLC yang diprogram dalam " logika tangga ", yang sangat mirip diagram skematis logika relay. Program ini notasi dipilih untuk mengurangi kebutuhan pelatihan untuk para teknisi yang ada. PLC awal lainnya menggunakan bentuk daftar instruksi pemrograman, berdasarkan logika solver tumpukan berbasis.
PLC modern dapat diprogram dalam berbagai cara, dari logika tangga dengan bahasa pemrograman yang lebih tradisional seperti BASIC dan C. Cara lain adalah Negara Logic , sebuah bahasa pemrograman tingkat tinggi yang dirancang untuk PLC program berdasarkan diagram keadaan transisi .
Banyak PLC awal tidak memiliki terminal menyertai program yang mampu representasi grafis dari logika, dan logika itu bukan direpresentasikan sebagai serangkaian ekspresi logika dalam beberapa versi format yang Boolean , mirip dengan aljabar Boolean . Sebagai terminal pemrograman berkembang, menjadi lebih umum untuk logika tangga yang akan digunakan, untuk alasan tersebut dan karena itu adalah format akrab digunakan untuk panel kontrol elektromekanis. Format baru seperti Logika Negara dan Blok Fungsi (yang mirip dengan logika cara digambarkan ketika menggunakan logika sirkuit digital terpadu) ada, tetapi mereka masih tidak sepopuler logika tangga. Alasan utama untuk ini adalah bahwa PLC memecahkan logika dalam urutan diprediksi dan mengulangi, dan logika tangga memungkinkan programmer (orang yang menulis logika) untuk melihat masalah apapun dengan waktu dari urutan logika lebih mudah daripada yang mungkin di lain format.

[ sunting ] Pemrograman

Awal PLC, sampai dengan pertengahan 1980-an, yang diprogram dengan menggunakan panel pemrograman kepemilikan atau tujuan khusus pemrograman terminal , yang sering memiliki fungsi tombol khusus mewakili elemen logis berbagai program PLC. [2] Program yang tersimpan di kaset kartrid . Fasilitas untuk pencetakan dan dokumentasi yang sangat minim karena kurangnya kapasitas memori. PLC sangat tertua yang digunakan non-volatile memori inti magnetik .
Baru-baru ini, PLC diprogram dengan menggunakan aplikasi perangkat lunak pada komputer pribadi. Komputer terhubung ke PLC melalui Ethernet , RS-232 , RS-485 atau RS-422 kabel. Perangkat lunak pemrograman memungkinkan masuk dan mengedit logika tangga-gaya. Umumnya perangkat lunak menyediakan fungsi untuk debugging dan pemecahan masalah perangkat lunak PLC, misalnya, dengan menggarisbawahi bagian-bagian dari logika untuk menunjukkan status saat ini selama operasi atau melalui simulasi. Perangkat lunak ini akan meng-upload dan download program PLC, untuk tujuan backup dan restorasi. Dalam beberapa model pengontrol yang dapat diprogram, program ini ditransfer dari komputer pribadi ke PLC meskipun papan pemrograman yang menulis program ke dalam sebuah chip dilepas seperti EEPROM atau EPROM .

[ sunting ] Fungsi

Fungsi PLC telah berkembang selama bertahun-tahun untuk menyertakan berurut relay kontrol, kontrol gerakan, kontrol proses , sistem kontrol terdistribusi dan jaringan . Penanganan data, penyimpanan, pengolahan daya dan kemampuan komunikasi dari beberapa PLC modern kurang lebih setara dengan komputer desktop . PLC-seperti pemrograman dikombinasikan dengan remote I / O hardware, memungkinkan komputer desktop untuk keperluan umum tumpang tindih beberapa PLC dalam aplikasi tertentu. Mengenai kepraktisan ini pengendali komputer desktop berbasis logika, penting untuk dicatat bahwa mereka tidak diterima secara umum di industri berat karena komputer desktop berjalan pada sistem operasi yang kurang stabil dibandingkan PLC, dan karena perangkat keras komputer desktop biasanya tidak dirancang ke tingkat yang sama toleransi terhadap suhu, kelembaban, getaran, dan umur panjang sebagai prosesor yang digunakan dalam PLC. Selain keterbatasan hardware logika berbasis desktop, sistem operasi seperti Windows tidak meminjamkan diri untuk pelaksanaan logika deterministik, dengan hasil bahwa logika tidak selalu menanggapi perubahan keadaan logika atau status input dengan konsistensi ekstrim dalam waktu sebagai diharapkan dari PLC. Namun, aplikasi desktop seperti logika menemukan digunakan dalam situasi yang kurang kritis, seperti otomatisasi laboratorium dan digunakan dalam fasilitas kecil di mana aplikasi tidak terlalu menuntut dan kritis, karena mereka umumnya jauh lebih murah daripada PLC.
Dalam tahun-tahun terakhir, produk-produk kecil yang disebut PLRs (programmable logic relay), dan juga oleh nama yang mirip, telah menjadi lebih umum dan diterima. Ini sangat banyak seperti PLC, dan digunakan dalam industri ringan di mana hanya beberapa poin I / O (yaitu beberapa sinyal yang datang dari dunia nyata dan beberapa akan keluar) yang terlibat, dan biaya rendah yang diinginkan. Perangkat kecil ini biasanya dibuat dalam ukuran fisik umum dan bentuk dengan beberapa produsen, dan dicap oleh pembuat PLC yang lebih besar untuk mengisi low end berbagai produk. Nama populer meliputi Pengendali PICO, NANO PLC, dan nama lain yang menyiratkan pengendali sangat kecil. Sebagian besar memiliki antara 8 dan 12 input digital, 4 dan 8 output digital, dan sampai 2 input analog. Ukuran biasanya sekitar 4 "lebar, 3" tinggi, dan 3 "yang mendalam. Perangkat tersebut Kebanyakan termasuk perangko layar kecil berukuran LCD untuk melihat logika tangga disederhanakan (hanya sebagian sangat kecil dari program yang terlihat pada waktu tertentu) dan status poin I / O, dan biasanya ini layar disertai dengan rocker 4-arah tombol push ditambah empat lagi push-tombol yang terpisah, mirip dengan tombol tombol pada kontrol VCR jarak jauh, dan digunakan untuk menavigasi dan mengedit logika. Kebanyakan memiliki steker kecil untuk menghubungkan melalui RS-232 atau RS-485 ke komputer pribadi sehingga programmer dapat menggunakan aplikasi sederhana Windows untuk pemrograman bukan karena dipaksa untuk menggunakan LCD kecil dan push-tombol yang ditetapkan untuk tujuan ini. Tidak seperti biasa PLC yang biasanya modular dan sangat diperluas, yang PLRs biasanya tidak modular atau diperluas, tapi harga mereka dapat dua perintah besarnya kurang dari PLC dan mereka masih menawarkan desain yang kuat dan pelaksanaan logika deterministik.

[ sunting ] PLC topik

[ sunting ] Fitur

Panel kontrol dengan PLC (abu-abu elemen di tengah). Unit ini terdiri dari unsur-unsur yang terpisah, dari kiri ke kanan; power supply , controller, relay unit untuk di-dan output
Perbedaan utama dari komputer lainnya adalah bahwa PLC lapis baja untuk kondisi parah (seperti debu, kelembaban, panas, dingin) dan memiliki fasilitas untuk ekstensif input / output (I / O) pengaturan. Ini menghubungkan PLC ke sensor dan aktuator . PLC membaca batas switch , variabel proses analog (seperti suhu dan tekanan), dan posisi sistem penentuan posisi yang kompleks. Beberapa menggunakan visi mesin . Di sisi aktuator, PLC mengoperasikan motor listrik , pneumatik atau hidrolik silinder, magnetis relay , solenoida , atau output analog. Input / output pengaturan dapat dibangun menjadi sebuah PLC sederhana, atau mungkin memiliki PLC eksternal I / O modul melekat pada sebuah jaringan komputer yang dihubungkan ke PLC.

[ sunting ] Waktu pindai

Sebuah program PLC umumnya dilakukan berulang kali selama sistem dikendalikan berjalan. Status poin masukan fisik disalin ke daerah memori dapat diakses ke prosesor, kadang-kadang disebut "I / O Tabel Gambar". Program ini kemudian jalankan dari instruksi pertama diturunkan ke anak tangga terakhir. Butuh beberapa waktu untuk prosesor dari PLC untuk mengevaluasi semua anak tangga dan memperbarui tabel I / O gambar dengan status output. Kali ini scan dapat beberapa milidetik untuk sebuah program kecil atau pada prosesor cepat, tapi lebih tua menjalankan program PLC sangat besar bisa memakan waktu lebih lama (katakanlah, hingga 100 ms) untuk mengeksekusi program. Jika waktu scan terlalu panjang, respon dari PLC untuk kondisi proses akan terlalu lambat untuk menjadi berguna.
Seperti PLC menjadi lebih maju, metode dikembangkan untuk mengubah urutan eksekusi tangga, dan subrutin yang diterapkan. Hal ini disederhanakan pemrograman dan juga bisa digunakan untuk menghemat waktu memindai proses berkecepatan tinggi, misalnya, bagian dari program yang digunakan hanya untuk menyiapkan mesin bisa dipisahkan dari bagian-bagian yang diperlukan untuk beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi.
Tujuan khusus I / O modul, seperti modul modul timer atau counter, dapat digunakan di mana waktu scan dari prosesor terlalu lama untuk mengambil andal, misalnya, menghitung pulsa dari encoder poros. PLC relatif lambat masih bisa menafsirkan nilai-nilai dihitung untuk mengendalikan mesin, tetapi akumulasi pulsa dilakukan oleh modul khusus yang tidak terpengaruh oleh kecepatan eksekusi program.

[ sunting ] Sistem skala

Sebuah PLC kecil akan memiliki jumlah tetap koneksi yang dibangun untuk input dan output. Biasanya, ekspansi yang tersedia jika model dasar memiliki saya cukup / O.
PLC modular memiliki chassis (juga disebut rak) ke yang ditempatkan modul dengan fungsi yang berbeda. Prosesor dan pemilihan modul I / O adalah disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Beberapa rak dapat diberikan oleh prosesor tunggal, dan mungkin memiliki ribuan input dan output. Sebuah kecepatan tinggi khusus serial I / O link digunakan sehingga dapat didistribusikan rak jauh dari prosesor, kabel mengurangi biaya untuk tanaman besar.

[ sunting ] Antarmuka pengguna

PLC mungkin perlu berinteraksi dengan orang-orang untuk tujuan pelaporan konfigurasi, alarm atau kontrol sehari-hari. Sebuah antarmuka manusia-mesin (HMI) digunakan untuk tujuan ini. HMIS juga disebut sebagai antarmuka manusia-mesin (MMIs) dan antarmuka pengguna grafis (GUI). Sebuah sistem yang sederhana dapat menggunakan tombol dan lampu untuk berinteraksi dengan pengguna. Menampilkan teks tersedia serta grafis layar sentuh. Sistem yang lebih kompleks menggunakan pemrograman dan pemantauan perangkat lunak yang diinstal pada komputer, dengan PLC terhubung melalui antarmuka komunikasi.

[ sunting ] Komunikasi

PLC telah dibangun di port komunikasi, biasanya 9-pin RS-232 , tapi opsional EIA-485 atau Ethernet . Modbus , BACnet atau DF1 biasanya dimasukkan sebagai salah satu protokol komunikasi . Pilihan lain termasuk berbagai fieldbuses seperti DeviceNet atau Profibus . Komunikasi lainnya protokol yang dapat digunakan tercantum dalam Daftar otomatisasi protokol .
Kebanyakan PLC modern dapat berkomunikasi melalui jaringan untuk beberapa sistem lain, seperti komputer menjalankan SCADA (Supervisory Control Dan Data Acquisition) sistem atau web browser.
PLC digunakan dalam sistem I / O besar mungkin memiliki peer-to-peer (P2P) komunikasi antara prosesor. Hal ini memungkinkan bagian-bagian terpisah dari proses yang kompleks untuk memiliki kontrol individu sementara mengizinkan subsistem untuk mengkoordinasikan melalui link komunikasi. Link-link komunikasi juga sering digunakan untuk HMI perangkat seperti keypads atau PC -jenis workstation.

[ sunting ] Pemrograman

PLC program biasanya ditulis dalam aplikasi khusus di komputer pribadi, kemudian didownload oleh koneksi kabel langsung atau melalui jaringan ke PLC. Program ini disimpan dalam PLC baik dalam baterai yang didukung-up RAM atau beberapa lainnya non-volatile memori flash . Seringkali, sebuah PLC tunggal dapat diprogram untuk menggantikan ribuan relai . [4]
Di bawah IEC 61131-3 standar, PLC dapat diprogram dengan menggunakan standar berbasis bahasa pemrograman. Sebuah notasi pemrograman grafis yang disebut Grafik Fungsi Sequential tersedia pada kontroler diprogram tertentu. Awalnya kebanyakan PLC Ladder Diagram Logika Pemrograman dimanfaatkan, sebuah model yang ditiru panel kontrol perangkat elektromekanis (seperti kontak dan gulungan relay) yang diganti PLC. Model ini masih umum sekarang ini.
IEC 61131-3 saat ini mendefinisikan lima bahasa pemrograman untuk sistem kontrol Programmable: fungsi blok diagram (FBD), diagram tangga (LD), teks terstruktur (ST; mirip dengan bahasa pemrograman Pascal ), daftar instruksi (IL; mirip dengan bahasa assembly ) dan bagan fungsi sekuensial (SFC). Teknik ini menekankan logis dari operasi organisasi. [4]
Sementara konsep dasar pemrograman PLC yang umum untuk semua produsen, perbedaan I / O menangani, organisasi memori dan set instruksi berarti bahwa program PLC tidak pernah sempurna saling dipertukarkan antara pembuat yang berbeda. Bahkan dalam lini produk yang sama dari produsen tunggal, model yang berbeda mungkin tidak langsung kompatibel.

[ sunting ] PLC dibandingkan dengan sistem kontrol lainnya

Allen-Bradley PLC dipasang di panel kontrol
PLC beradaptasi dengan baik terhadap berbagai otomatisasi tugas. Ini biasanya proses industri di manufaktur, di mana biaya pengembangan dan pemeliharaan sistem otomatisasi relatif tinggi untuk total biaya otomatisasi, dan di mana perubahan pada sistem akan diharapkan operasional selama hidup. PLC berisi input dan output perangkat yang kompatibel dengan perangkat percontohan industri dan kontrol; desain listrik sedikit yang diperlukan, dan pusat-pusat desain mengekspresikan masalah pada urutan operasi yang diinginkan. Aplikasi PLC biasanya sangat disesuaikan sistem sehingga biaya sebuah PLC dikemas rendah dibandingkan dengan biaya desain custom built kontroler tertentu. Di sisi lain, dalam hal massa-memproduksi barang, sistem kontrol disesuaikan adalah ekonomi akibat biaya yang lebih rendah dari komponen, yang dapat secara optimal dipilih bukan solusi "generik", dan di mana non-berulang biaya rekayasa tersebar di ribuan atau jutaan unit.
Untuk volume tinggi atau sangat sederhana tetap otomatisasi tugas-tugas, teknik yang berbeda digunakan. Sebagai contoh, seorang konsumen pencuci piring akan dikontrol oleh sebuah elektromekanis waktu cam biaya hanya beberapa dolar dalam jumlah produksi.
Sebuah mikrokontroler desain berbasis akan sesuai di mana ratusan atau ribuan unit akan diproduksi dan sehingga biaya pembangunan (desain pasokan listrik, input / output hardware dan diperlukan pengujian dan sertifikasi) dapat tersebar di banyak penjualan, dan di mana ujung- pengguna tidak perlu mengubah kontrol. Aplikasi otomotif adalah contoh; jutaan unit yang dibangun setiap tahun, dan sangat sedikit pengguna akhir mengubah program ini pengendali. Namun, beberapa kendaraan khusus seperti transit bus ekonomi menggunakan PLC bukan adat-dirancang kontrol, karena volume yang rendah dan biaya pengembangan akan ekonomis. [5]
Kontrol proses yang sangat kompleks, seperti yang digunakan dalam industri kimia, mungkin memerlukan algoritma dan kinerja yang melampaui kemampuan tinggi bahkan kinerja PLC. Sangat kecepatan tinggi atau kontrol presisi juga mungkin memerlukan solusi khusus;. Misalnya, kontrol penerbangan pesawat Single-board komputer menggunakan semi-disesuaikan atau sepenuhnya proprietary hardware dapat dipilih untuk aplikasi kontrol sangat menuntut dimana perkembangan tinggi dan biaya pemeliharaan dapat didukung . "PLC lunak" yang berjalan di desktop komputer jenis dapat antarmuka dengan industri I / O hardware sementara program mengeksekusi dalam versi sistem operasi komersial disesuaikan untuk kebutuhan kontrol proses. [5]
Programmable pengendali yang banyak digunakan dalam gerakan kontrol, kontrol posisi dan kontrol torsi. Beberapa manufaktur memproduksi gerakan kontrol unit untuk diintegrasikan dengan PLC sehingga G-kode (melibatkan CNC mesin) dapat digunakan untuk menginstruksikan mesin gerakan. [ kutipan diperlukan ]
PLC dapat mencakup logika untuk single-variabel loop kontrol umpan balik analog, "proporsional, integral, derivatif" "atau pengontrol PID ". Sebuah loop PID dapat digunakan untuk mengontrol suhu dari proses manufaktur, misalnya. PLC historis biasanya dikonfigurasi dengan hanya beberapa loop kontrol analog, di mana proses ratusan atau ribuan diperlukan loop, suatu sistem kontrol terdistribusi (DCS) bukan akan digunakan. Seperti PLC telah menjadi lebih kuat, batas antara DCS dan PLC aplikasi telah menjadi kurang jelas.
PLC memiliki fungsi yang sama sebagai Remote Terminal Unit . Sebuah RTU Namun, biasanya tidak mendukung algoritma kontrol atau loop kontrol. Sebagai perangkat keras dengan cepat menjadi lebih kuat dan lebih murah, RTU , PLC dan DCSs semakin mulai tumpang tindih dalam tanggung jawab, dan banyak vendor menjual RTU dengan PLC-seperti fitur dan sebaliknya. Industri ini telah standar pada IEC 61131-3 fungsional blok bahasa untuk membuat program untuk berjalan pada RTU dan PLC, meskipun hampir semua vendor juga menawarkan alternatif kepemilikan dan lingkungan pengembangan yang terkait.
Dalam beberapa tahun terakhir "Keselamatan" PLC sudah mulai menjadi populer, baik sebagai model standalone (Pilz PNOZ Multi Sakit dll) atau sebagai fungsi dan keselamatan-nilai arsitektur hardware yang ditambahkan ke kontroler yang ada (Allen Bradley Guardlogix, Siemens F-series dll ). Ini berbeda dari jenis PLC konvensional sebagai cocok untuk digunakan dalam keamanan aplikasi kritis yang PLC secara tradisional telah dilengkapi dengan terprogram relay pengaman. Sebagai contoh, sebuah PLC Keselamatan dapat digunakan untuk mengontrol akses ke sel robot dengan terjebak-tombol akses , atau mungkin untuk mengelola respon shutdown untuk suatu berhenti darurat pada lini produksi berjalan. PLC seperti biasanya memiliki instruksi biasa dibatasi diatur ditambah dengan instruksi keselamatan-khusus dirancang untuk antarmuka dengan berhenti darurat, layar ringan dan sebagainya. Fleksibilitas yang seperti sistem menawarkan telah menghasilkan pertumbuhan yang cepat permintaan untuk kontroler ini.

[ sunting ] sinyal digital dan analog

Sinyal digital atau diskrit berperilaku sebagai saklar biner, hanya menghasilkan sebuah sinyal Aktif atau Tidak aktif (1 atau 0, Benar atau Salah, masing-masing). Push tombol, saklar batas, dan sensor fotolistrik adalah contoh perangkat yang menyediakan sinyal diskrit. Sinyal diskrit dikirim baik menggunakan tegangan atau saat ini , di mana rentang tertentu yang ditunjuk sebagai On dan Off lain sebagai. Sebagai contoh, sebuah PLC dapat menggunakan 24 V DC I / O, dengan nilai di atas 22 V DC mewakili Aktif, nilai dibawah 2VDC mewakili Off, dan nilai-nilai antara undefined. Awalnya, PLC hanya discrete I / O.
Sinyal analog seperti kontrol volume, dengan kisaran nilai antara nol dan skala penuh. Ini biasanya diinterpretasikan sebagai nilai-nilai integer (jumlah) oleh PLC, dengan berbagai kisaran akurasi tergantung pada perangkat dan jumlah bit yang tersedia untuk menyimpan data. Seperti PLC biasanya menggunakan 16-bit prosesor biner ditandatangani, nilai-nilai integer terbatas antara 32.767 -32.768 dan. Tekanan, temperatur, aliran, dan berat badan sering diwakili oleh sinyal analog. Sinyal analog dapat menggunakan tegangan atau saat ini dengan besarnya sebanding dengan nilai sinyal proses. Sebagai contoh, analog 0 - 10 V input atau 4-20 mA akan dikonversi menjadi nilai integer 0 - 32767.
Input saat ini kurang sensitif terhadap kebisingan listrik (yakni dari tukang las atau motor listrik mulai) daripada tegangan input.

[ sunting ] Contoh

Sebagai contoh, katakanlah fasilitas perlu menyimpan air dalam tangki. Air diambil dari tangki oleh sistem lain, sesuai kebutuhan, dan sistem contoh kita harus mengelola tingkat air di dalam tangki.
Hanya menggunakan sinyal digital, PLC memiliki dua input digital dari switch mengambang (Low Level dan High Level). Ketika permukaan air berada di atas saklar menutup kontak dan melewati sinyal ke input. PLC menggunakan output digital untuk membuka dan menutup inlet valve ke dalam tangki.
Bila tingkat tetes air cukup sehingga beralih Tingkat Rendah float aktif (down), PLC akan membuka katup untuk membiarkan lebih banyak air in Setelah tingkat air meningkat cukup sehingga beralih Tingkat Tinggi pada (atas), yang PLC akan menutup inlet untuk menghentikan air dari meluap. Anak tangga ini adalah contoh dari segel-dalam (menempel) logika. Output disegel dalam sampai beberapa kondisi istirahat sirkuit.
 | |
 | Low Level Tingkat Tinggi Isi Valve |
 |------[/]------|------[/]----------------------( OUT )---------|
 | | |
 | | |
 | | |
 | Isi Valve | |
 |------[ ]------| |
 | |
 | |
Sebuah sistem analog mungkin menggunakan air sensor tekanan atau load cell , dan kontrol (mencekik) disesuaikan (misalnya dengan katup) dari mengisi tangki.
Dalam sistem ini, untuk menghindari 'mengipas' penyesuaian yang dapat aus katup, PLC banyak memasukkan " hysteresis "yang pada dasarnya menciptakan sebuah" deadband "aktivitas. Seorang teknisi menyesuaikan mati band ini sehingga katup bergerak hanya untuk perubahan yang signifikan dalam tingkat. Hal ini pada gilirannya akan meminimalkan gerakan katup, dan mengurangi keausan nya.
Sebuah sistem nyata mungkin menggabungkan kedua pendekatan, menggunakan switch mengambang dan katup sederhana untuk mencegah tumpahan, dan sensor kecepatan dan katup untuk mengoptimalkan tingkat tarif isi ulang dan mencegah palu air . Backup dan pemeliharaan metode dapat membuat sistem nyata yang sangat rumit.