I gcórais rialaithe uathoibrithe tionsclaíocha, tá lasca teorann mar phríomhchuid chun gluaiseacht mheicniúil a thiontú go comhartha leictreach, agus tá na feidhmeanna lárnacha aige maidir le braite suímh, rialú stróc agus cosaint sábháilteachta. Cinneann éagsúlacht an aschuir comhartha go díreach an tsolúbthacht a bhaineann le meaitseáil le Rialaitheoirí Loighic In-ríomhchláraithe. Sa pháipéar seo, déantar anailís mhionsonraithe ar an gcineál aschuir comhartha, prionsabal oibre, naisc chrua-earraí agus cláir loighic na lasca teorann, a sholáthraíonn tagairt theicniúil do dhearadh córas rialaithe tionsclaíoch.
Cineál aschuir chomhartha le haghaidh lasca suímh teoranta
Tá aschur comhartha lasca teorann roinnte ina dhá phríomhchineál: cineál teagmhála agus cineál neamhtheagmhála. Áiríonn Gan Tadhaill freisin bealaí éagsúla teicniúla ar nós modhanna ionduchtach, capacitive, fótaileictreach, maighnéadacha agus ultrasonaic. Léiríonn cineálacha éagsúla lasca teorann difríochtaí soiléire i dtréithe na gcomharthaí, i gcásanna feidhmchláir agus i modhanna meaitseála le fáinní céimnithe.
Lasca Teorainn 1.Contact
Déanann lasca teorainn teagmhála aschur comhartha a bhaint amach tríd an teagmháil mheicniúil a oscailt agus a dhúnadh. Tá a gcroí-struchtúr comhdhéanta de mheicníocht oibriúcháin, córas teagmhála agus earrach athshocraithe. Nuair a thagann na comhpháirteanna atá ag gluaiseacht i dteagmháil leis an meicníocht oibriúcháin, athraíonn an córas teagmhála a staid agus táirgeann sé comhartha leictreach. De réir an stáit teagmhála, is féidir lasca teorainn teagmhála a roinnt sna cineálacha oscailte (NO) agus de ghnáth dúnta (NC):
- Gnáth Oscailte (NÍL): Mar réamhshocrú, tá an teagmháil oscailte agus níl aon aschur comhartha. Nuair a spreagtar comhpháirt atá ag gluaiseacht, dúnann an teagmháil, ag seoladh amach comhartha leictreach.
- Dún Gnáth (NC): Tá an teagmháil dúnta de réir réamhshocraithe, le haschur leanúnach. Nuair a spreagtar comhpháirt atá ag gluaiseacht, osclaíonn an teagmháil, ag cur isteach ar an comhartha.
- Tá buntáistí ag baint le lasca teorann teagmhála a bhaineann le struchtúr simplí, le costas íseal agus le cumas láidir in aghaidh an chomhraice. Úsáidtear go forleathan é in uirlisí meaisín, ardaitheoirí agus línte iompair. Mar sin féin, tá seans maith go gcaithfí agus go cuimilt ar a dteagmhálacha meicniúla, bíonn tionchar ag minicíocht úsáide ar a saol seirbhíse, agus luasann siad freagra sách mall (de ghnáth i milleasoicindí).
2.Lasca Teorainneacha Teagmhála neamh-
Aimsíonn na lasca teorainn gan tadhall athruithe i gcainníochtaí fisiceacha (cosúil le ionduchtacht, toilleas, déine solais nó neart réimse maighnéadach) idir an sprioc-réad agus an braiteoir chun aschur comhartha a bhaint amach gan teagmháil mheicniúil. Tá sé tréithrithe ag luasanna freagartha ard, saol seirbhíse fada agus iontaofacht ard. De réir a phrionsabail braite, is féidir na lasca teorainn gan tadhall a roinnt sna cineálacha seo a leanas:
(1) Lasca Teorainn Ionduchtach
Aimsíonn lasca teorann ionduchtacha rudaí miotail ag baint úsáide as prionsabail ionduchtaithe leictreamaighnéadacha. Nuair a théann an sprioc miotail isteach i raon braite an braiteora, laghdaítear aimplitiúid an chiorcaid ascalaithe, rud a chuireann aschur comhartha faoi deara. De ghnáth is comhartha lasc (leibhéil arda/íseal) iad a gcuid comharthaí aschuir is féidir a nascadh go díreach le modúl ionchuir digiteach PLC. Tá lasca teorann ionduchtacha oiriúnach do chásanna braite miotail mar aimsiú suímh uirlisí agus sórtáil comhpháirteanna miotail in uirlisí meaisín.
(2) Lasca Teorainn Capacitive
Braitear toilleas na gcomharthaí aschuir idir an sprioc-réad agus an leictreoid braite trí lasc teorannú toilleas. Nuair a théann sprioc neamh-mhiotalacha, mar shampla plaisteach, ábhar leachtach nó cáithníneach, isteach sa raon braite, athraíonn an luach toilleas, rud a chuireann aschur comhartha ar bun. Is comhartha malairte iad a gcuid comharthaí aschuir freisin, ach tá a n-achar braite níos giorra ná an cineál ionduchtach, agus bíonn tionchar níos mó ag taise agus teocht chomhthimpeallach orthu. Is minic a úsáidtear lasca teorann capacitive i bhrath leibhéal ábhair agus i suíomh meaisín pacáistithe.
(3) Lasca Teorainn Fhótaileictreach
Aimsíonn lasca teorann fhótaileictreach an réad sprice tríd an éifeacht fhótaileictreach. Ag brath ar a raon optúil, is féidir iad a rangú i dtarchuradóirí, frithchaiteoirí agus frithchaiteoirí idirleata:
Solas tarchurtha: tá tarchuradóirí agus glacadóirí suiteáilte ar leithligh. Nuair a bhlocálann réad sprice cosán an tsolais, spreagann sé comhartha. Fágann a n-achar braite (suas go dtí roinnt dosaen méadar) iad oiriúnach le haghaidh cianshuímh.
Machnamh: Tá an tarchuradóir agus an glacadóir comhtháite in aonad amháin. Tá frithchaiteoir ag teastáil chun comhartha a tharraingítear nuair a fhrithníonn réad sprice solas ar ais go dtí an glacadóir a oibriú. Tá a n-achar braite measartha.
Frithchaiteach Idirleata: Comhtháthaítear an tarchuradóir agus an glacadóir in aonad amháin freisin. Spreagtar an comhartha nuair a bhíonn solas idirleata ó dhromchla an réad sprice chuig an nglacadóir gan gá le frithchaiteoir. Mar sin féin, tá a n-achar braite sách gearr (níos lú ná 1 mhéadar de ghnáth), rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach le haghaidh suite gar.
Fótavoltach teoranta-suíomh lasc aschuir luas freagartha comhartha (raon microshecond), a úsáidtear go forleathan i línte táirgeachta uathoibrithe, sórtáil lóistíochta, suíomh róbait agus cásanna eile.
(4) Lasca Teorainn Mhaighnéadacha
Úsáideann lasca teorann maighnéadach éifeacht Halla nó éifeacht maighnéadairéiseach chun athrú réimse maighnéadach a bhrath. Nuair a théann réad maighnéadach, mar mhaighnéad buan, isteach sa raon braite, aschuireann an braiteoir comhartha leictreach. Is comhartha ar-a n-aschur iad a bhfuil friotaíocht láidir jamming acu, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach chun suíomh a bhrath i dtimpeallachtaí crua (amhail ola agus deannach), amhail aiseolas ar shuíomh an tsorcóra hiodrálach agus braite oscailt comhla.
(5) Lasca Teorainn Ultrasonach
Déanann teorainn ultrasonaic achar a thomhas trí thonnta ultrasonaic a astú agus am macalla a bhrath. Nuair a théann an réad sprice isteach i raon socraithe, aschuireann an braiteoir comhartha leictreach. Is féidir a bheith ina gcuid comharthaí aschuir mar chomharthaí aistrithe nó mar chomharthaí analógacha (cianluachanna), atá oiriúnach do chásanna braite achair éadadhaill mar bhrath airde stoic ábhar agus seachaint constaicí róbait.
Modhanna Meaitseála Lasca Teorainn agus Lúb Glais Céime
D'fhonn tarchur comhartha iontaofa agus loighic ceart rialaithe a áirithiú, is gá naisc chrua-earraí agus ríomhchlárú loighce a chur le chéile chun an lasc suímh teoranta a mheaitseáil leis an lúb glasáilte céime.
1. Nasc crua-earraí
(1) Meaitseáil Soláthar Cumhachta
Caithfidh voltas soláthair lasca teorann leibhéal voltais an mhodúil ionchuir PLC a mheaitseáil. Tacaíonn modúil ionchuir coitianta PLC le soláthairtí cumhachta DC24V nó AC220V, agus is gnách go n-oibríonn lasca suímh teoranta ar DC12V, DC24V nó AC220V. Mura meaitseálann an voltas, is féidir leat modúl tiontaithe cumhachta (amhail tiontaire DC-DC) nó sealaíochta a úsáid chun coigeartú a dhéanamh.
(2) Meaitseáil Cineál Comhartha
Ní mór don chineál aschuir comhartha (NPN nó PNP) de na lasca teorainn a mheaitseáil le cineál glactha comhartha an mhodúil ionchuir PLC:
- Lasca Teorainn NPN: tá críochfort aschuir ceangailte le críochfort coiteann (COM) agus deireadh talún (GND) den mhodúl ionchuir PLC, agus tá an líne comhartha ceangailte le pointe ionchuir PLC. Nuair a spreagtar é, tarchuirtear an líne chomhartha go dtí an talamh agus aimsíonn pointe ionchuir PLC comhartha leibhéal íseal.
- Lasca Teorainn PNP: Tá an críochfort aschuir ceangailte leis an teirminéal coiteann (COM) agus soláthar cumhachta dearfach (VCC) den mhodúl ionchuir PLC, agus tá an líne comhartha ceangailte le pointe ionchuir PLC. Nuair a spreagtar é, tá an líne comhartha ceangailte leis an soláthar cumhachta dearfach, agus aimsíonn pointe ionchuir PLC an comhartha chun cinn.
- Mura bhfuil cineál comhartha an lasc teorann ag teacht le PLC, is féidir modúl comhshó comhartha (amhail tiontairí NPN-PNP) nó sealaíochta a úsáid le haghaidh comhshó.
(3) Optamú Sreangaithe
D'fhonn feabhas a chur ar chumas an chórais in aghaidh-chur isteach an chórais, ba cheart na prionsabail seo a leanas a leanúint agus lasc teorainn á nascadh le fáinne glasáilte céime:
- Úsáid Cábla Sciathaithe: I gcás tarchur achair fhada nó cur isteach tromchúiseach leictreamaighnéadach, úsáidfear cábla sciath chun lasca teorann agus fáinní glasála céimnithe a nascadh, agus cuirfear an ciseal sciath ar thalamh.
- Soláthar Cumhachta Neamhspleách: soláthraíonn sé an soláthar cumhachta neamhspleách le haghaidh lasca teorann, seachnaíonn sé an soláthar cumhachta cumhachta a roinnt le modúl aschuir PLC nó trealamh ardchumhachta eile, laghdaítear na luaineachtaí cumhachta ar an tionchar comhartha.
- Cosaint teagmhála: Le haghaidh lasca teorainn teagmhála, is féidir ciorcaid nó dé-óid ionsú RC a nascadh go comhthreomhar idir teagmhálacha chun an stua a tharlaíonn nuair a osclaítear an teagmháil a chosc, ag leathnú an tsaoil teagmhála.
2. Clárú Loighic
(1) Cumraíocht Pointe Ionchuir
I mbogearraí ríomhchlárúcháin PLC, ní mór go mbeadh an cineál comhartha ceart (ard nó íseal) ag an bpointe ionchuir atá nasctha le lasc suímh teoranta agus caithfidh sé a bheith comhsheasmhach leis an modh nasctha crua-earraí. Mar shampla, má úsáidtear lasc teorann NPN, ba cheart an pointe ionchuir PLC a chumrú chun a bheith íseal-deireadh gníomhach.
(2) Dearadh Loighic Rialaithe
Ní mór loighic rialaithe na lasca teorann a dhearadh de réir cásanna sonracha iarratais. Áirítear le loighic choiteann:
- Rialú turas: Spreagtar an mótar chun stop a chur nó aisiompú trí úsáid a bhaint as lasc suímh teoranta chun suíomh deiridh na gcomhpháirteanna atá ag gluaiseacht a bhrath. Mar shampla, i líne táirgeachta uathoibrithe, nuair a bhogann an cart ar dheis, cuirtear an lasc teorainn i bhfeidhm, agus déanann an comhartha aschuir PLC an mótar a aisiompú, rud a fhágann go bhfuil an cart ag bogadh ar chlé.
- Cosaint sábháilteachta: bain úsáid as lasca teorann chun limistéir chontúirteacha a bhrath, ag spreagadh stadanna éigeandála. I bpróiseáil uirlisí meaisín, mar shampla, nuair a bhogann an meaisín go dtí a theorainn, déantar lasc teorann a spreagadh agus déanann PLC an mótar a ghearradh láithreach chun damáiste a chosc don trealamh.
- Rialú Seicheamhach: Déantar an rialú casta seicheamhach ar ghluaisne a bhaint amach trí roinnt lasca teorann a chomhcheangal. Mar shampla, i rialú giotán, cuireann an teaglaim den lasc teorainn suímh bunaidh, lasc teorainn tosaigh beathaithe agus lasc teorainn deiridh beatha ar chumas lúb uathoibríoch, beathú tapa, beathú agus cúlú tapa an ghiotán.
(3) Diagnóis agus Láimhseáil Lochtanna.
D'fhonn iontaofacht an chórais a fheabhsú, ba cheart an loighic diagnóis lasca teorann a chur isteach sa chlár PLC, mar shampla:
- Brath caillteanas comhartha: úsáid a bhaint as lasc ama chun a fháil amach cé acu ar tháinig nó nár athraigh an teorainn-chomhartha lasctha san am sonraithe. Má théann sé as am, spreagann sé aláram.
- Brath Coimhlinte Comhartha: Aimsítear an bhfuil comharthaí ó lasca teorann comheisiatach, amhail lasca teorannaithe chun tosaigh agus droim ar ais, gníomhach ag an am céanna. Más amhlaidh, cuir an t-aláram amach.
- Feidhm Athshocraigh Láimhe: Tar éis mífheidhm a bheith ann, ní mór an comhartha locht a ghlanadh de láimh (mar shampla, trí bhrú ar an gcnaipe athshocraithe) chun gnáthoibriú an chórais a athbhunú.
Anailís ar Chásanna Iarratais
Sa pháipéar seo, tugtar isteach modh meaitseála lasca teorann agus PLC go mion trí rialú cómhalartach tralaí i líne táirgeachta uathoibríoch a ghlacadh mar shampla:
1. Comhdhéanamh an Chórais
- Comhpháirteanna Gluaiste: Cairteacha a ghluaiseann ar chlé agus ar dheis feadh an treoir-ráille.
- Tiomáint: Mótar a thiomáineann tram trí ghiarbhosca.
- Lasc teorann: Úsáidtear lasc teorainn chlé (cineál NC) agus lasc teorann ceart (cineál NÍL) chun suíomh an tralaí ar chlé agus ar dheis a bhrath, faoi seach.
- PLC: Branda PLC uilíoch, le tacaíocht do sholáthar cumhachta DC24V agus cineálacha comhartha PNP.
2. Nasc crua-earraí
- Meaitseáil Soláthar Cumhachta: feidhmíonn lasca teorann i DC24V agus meaitseálann siad leibhéal voltais na modúil ionchuir PLC, mar sin níl aon chomhshó ag teastáil.
- Meaitseáil Cineál Comhartha: Is é an lasc teorann ceart NÍL cineál, a éilíonn úsáid athsheachadáin a thiontú go comhartha PNP. Go sonrach, tá críochfort aschuir an lasc teorainn ceangailte leis an gcorna sealaíochta, agus tá deireadh teagmhála oscailte gnáth an sealaíochta ceangailte le críochfort coiteann (VCC) an mhodúil ionchuir PLC agus an taobh eile go dtí an pointe ionchuir PLC. Is cineál NC é an lasc teorainn chlé agus tá sé ceangailte go díreach leis an teirminéal coiteann (VCC) agus pointe ionchuir an mhodúil ionchuir PLC (ní mór é a chumrú mar chríoch íseal atá gníomhach sa chlár PLC).
- Optimization Sreangaithe: ag baint úsáide as cáblaí Sciath lasca teorainn nasc agus PLC, sciath talamh ciseal. Soláthraítear soláthar cumhachta neamhspleách DC24V le haghaidh lasca teorann chun comhroinnt soláthair cumhachta le modúil aschuir PLC a sheachaint.
3. Clárú Loighic
Cumraíocht Pointe Ionchuir: I mbogearraí ríomhchláraithe PLC, tá cumraíocht an phointe ionchuir chuig an lasc teorann ar dheis ard agus tá cumraíocht an phointe ionchuir ar an lasc teorainn chlé íseal.
Dearadh loighic rialaithe:
- Rialú tosaithe: Brúigh an cnaipe tosaithe agus aschuir PLC comhartha a casadh an mótar ar aghaidh agus a bhogann an carr ar dheis.
- Brath Teorainn Chirt: Nuair a aistríonn an cart ar dheis, déantar an lasc teorann ceart a spreagadh, déantar athsheachadáin a dhúnadh, agus braiteann pointí ionchuir PLC comharthaí chun cinn. Ansin aschuireann PLC comhartha chun an mótar a aisiompú agus an tralaí a bhogadh ar chlé.
- Brath Teorainn Chlé: Nuair a bhogann an tralaí ar an taobh clé, cuirtear an lasc teorainn chlé agus braitheadh comhartha ísealleibhéil ag pointe ionchuir PLC. Ansin aschuireann PLC comhartha a chasann an mótar ar aghaidh agus a bhogann an tralaí ar dheis.
- RIALÚ STOP: Trí bhrú ar an gcnaipe stad, gearrann PLC an mótar agus stopann sé tairiscint an tralaí.
Diagnóisiú agus Láimhseáil Lochtanna:
- Brath Caillteanas Comhartha: Bain úsáid as lasc ama chun a fháil amach cé acu atá nó nach bhfuil an comhartha lasc teorainn ceart athraithe i 10 soicind. Má tharlaíonn an teorainn ama, spreagtar aláram "locht ar an teorainn cheart".
- Brath Coimhlinte Comhartha: Aimsítear cé acu an bhfuil comharthaí ó na lasca teorann clé-ar dheis gníomhach ag an am céanna. Más amhlaidh, cuir tús le haláram “coimhlint teorann”.
Feidhm Athshocraigh Lámhleabhar: tar éis an teip, brúigh an cnaipe athshocrú chun an comhartha locht a ghlanadh, gnáthoibriú an chórais a athbhunú.
RÉAMHRÁ Conclúid:
Mar phríomhchuid de chórais rialaithe uathoibrithe tionsclaíocha, soláthraíonn an lasc suímh teoranta modhanna éagsúla aschuir comhartha agus rogha solúbtha maidir le dearadh córais. Tríd an gcineál comhartha, voltas soláthair agus modhanna sreangú lasca teorann a mheaitseáil go réasúnta, agus é a chomhcheangal le cláir loighic PLC, is féidir braite suímh ardéifeachtúlachta agus iontaofa agus rialú tairiscint a bhaint amach. In iarratais phraiticiúla, ba cheart cineálacha lasc teorann iomchuí a roghnú de réir riachtanais an cháis ar leith agus ba cheart na cleachtais is fearr maidir le naisc chrua-earraí agus cláir loighce a leanúint chun cobhsaíocht agus slándáil an chórais a áirithiú. Le forbairt Tionscal 4.0 agus Idirlíon na Rudaí (IoT), tá lasca teorann ag bogadh i dtreo cliste, líonraithe, agus déanfar iad a chomhtháthú go domhain le feistí cosúil le PLC, braiteoirí, agus actuators sa todhchaí, ag tabhairt níos mó féidearthachtaí maidir le rialú uathoibrithe tionsclaíoch.
