Ona programu imetajwa kama "Clean" na mpangishi wake.
Utangulizi.
01
Hii ni kipindi cha kwanza katika mfululizo wa sehemu 8.
02
Mfululizo huu ni kuhusu vidhibiti vya mantiki programu, au PLC kama zinavyojulikana kwa kawaida.
Je, PLC ni nini, unauliza?
Kwa kifupi, ni kifaa cha udhibiti wa viwandani ambacho kinaweza kuprogramu na kutumika kwa madhumuni mengi.
Zinatumiwa katika sekta mbalimbali, katika viwanda, katika huduma za umma, na katika maeneo yoyote ambapo mashine za viwandani zinahitaji kudhibitiwa.
03
Wao ni mfumo kamili unaojumuisha vifaa, programu, na mazingira ya utengenezaji, uliobuniwa mahususi kwa ajili ya vifaa vya viwandani vinavyotumia utumiaji wa moja kwa moja.
Labda njia bora zaidi ya kuzielezea ni kuanza kwa kutoa taarifa kidogo ya kihistoria kuhusu mambo ambayo yalitangulia.
04 Awali ya Uendeshaji Otomatiki
Labda umesikia kuhusu mashine ya usaili ya Jacquard ya karne ya 19, na matumizi yake ya kadi za kuchapishwa, kuhusiana na kuwa mojawapo ya teknolojia ambayo hatimaye ilisababisha kompyuta.
Hata hivyo, kwa madhumuni yetu hapa, umuhimu wake ni kwamba ilikuwa aina ya awali ya mfumo wa udhibiti wa uendeshaji katika viwanda, kwani ilikuwa ikiendesha mashine katika kiwanda.
05
Kwa aina nyingine za mashine, njia ya kawaida ya mitambo ya kuhakikisha kwamba sehemu mbalimbali za mashine ngumu huenda kwa pamoja ilikuwa kupitia matumizi ya shaft na cams.
Msururu wa cams zilizopo kwenye shaft au seti ya shafts zilizounganishwa na gia, zinaweza kusogeza sehemu za mashine, kuzima au kuwasha valves, na kwa ujumla kuunganisha sehemu za mashine.
Kwa kuenea kwa matumizi ya umeme katika viwanda katika karne ya 20, ilikuwa sasa inawezekana kutumia teknolojia mpya ya umeme ili kufanya kazi za udhibiti na uendeshaji.
06 Asili ya Mantiki ya Relay.
Nitahitaji kueleza baadhi ya terminolojia za umeme na mitambo hapa, kwani ni muhimu kuelewa maneno haya na dhana zilizomo ndani yake ili kuelewa PLC, kwani PLC ni maendeleo ya vizazi vyake vya awali na hutumia maneno yanayofanana.
Kabla ya PLC, ilikuwepo kile kilichojulikana kama "mantiki ya relay".
07 Ni nini Relay?
Relay ni kifaa cha umeme na mitambo ambacho kinatambua na kudhibiti mtiririko wa umeme.
Relay ina "coil" ambayo, kama jina linavyoonyesha, ni bobini ya waya inayoweza kupeleka umeme.
Unapotoa nishati kwenye coil, yaani unapotoa umeme kwake, inakuwa sumaku.
08
Sumaku hii huvuta sehemu ya chuma.
Sehemu ya chuma ni kipande kinachohamia ambacho huvutwa na coil inapopokea nishati.
Kitufe ambacho kinachofungwa ni kinachojulikana kama "kusababisha kufungwa."
Kufungwa ni kinachojulikana kama "kusababisha kufunguliwa."
Majina mengine ya hali hizi ni "kuvutwa ndani" na "kuacha" mtawalia.
09
Armature inatumiwa kuambatana na moja au zaidi ya mawasiliano.
Unaweza kufikiria mawasiliano kama swichi.
Pale swichi inapogushwa katika njia moja, njia ya umeme inafungwa na mkondo unaweza kuendelea.
Pale inapogushwa katika njia nyingine, njia ya umeme inakatwa na mtiririko wa umeme unasimama.
10
Mawasiliano yanaweza kuwa ya kawaida ya kufunguliwa, ambapo njia inafungwa na mkondo unaweza kuendelea pale relay inapowashwa.
Kwa njia nyingine, zinaweza kuwa zimefungwa kwa kawaida, ambapo njia hiyo imefungwa na sasa inaweza kusonga wakati relay inazima.
Relay inaweza, na kwa kawaida ina, anwani nyingi, ikiwa ni pamoja na zile ambazo zinafunguliwa kwa kawaida na zile ambazo zimefungwa kwa kawaida.
Kumbuka maneno haya: coil, anwani, kufunguliwa kwa kawaida, na kufungwa kwa kawaida.
11 Ni nini Relay ya Kufunga (Latching Relay)?
Kuna aina maalum ya relay inayojulikana kama relay ya kufunga.
Hii ilitumika mara kwa mara tu katika mzunguko wa udhibiti wa relay, lakini dhana nyuma yake itakuwa muhimu zaidi tunapozungumzia PLC halisi.
Relay ya kufunga ina coils mbili.
Coil moja hutumika kuwasha au "kusawazisha" relay.
Uwindaji mwingine hutumika kuzima au "kurejesha" relay.
12
Relay ina mfumo wa kuzuia mitambo au sumaku ambayo hutumika kuweka relay katika hali iliyowekwa (au kwa maneno mengine, iliyofungwa) hata ikiwa uwindaji wa kuweka umepunguzwa nguvu.
Lazima uweke nguvu kwenye uwindaji wa kurejesha ili kurejesha au "kufungua" relay.
Relay inayozuia inatoa sawa na "bit" moja ya kumbukumbu ambayo inaendelea na hali yake ya mwisho hata ikiwa nishati ya mashine imezimwa.
13
Relay zinazozuia zilitumika katika matumizi ambapo ilikuwa muhimu kwamba mzunguko wa mantiki wa relay ukumbuke hali yake ya mwisho.
Ingawa hazitumiki mara kwa mara katika mzunguko wa udhibiti wa relay kwa sababu ya gharama na utata wao, wazo lilikuwa kutumika kwa kiasi kikubwa katika programu za PLC wakati maagizo ya kuweka na kurejesha yaliyotolewa ambayo yalifanya kazi sawa katika programu ambapo hakukuwa na maswala sawa ya gharama ya kuwa na wasiwasi.
14
Hivyo, maagizo ya kuweka na kurejesha yangekuwa ya kawaida zaidi katika programu za PLC kuliko yalivyokuwa wakati zilikuwa relay halisi.
Ongeza maneno haya kwenye orodha yako ya mambo ya kukumbuka - kufunga, kufungua, kuweka na kurejesha.
15. Ni nini kontaktori?
Nitakwenda kusema neno lingine sasa, kwa sababu labda litakuwa muhimu baadaye.
Hii ndiyo "contactor".
Mkataba ni kitu ambacho kimsingi ni kama swichi kubwa.
Ina matumizi ya kawaida, hurejelewa kwa udhibiti wa mizigo mikubwa ya umeme, kama vile motors na vifaa vya kupasha joto.
16
Vifaa vidogo vya kusambaza umeme kawaida huitwa "relays", au wakati mwingine "relays za kudhibiti".
Hizi hutumika kuunda mzunguko wa mantiki au kudhibiti vifaa vidogo vya umeme kama vile taa au valves za hewa au maji.
Hii inaweza kuonekana kama maneno mengi magumu, lakini tafadhali subiri, nitatumia mifano inayohusiana na kompyuta ili kueleza vizuri.
17 Vifaa vya Ingizo na Toleo.
Ikiwa unataka kufanya kazi muhimu, utahitaji baadhi ya vifaa vya pembeni (I/O).
Vifaa vya kawaida vya kuingiza data ni pamoja na vifuatavyo.
18
Bonyeza vifungo.
Hizi ni vifungo ambavyo husukumwa na opereta ili kuamuru mashine kufanya kitu fulani.
19
Selector switches.
Hizi ni swichi ambazo kawaida huzungushwa ili kuzima au kuwasha na kisha kukaa katika nafasi yao.
Haya nafasi nyingi, na kila nafasi inaweza kuwezesha ingizo tofauti.
20
Mawingu. Haya mawingu ambayo hutumika kutoa maelezo kwa opereta.
21
Swichi za kikomo.
Hizi ni swichi za mitambo ambazo sehemu za mashine huizima, badala ya opereta kuizima.
Hii inaweza kutumika kuamua sehemu gani za mashine zinazopatikana katika wakati fulani.
22
Vifaa vya kuhisi umbali.
Hizi ni kimsingi swichi za kikomo za hali imara ambazo ni za kuaminika zaidi kuliko swichi za mitambo kwani hazipati uharibifu kwa urahisi.
Mara nyingi hizi hufupishwa kama "proxies".
23
Vipimo vya solenoid.
Hizi ni kama virelay ambavyo hufunguliwa na umeme.
Hata hivyo, badala ya kuwezesha mawasiliano mengine ya umeme, huwezesha valve ya hewa au maji.
Valve hii, kwa kawaida, inaruhusu hewa au maji ya majimaji kusukuma piston ndani ya silinda, ambayo kisha husukuma sehemu fulani ya mitambo ya mashine.
Mashine ya kawaida itakuwa na sensa nyingi na valves za solenoid.
Mantiki ya Virelay 24
Pembejeo na pato hizi zote zinahitaji aina fulani ya mantiki ili kuzisawazisha.
Hapa ndipo virelay vya udhibiti viliingilia kati.
25
Ikiwa kuwa pato la kifaa kimoja cha umeme linaweza kudhibiti kifaa kingine cha umeme, basi ndio, virelay ni sawa na transistors za kielektroniki.
Hata hivyo, wakati transistors ni uvumbuzi wa katikati ya karne ya 20, relays zimetoka katikati ya karne ya 19.
26
Kama ilivyo kwa transistors, inawezekana kuweka mantiki katika mtandao wa waya unaounganisha relays pamoja, pamoja na pembejeo kutoka kwa swichi na vifaa vingine vya pembejeo.
Kwa kuunganisha sensorer na relays pamoja kwa utaratibu unaofaa, inawezekana kuunda mlolongo wa shughuli ngumu ili kudhibiti mashine kwa njia moja kwa moja.
27 Relay Boolean Logic
Kuunganisha mawasiliano ya relay katika mfululizo huunda "na" masharti.
Kuviunganisha kwa pandi huunda "au" masharti.
Kutumia mawasiliano ya relay ambayo hufungwa kwa kawaida huunda "si" masharti.
Kwa kuunganisha mawasiliano ya relay yenyewe nyuma katika mzunguko unaoelekea kwenye coil yake, inawezekana kwa relay kukumbuka hali yake mwenyewe.
Kila relay inaweza kufikiriwa kama biti moja ya mantiki katika mzunguko wa mantiki ya Boolean.
28 Vipima na Vifuatilia
Relay maalum za muda zinaweza kutumika kuunda kuchelewesha kwa wakati kati ya relay kuwa na nishati au kukosa nishati, na mawasiliano ya kufungwa au kufunguliwa.
Relay ya muda ambayo huweka kuchelewesha baada ya kuwa na nishati ni "timer ya kuchelewesha ya kuwasha".
Relay ya muda ambayo huweka kuchelewesha baada ya kukosa nishati ni "timer ya kuchelewesha ya kuzima".
29
Relay za muda mara nyingi zilikuwa za hewa.
Zilizokuwa na begi dogo la mpira ambalo lilifyonza hewa polepole kupitia shimo linaloweza kurekebishwa.
Begi hilo lingezuia relay kufunguliwa au kufungwa, kulingana na aina, hadi hewa ya kutosha ilivyofyonzwa ili iweze kufungwa au kufunguliwa.
Kwa usahihi zaidi au kwa kuchelewesha muda mrefu, timer za umeme zinaweza kutumika.
30
Rele maalum za counter zinaweza kutumika ili kuhitaji pembejeo ili kuwasha au kuzima mara fulani kabla ya kuamsha matokeo ya rele.
Counters kawaida hutumia mfumo wa ratchet kuhesabu hadi kiwango kilichopangwa kabla ya kuamsha.
31
Baadaye, rele za muda na za kuhesabu zilitumia timer na counter za kielektroniki, lakini hizi zilikuja baadaye wakati teknolojia ya rele ilikuwa inaanza kutoweka.
32 Paneli za Umeme
Rele nyingi ziliwekwa kwenye paneli ndani ya sanduku kubwa za umeme, na nyaya zikielekea kati yao, na pia hadi kwenye swichi za kikomo, valves, na vifaa vingine vilivyowekwa kwenye mashine.
33 Kubuni Mzungano wa Mantiki
Mantiki au programu ingeandikwa katika uchaguzi wa vifaa na katika nyaya zinazounganisha kati yao.
Ili kujenga na kueleza mantiki hii, mbunifu angeunda michoro ya umeme.
Michoro hii ingefuata moja ya mitindo miwili tofauti.
34
Katika mtindo mmoja, waya wawili wa nishati, iwe ni waya wa "hot" na wa "neutral" katika umeme wa AC, au waya wa chanya na wa hasi katika umeme wa DC, yangeonyeshwa kama mistari ya wima kando ya kila upande wa ukurasa wa michoro.
Mistari hii ya wima inajulikana kama "rails".
Vifaa vingine vingependekezwa wima kote kwenye ukurasa kutoka kushoto kwenda kulia, vikionyesha miunganisho kati ya vifungo, swichi, na mawasiliano ya relay, hadi kwenye coils za relay au taa za onyo upande wa kulia.
35
Miunganisho halisi kati ya coils za relay na mawasiliano ya relay kawaida haikuonyeshwa kwenye michoro, ingawa inaweza kuonyeshwa katika hali ya vifungo au swichi za kuchagua zenye mawasiliano mengi.
Badala yake, ungegawana na lebo au majina ili kuona ni mawasiliano gani yanayohusishwa na coils za relay, swichi za kikomo, au vifungo.
36
Kuna mbinu za kawaida za majina ya vifaa ambazo sitazungumzia hapa.
Hata hivyo, hii inamaanisha kwamba coils za relay zinaweza kuwa katika ukurasa mmoja wa seti ya michoro, na mawasiliano yanaweza kuwa katika sehemu nyingine yoyote ya seti ya michoro.
Ilikuwa desturi ya kuandika rejea karibu na coil ya relay ili kuonyesha ambako mawasiliano yake yanatumika katika michoro.
37 Hatua za Ngazi
Kifaa, hii inamaanisha kwamba michoro ya mantiki ilikuwa na tendeku kuwa na seti nyingi za usawa ambazo zilikuwa huru na zilikuwa na waya na mawasiliano, na kuonekana kama hatua za ngazi.
Kwa hivyo, michoro hii ilijulikana kama "diagramu za ngazi" au "michoro ya ngazi".
Vipengele vya usawa vilijulikana kama "hatua".
38 Alama za Kawaida
Kila aina ya kifaa ilikuwa na alama ya kawaida ili uweze kuona mara moja ni nini.
Kwa mfano, bobini ya relay ilikuwa duara.
Kitambaa cha relay ambacho hufunguliwa kwa kawaida kilikuwa mistari miwili mifupi ya wima inayotenganisha mapungufu katika mzunguko wa waya.
Kitambaa cha relay ambacho hufungwa kwa kawaida kilikuwa kitambaa hicho hicho ambacho hufunguliwa kwa kawaida, lakini na mstari mmoja wa mwinukano uliopigwa juu yake.
39 Mtiririko wa Mantiki
Kwa kawaida, michoro ilisomwa kutoka juu hadi chini, kutoka kushoto kwenda kulia.
Kwa mazoezi, operesheni zinaweza kutokea kwa wakati mmoja, na ilikuwa muhimu kuwa makini ili kuepuka kuanzisha kile kinachoitwa "mbio za relay," ambapo matokeo ya operesheni hutegemea ambayo ya operesheni mbili zinazofanya kazi kwa wakati mmoja inakamilika kwanza.
Mbio za relay zinaweza kuzalisha matokeo yasiyowezekana kulingana na ambayo ya operesheni ilikamilika kwanza, na kwa hivyo lazima ziepukwe.
40
Wahandisi, mafundi, na wataalamu wa umeme walitarajiwa kuwa wazuri katika kusoma na kuelewa michoro hii ya "ladder" ili kubuni na kutatua matatizo ya vifaa.
Kwa mtu ambaye alikuwa na uzoefu katika uwanja huo, kusoma na kuelewa micharatasi hii ilikuwa jambo la kawaida.
Micharatasi 41 ya DIN.
Nilitaja kwamba kulikuwa na mitindo miwili ya micharatasi.
Mtindo mwingine unajulikana kama DIN, ambayo ina maana ya Deutsches Institut fur Normung, au Taasisi ya Viwango ya Ujerumani kwa Kiingereza.
Hii ni kimsingi mchoro wa ngazi uliogawanyika, uliogawanyika, na reli zinazoelekea wima kutoka kushoto kwenda kulia, na hatua zinazoelekea wima kutoka juu kwenda chini.
Nimetafuta micharatasi ya DIN hapa kwa ukamilifu, lakini hata nchi ambazo bado hutumia micharatasi ya mtindo wa DIN kwa kuandika wiring, hutumia ngazi wima wakati mantiki ya ngazi ilipokuwa ya kielektroniki.
42 Ulinganisho na Milango ya Mantiki ya Kielektroniki.
Ikiwa una ujuzi wa milango ya kielektroniki ya na, au, nand, na nor, baadhi ya dhana zilizo hapo juu zinapaswa kuwa njiani kwako.
Baadhi ya dhana inayofanana.
Hata hivyo, mbinu hizi za umeme na mitambo zilitokea kabla ya kutokea kwa teknolojia ya solid state.
43
Michoro pia inafuata kanuni tofauti kabisa.
Huku michoro ya milango ya mantiki ya solid state inaonyesha pembejeo na pato kwenye kifaa kimoja, kikishirikishwa pamoja katika blok moja yenye miunganisho changamano, michoro ya "ladder" ya umeme huviweka kando, ambayo ina matokeo muhimu sana.
44
Kwanza, inarahisisha sana kuchora miunganisho.
Pili, inaruhusu pembejeo na pato kuunganishwa pamoja kulingana na kazi, badala ya ufungashaji wa kimwili.
Tatu, inaruhusu michoro kusambazwa kwenye karatasi ndogo na za kawaida, ambayo inaruhusu mkusanyiko wa kazi zinazohusiana kuonekana kwa mtazamo mmoja.
Mambo haya matatu yangekuwa muhimu sana wakati relays za kimwili zilibadilishwa na programu.
--------------------
45 Asili na Maendeleo ya Kihistoria.
Origins.
Hakuna mtu anayejulikana ambaye anajua lini na katika eneo gani teknolojia ya "industrial relay logic" ilianzishwa kwa mara ya kwanza.
Kadri inavyodhaniwa, inaonekana kuwa wakati fulani baada ya umeme kuenea kwa viwanda mapema katika karne ya 20.
Utautomation katika enzi ya nguvu ya mvuke ilionekana kutegemea hasa kwenye muundo wa "cams" za mitambo zilizowekwa kwenye "shafts" ili kudhibiti wakati wa operesheni za mashine.
Vyanzo vingi zinaonekana kuwa na uhakika kwamba teknolojia ya relay ilikuwa imetumika sana ifikapo miaka ya 1940 au 1950.
46 Solid State
Utangulizi wa transistors haukuondoa mara moja vifaa vya relay kwa madhumuni ya udhibiti.
Vifaa vya relay vilikuwa na uwezo wa kushughulikia nguvu kubwa moja kwa moja, na hivyo kuruhusu kuunganishwa na vifaa vingine vya kuingilia na kutoka moja kwa moja.
Hata hivyo, transistors zingehitaji kuingizwa na vifaa vya relay, na hivyo kuongeza idadi ya vipengele na kufanya mfumo kuwa mgumu kwa faida ndogo.
47
Kulikuwa na moduli za mantiki za solid-state zilizoundwa haswa kuchukua nafasi ya relay katika mantiki ya udhibiti, lakini hazikutumika sana.
Moduli hizi za mantiki za solid-state bado zilihitaji miunganisho ya waya kati yao, na hivyo kupunguza faida zao dhidi ya relay za mitambo.
Makampuni mengi yaliunda aina mbalimbali za relay za udhibiti za mitambo, na hizi zilikuwa za kudumu na za kuaminika, ingawa zilikuwa ghali.
48 Hitimisho
Katika sehemu hii, nimezungumzia mambo yafuatayo.
Relay ni nini.
Vifaa vya kawaida vya kuingilia na kutoka.
Jinsi relays zinavyotumika kuunda mifumo ya mantiki ya boolean.
Kubuni mifumo ya mantiki ya relay na michoro ya umeme inayotumika kuzielezea.
Historia fupi ya mifumo ya mantiki ya relay.
Maneno 49 ya Kukumbuka.
Hapa kuna baadhi ya maneno ambayo unaweza kutaka kukumbuka.
Kidhibiti cha Mantiki kinachoweza Kuprogramu, pia kinachojulikana kama "PLC".
Relay ya kudhibiti.
Vipini
Wasiliana
Ikiwa imefungwa kwa kawaida
Ikiwa imefungwa kwa kawaida
50
Kufunga
Kufungua
Kuweka
Kurejesha
51
Timers za kuchelewesha.
Timers za kuchelewesha kabla ya kuzima.
Nambari.
Vifungo vya kushinikiza.
Tawe za mwongozo.
Swichi za kikomo.
Swichi za karibu, pia zinazojulikana kama "proxies".
Michoro ya mnyororo.
Rai za ngazi.
Hatua za ngazi.
Episodi 52 Inayofuata.
Katika kipindi kinachofuata, nitazungumzia mambo yafuatayo:
Asili za PLC.
Jinsi zilivyobadilika kutoka kwa teknolojia ya relay.
Jinsi na kwa nini relays za kimwili na wiring zilivyokuwa relays za programu.
53
Je, uliamini kwamba programu ya kuona au ya picha ilikuwa kitu kipya?
Sikiliza kipindi kinachofuata na uone kwamba watu walikuwa wakifanya hivyo katika viwanda hapa hapa miaka hamsini iliyopita, wakati wewe bado ulijaribu kuendesha programu yako ya kwanza ya Fortran kwenye kompyuta kubwa.
54
Hii imekuwa kipindi cha kwanza katika mfululizo wa sehemu 8.
--------------------