PLC-д суурилсан үйлдвэрлэлийн процессын автомат удирдлага
Орчин үеийн үйлдвэрлэл, эрчим хүчний салбарын автоматжуулалтын гол цөм бол програмчлагдах логик хянагч (PLC — Programmable Logic Controller) юм. PLC нь урьд өмнөх реле-контакторын хатуу утаслагдсан схемийг програм хангамжийн уян хатан логикоор орлуулж, техник процессыг найдвартай, давтагдах чанартайгаар удирдах боломжийг олгодог. Дулааны цахилгаан станцын туслах механизмаас эхлээд уул уурхайн баяжуулах үйлдвэр, усан хангамжийн насосны станц хүртэл өнөөдөр бараг бүх салбарт PLC ажиллаж байна.
PLC-ийн бүтэц ба ажиллах зарчим
PLC нь төв процессорын нэгж (CPU), тэжээлийн блок, оролт-гаралтын (I/O) модуль, харилцаа холбооны интерфэйсээс бүрдэнэ. Оролт-гаралтыг үндсэн хоёр төрөлд хуваадаг:
- Дискрет — унтраалга, хязгаарын мэдрүүр, соленоид хавхлагын 0/1 төлөв;
- Аналог — температур, даралт, түвшин, урсгалын тасралтгүй хэмжигдэхүүн (ихэвчлэн 4–20 мА эсвэл 0–10 В дохио, Pt100 эсэргүүцлийн мэдрүүр, термохос).
PLC нь сканы мөчлөг (scan cycle) хэмээх давтамжит зарчмаар ажиллана: оролтын төлөвийг унших → хэрэглэгчийн програмыг гүйцэтгэх → гаралтыг шинэчлэх → дотоод оношлогоо, холбоо. Нэг мөчлөг ихэвчлэн миллисекундын хэмжээнд үргэлжилдэг тул процесс бараг бодит хугацаанд удирдагдана. Програмыг ихэвчлэн шаталсан диаграм (ladder logic), функцын блок (FBD) буюу бүтэцлэгдсэн текстээр (ST) IEC 61131-3 стандартын дагуу бичдэг.
Реле схем ба PLC-ийн харьцуулалт
| Үзүүлэлт | Реле-контакторын схем | PLC систем |
|---|---|---|
| Логик өөрчлөх | Утаслагааг дахин холбоно | Програмыг өөрчилнө |
| Хэмжээ, эзлэх зай | Их | Авсаархан |
| Оношлогоо | Хязгаарлагдмал | Дэлгэрэнгүй, өөрийгөө шалгах |
| Найдвартай байдал | Механик элэгдэлтэй | Хагас дамжуулагч, өндөр |
Процессын тасралтгүй удирдлага — PID зохицуулга
Температур, даралт, урсгал зэрэг тасралтгүй хувьсагчийг тогтоосон утганд барихад PID (пропорциональ-интеграл-дифференциал) зохицуулагчийг өргөн ашиглана. Зохицуулагч нь өгөгдсөн утга (setpoint) ба хэмжсэн бодит утгын зөрүү буюу хазайлтыг тооцоолж, гүйцэтгэх механизм — хавхлаг, давтамжийн хувиргуур, халаагчид залруулах үйлчилгээ өгнө. Коэффициентийг буруу тохируулбал систем хэлбэлзэлд орох буюу хэт удаан тогтдог тул тэдгээрийг процессын динамикт тааруулан сонгох шаардлагатай.
Хэд хэдэн PLC-г үйлдвэрлэлийн Ethernet, Modbus, PROFINET зэрэг сүлжээгээр холбож, дээд түвшний SCADA системд өгөгдлөө дамжуулдаг. Онц чухал процесст CPU болон тэжээлийн нөөцлөлт (redundancy, hot-standby) хийж, нэг эвдрэл гарахад ажиллагаа тасрахгүй байхаар төлөвлөнө.
Монголын үйлдвэрлэлийн нөхцөлд тавих шаардлага
Монголын эрс тэс уур амьсгал автоматжуулалтын төхөөрөмжид онцгой шаардлага тавьдаг. −40°С хүрэх өвлийн хүйтэнд удирдлагын шкафыг халаалттай, чийг хураахгүй байхаар зохион байгуулж, өргөтгөсөн температурын мужийн төхөөрөмж сонгоно. Тоос шороо ихтэй уул уурхай, цемент, эрчим хүчний орчинд IP54–IP65 хамгаалалтын зэрэглэл шаардлагатай.
Цахилгаан хангамжийн хэлбэлзэл, тэжээлийн богино хугацааны тасалдлаас хамгаалахад тасралтгүй тэжээлийн эх үүсвэр (UPS) суурилуулна. Давтамжийн хувиргуур ажилладаг орчинд цахилгаан соронзон эвдрэлээс сэргийлж дэлгэцлэгдсэн кабель, тэжээлийн шүүлтүүр, зөв газардуулга хэрэглэх нь дохионы найдвартай байдлыг хангадаг. Бүх удирдлагын хэлхээг MNS болон IEC-ийн холбогдох стандартын дагуу төлөвлөж, тусгаарлага, газардуулгын хэмжилтийг тогтмол хийх нь аюулгүй ажиллагааны үндэс болно.