PLC สมองกลอัจฉริยะสำหรับอุปกรณ์บรรจุชาและกาแฟ

คำหลัก: PLC,บรรจุอัตโนมัติ,อุปกรณ์บรรจุชา,เครื่องบรรจุกาแฟ.

ในปัจจุบัน เครื่องบรรจุชาที่ยอดเยี่ยมสามารถทำงานบรรจุผลิตภัณฑ์ชาเป็นชุดได้ สามารถทำกระบวนการบรรจุต่าง ๆ ได้อย่างเป็นระเบียบเรียบร้อย ทั้งการวัด การป้อนและการบรรจุ การดึงฟิล์ม การซีลถุง และอื่นๆ อุปกรณ์บรรจุชาอัตโนมัติทำงานอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องดำเนินการใดๆ ที่ไม่จำเป็น

ในฐานะที่เป็นแฟนตัวยงของบรรจุภัณฑ์อัตโนมัติ ทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณ PLC มันน่าหงุดหงิดแค่ไหนที่ต้องใช้งานเครื่องบรรจุภัณฑ์โดยไม่มี PLC! เช่นเดียวกับที่คุณต้องใช้โทรศัพท์มือถือที่ผลิตเมื่อ 10 ปีที่แล้ว

คุณอาจสงสัยเกี่ยวกับเรื่องนั้น เช่น PLC คืออะไร? PLC ทำงานอย่างไร? ประโยชน์ของบรรจุภัณฑ์อัตโนมัติคืออะไร? และ วิธีการเลือก? ในบทความนี้ คุณจะได้รับคำตอบสำหรับคำถามข้างต้นทั้งหมด

PLC คืออะไร?

PLC เรียกว่า ก โปรแกรมควบคุมลอจิก. หมายถึงระบบควบคุมคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ในฐานะที่เป็นตัวควบคุมที่เชื่อถือได้ PLC สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่รุนแรง เช่น ความชื้น ฝุ่นละออง และแม้แต่สภาพอากาศที่ร้อนจัด

เมื่อนำไปใช้กับอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหาร PLC จะใช้เพื่อทำให้กระบวนการบรรจุเป็นไปโดยอัตโนมัติ สามารถตรวจสอบตัวแปรทั้งหมดในการผลิตบรรจุภัณฑ์และป้อนเข้าสู่ CPU เมื่อทำงานในโปรแกรมที่เก็บไว้ คอมพิวเตอร์จะทำการตัดสินใจ จากนั้นจะควบคุมเอาต์พุตเพื่อให้เครื่องบรรจุอัตโนมัติทันเวลา

โครงสร้างพื้นฐานของ PLC

โครงสร้างของ PLC เหมือนกับคอมพิวเตอร์สำนักงาน PLC ที่สมบูรณ์พร้อมโมดูลต่อไปนี้

โมดูลจ่ายผง

โดยปกติแล้ว PLC สามารถทำงานได้ตามปกติบนแรงดันไฟฟ้าต่ำ 24 โวลต์ดีซี. โมดูลพลังงานใช้เพื่อแปลงภายนอกที่มีอยู่ ไฟฟ้ากระแสสลับ เข้าไปข้างใน ไฟฟ้ากระแสตรง ต้องการโดย CPU, โมดูล I/O

โมดูล I/O

โมดูลอินพุต

ลองคิดดูว่าเครื่องบรรจุจะรับรู้น้ำหนักของวัสดุชาได้อย่างไร เราจำเป็นต้องแปลข้อมูลเฉพาะนี้เป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ แน่นอนโมดูลอินพุต A / D (อะนาล็อกกับโมดูลดิจิตอล)จัดการฟังก์ชั่นการแปลงข้อมูล

โดยปกติจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอก เช่น สวิตช์ต่างๆ วาล์ว เซ็นเซอร์ รีเลย์ และอื่นๆ โมดูลอินพุตสามารถตรวจสอบข้อมูล เช่น น้ำหนักของวัสดุชา ความยาวถุง และอุณหภูมิของอุปกรณ์ปิดผนึก ยิ่งไปกว่านั้น ยังสามารถแปลงอินพุตอะนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัลสำหรับการวิเคราะห์และประมวลผล CPU

โมดูลเอาต์พุต

โมดูลเอาต์พุตทำงานในกระบวนการย้อนกลับ กล่าวคือโมดูลเอาต์พุต D / A (โมดูลดิจิตอลเป็นอะนาล็อก) แปลงสัญญาณดิจิตอลที่ได้รับเป็นคำสั่งบรรจุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง เพื่อที่จะควบคุมส่วนต่าง ๆ ให้ดำเนินการที่สอดคล้องกัน

ซีพียู

เดอะ หน่วยประมวลผลกลาง，สามารถเก็บโปรแกรมและรันโปรแกรมที่กำหนดได้ ประเมินสถานะของอินพุต เอาต์พุต และตัวแปรอื่นๆ อย่างต่อเนื่องผ่านลูป ในที่สุด CPU จะส่งคำสั่งที่อัปเดตผ่านโมดูลเอาต์พุต

โมดูล HMI (อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร)

HMI เป็นที่รู้จักกันว่า โมดูลการสื่อสาร. เป็นอุปกรณ์อินเทอร์เฟซสำหรับผู้ปฏิบัติงานที่สามารถลดความซับซ้อนในการตรวจสอบความคืบหน้าของการบรรจุ สามารถแสดงสถานะทั้งหมดของเครื่องบรรจุภัณฑ์

ฟังก์ชั่นพื้นฐานของ PLC

ตามชื่อของมัน ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ทำหน้าที่พื้นฐานสามอย่างดังต่อไปนี้:

ตั้งโปรแกรมได้

CPU สามารถจัดเก็บโปรแกรมการบรรจุตามความต้องการที่แท้จริง และโปรแกรมที่เก็บไว้สามารถเปลี่ยนหรือตั้งโปรแกรมใหม่ได้ง่าย

ตรรกะ

PLC สามารถป้อนตัวแปรต่างๆ ซึ่งมาจากสวิตช์และเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น ช่วงของค่าแรงดันหรือกระแสมักใช้เพื่ออธิบายเงื่อนไขของกระบวนการบรรจุภัณฑ์ สามารถแปลงข้อมูลแอนะล็อกทุกชนิดเป็นสัญญาณลอจิกทางไฟฟ้า นอกจากนี้ CPU ยังรันโปรแกรมที่ออกแบบไว้ ทั้งการบวก เปรียบเทียบ คูณ ลบ หาร ลบ ฯลฯ

ควบคุมได้

CPU จะส่งผลลัพธ์การทำงานเพื่ออัพเดตสถานะของอุปกรณ์เอาต์พุต นั่นหมายความว่า PLC สามารถควบคุมและควบคุมกระบวนการบรรจุได้

วิธีการทำงานของ PLC ในอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์อัตโนมัติ

PLC กุญแจสู่การบรรจุอัตโนมัติ

คุณอาจคิดว่ากระบวนการบรรจุอัตโนมัติไม่ใช่เรื่องใหญ่ ก่อนที่ PLC จะเกิดขึ้น กระบวนการบรรจุอัตโนมัตินี้จำเป็นต้องแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่างๆ วิธีการนี้จะเพิ่มการสูญเสียเวลาและแรงงาน นอกจากนี้ยังนำความไม่แน่นอนมาสู่คุณภาพของผลิตภัณฑ์อีกด้วย

ตัวอย่างเช่น ส่วนการชั่งน้ำหนักจะทำการวัดเท่านั้น อุปกรณ์อื่นมีบทบาทในการปิดผนึกอย่างถูกต้อง ด้วยวิธีนี้ จึงจำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานจำนวนมากขึ้นเพื่อให้งานบรรจุหีบห่อเสร็จทันเวลา และแต่ละงานต้องการอุปกรณ์เฉพาะเพื่อให้สมบูรณ์

นอกจากนี้, ก่อนบมจมักใช้เทคโนโลยีแบบเดินสายเพื่อควบคุมกระบวนการบรรจุ ช่างไฟฟ้าต้องติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าตามแผนผังวงจรที่ออกแบบไว้ แต่ใช้พลังงานมากและต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนส่วนประกอบจำนวนมากและเดินสายไฟใหม่หากเกิดข้อผิดพลาดทางเทคนิค ต้องใช้เวลาและเงินมากเกินไปในการคิดออก

PLC สามารถรวมระบบย่อยเข้ากับวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันได้ เป็นผลให้กระบวนการบรรจุภัณฑ์ง่ายขึ้น

หลักการทำงานของบมจ

โดยสรุป หน้าที่ของ PLC คือการประเมินข้อมูลที่เกี่ยวข้องซ้ำๆ และดำเนินการโปรแกรมที่เก็บไว้ มีการสแกนวนรอบขนาดเล็ก 3 ครั้งอย่างต่อเนื่องในวงวนซ้ำ เราเรียกมันว่าวงจรการสแกนสำหรับ PLC

1. สแกนอินพุต: ตรวจสอบสถานะของโมดูลอินพุตทั้งหมด

2. โปรแกรมสแกน: CPU ดำเนินการโปรแกรมลอจิกที่ตั้งไว้เพื่อรับผลลัพธ์การทำงาน

3. การสแกนเอาต์พุต: อัพเดตสถานะเอาต์พุตและดำเนินการตามขั้นตอนเฉพาะ

หลังจากทำตามคำแนะนำ ระบบจะประเมินกระบวนการบรรจุภัณฑ์ทั้งหมด จากนั้นจะกลับไปที่ลูปถัดไป โปรแกรมใช้เวลาเพียงสั้นๆ ในการทำงาน 1 ครั้ง โดยปกติจะมีหน่วยเป็นมิลลิวินาที เป็นเวลาการสแกนของ PLC

ข้อดีของบมจ

มีข้อดีบางประการในการใช้ PLC ในอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์อาหาร

แนวคิดการออกแบบโมดูลาร์ง่ายต่อการติดตั้งและบำรุงรักษา ไม่ต้องเดินสายไฟหลายส่วน

ใช้ภาษาโปรแกรมที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง. ง่ายและรวดเร็วในการเปลี่ยนลอจิกโปรแกรม

มีการวินิจฉัยตนเอง. ข้อผิดพลาดสามารถตัดสินได้ง่ายโดยการตรวจสอบสถานะของโปรแกรม

มีความสามารถในการคำนวณที่ยอดเยี่ยมและเวลาในการทำงานที่รวดเร็ว

ไม่ต้องสงสัยเลยว่า PLC นำเสนอประสิทธิภาพการบรรจุที่ดีเยี่ยม PLC ประเภททั่วไปคืออะไร คุณสมบัติของพวกเขาคืออะไร? อ่านต่อไป

ประเภทสำหรับ PLC ในอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์อัตโนมัติ

ประเภทของ PLC ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าฮาร์ดแวร์

เมื่อพูดถึงประเภทของ PLC จะมี PLC อยู่ 2 ประเภทใหญ่ๆ

คอมแพ็คบมจ

เรียกอีกอย่างว่า fix plc ส่วนประกอบการทำงานทั้งหมดรวมอยู่ในเคสเดียว มีจำนวนโมดูลอินพุตและเอาต์พุตคงที่ ผู้ผลิตเป็นผู้กำหนดแหล่งจ่ายไฟ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และการ์ดสื่อสาร ดังนั้นจึงไม่มีความซ้ำซ้อนในการขยายโมดูลอินพุตและเอาต์พุตเพิ่มเติมสำหรับโมดูลขนาดกะทัดรัด คุณสามารถรับแนวคิดได้จากภาพด้านล่าง

PLC ขนาดกะทัดรัดเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการบรรจุอัตโนมัติขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น, รุ่น XH-68 เป็นเครื่องบรรจุถุงชาแบบห้องคู่ เป็นอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีและทดลองและทดสอบแล้ว เราได้นำ PLC ขนาดกะทัดรัดของ ออมรอน ยี่ห้อ. ทำให้มีความสามารถเพียงพอในการควบคุมบรรจุภัณฑ์ได้ดี

PLC แบบแยกส่วน

นี่คือ PLC ที่สามารถขยายได้ง่ายโดยการเพิ่มหน่วยอินพุตและเอาต์พุต ทำให้คุณมีความยืดหยุ่นมากขึ้น การออกแบบโครงสร้างโมดูลาร์อิสระช่วยให้ใช้งานได้ง่ายขึ้น

ใน PLC แบบโมดูลาร์ แหล่งจ่ายไฟ โมดูลการสื่อสาร และโมดูลอินพุต/เอาต์พุตทั้งหมดจะถูกแยกออกจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ในการสร้าง PLC ช่างไฟฟ้าจำเป็นต้องต่อสายไฟและรวมโมดูลต่างๆ ขึ้นอยู่กับความสามารถในการปรับขยายสูงและตัวเลือกที่ปรับแต่งได้มากขึ้น Modular PLC สามารถรองรับอุปกรณ์จำนวนมากขึ้นได้ เราต้องการใช้ในอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ขนาดใหญ่ที่มีกระบวนการที่ซับซ้อน

เปรียบเทียบระหว่าง PLC ขนาดกะทัดรัดและ PLC แบบโมดูลาร์

1. ความสามารถในการขยาย

โดยทั่วไปแล้ว Compact PLC จะมีรูปร่างคงที่และกะทัดรัด จำนวนโมดูลอินพุตและเอาต์พุตคงที่จะจำกัดความสามารถในการดำเนินการควบคุม หากการดำเนินการควบคุมไม่ยุ่งยาก จำเป็นต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์น้อยลงกับ PLC จากนั้น PLC แบบรวมจะมีความสามารถและลดต้นทุน

PLC แบบโมดูลาร์ไม่ใช่กรณีนี้ คุณสามารถเพิ่มโมดูลอินพุต/เอาต์พุตที่เกี่ยวข้องได้ตามความต้องการที่แท้จริง ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเพิ่มโมดูลเอาต์พุตที่คล้ายกันเพื่อทำงานบรรจุภัณฑ์เดียวกันได้ ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถขยายสายการบรรจุภัณฑ์เพิ่มเติมได้ คุณยังสามารถขยายและจับคู่โมดูลต่างๆ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่กำหนดเองได้มากขึ้น

2. การแก้ไขปัญหาและการหยุดทำงาน

เนื่องจากการออกแบบที่มีการบูรณาการสูง ทำให้สามารถใช้ PLC ขนาดกะทัดรัดในเครื่องบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กได้มากขึ้น เมื่อพูดถึงการแก้ปัญหา มันถูกดักไว้ เมื่อโมดูลใดโมดูลหนึ่งล้มเหลว PLC ขนาดกะทัดรัดจะหยุดทำงาน การแก้ไขปัญหาต้องใช้เจ้าหน้าที่ตรวจสอบและบำรุงรักษา PLC ที่มีความเชี่ยวชาญ ในหลายกรณี จำเป็นต้องถอด PLC ทั้งหมดออกและส่งกลับไปที่โรงงานเดิมเพื่อทำการซ่อมบำรุง ต้องใช้เวลามาก

ใน PLC แบบโมดูลาร์ แต่ละโมดูลทำงานแยกกัน นั่นหมายถึงความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของหลายโมดูลในเวลาเดียวกันนั้นต่ำมาก เมื่อเกิดข้อผิดพลาด ช่างไฟฟ้าที่มีความรู้เกี่ยวกับวงจรที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ PLC สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างง่ายดาย ข้อเท็จจริงง่ายๆ ก็คือ เวลาหยุดทำงานน้อยลงสำหรับเครื่องบรรจุด้วย PLC แบบโมดูลาร์

แน่นอน PLC สามารถจัดอยู่ในเกณฑ์อื่นได้เช่นกัน

ประเภทของ PLC ตามเอาต์พุต

ในระบบควบคุมอัตโนมัติ โมดูลเอาต์พุตจะเกี่ยวข้องกับประเภทโหลด

เอาท์พุทรีเลย์

ใช้ได้ทั้ง DC และ AC PLC ควบคุมการสลับรีเลย์ผ่านหลักการแม่เหล็กไฟฟ้า แต่การสึกหรอทางกลที่เกิดจากการสลับบ่อยครั้งจะทำให้อายุการใช้งานของรีเลย์ลดลง ดังนั้นเอาต์พุตประเภทรีเลย์จึงเหมาะสำหรับการทำงานที่ไม่จำเป็นต้องสลับบ่อยๆ ตัวอย่างเช่น เปิดใช้งานมอเตอร์ที่ต้องทำงานอย่างต่อเนื่อง

เอาต์พุตทรานซิสเตอร์

เอาต์พุตทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งสามารถรองรับเอาต์พุตกำลังไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น

เมื่อเอาต์พุตทรานซิสเตอร์ทำงาน จะตอบสนองเร็วกว่ารีเลย์ โดยปกติจะอยู่ที่ 0.2 มิลลิวินาที นอกจากนี้ยังไม่มีชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนไหวในทรานซิสเตอร์ PLC สามารถส่งสัญญาณความถี่สูงโดยไม่คำนึงถึงการสึกหรอทางกล ดังนั้นเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์จึงเรียกว่า a อุปกรณ์โซลิดสเตต.

ไตรแอคเอาท์พุต

เอาต์พุต TRIAC เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ช่วยให้กระแสไหลได้ทั้งสองทิศทาง สามารถใช้ในการควบคุมสวิตช์ในสภาวะไฟฟ้ากระแสสลับ นอกจากนี้ยังเป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตชนิดหนึ่งที่มีอายุการใช้งานยาวนาน ความไวสูง และการแปลงที่รวดเร็ว

เอาต์พุตแบบอะนาล็อก

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น โมดูลเอาต์พุตมีเพียงสองสถานะ: เปิดและปิด ใช้เพื่อเปิดหรือปิดการดำเนินการควบคุมใดๆ ในเครื่องบรรจุ ทำงานในเอาต์พุตไบนารี (0 หรือ 1) จาก PLC หรือที่เรียกว่าเอาต์พุตดิจิทัล

ในความเป็นจริง บางครั้งอุปกรณ์ส่งออกจำเป็นต้องดำเนินการควบคุมไดนามิกอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น PLC เอาต์พุตแบบอะนาล็อกสามารถควบคุมความเร็วในการทำงานของอุปกรณ์ เช่น มอเตอร์

ประเภทของ PLC ตามขนาดจริง

ขนาดของ PLC สัมพันธ์กับจำนวนหน่วยอินพุตและเอาต์พุตที่เชื่อมต่อ ขึ้นอยู่กับจำนวนคุณสมบัติ I/O ที่ก บมจ สามารถจัดการได้ PLC สามารถแบ่งออกได้อีก 3 กลุ่ม

บมจ.ขนาดเล็ก ใช้ในแอปพลิเคชันที่ควบคุมอุปกรณ์ I/O น้อยกว่า 128 รายการ

บมจ.ขนาดกลาง สามารถควบคุมอุปกรณ์ I/O ได้ 64 ถึง 1024 เครื่อง

บมจ.ขนาดใหญ่ ควบคุมอุปกรณ์ I/O 512 ถึง 4096

โดยทั่วไป ขนาดหน่วยความจำของโปรแกรมมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับจำนวนโมดูลอินพุต/เอาต์พุต

PLC ขนาดเล็กมีโครงสร้างที่กะทัดรัดและน้ำหนักเบา สามารถติดตั้งได้ในแผงควบคุมของเครื่องบรรจุภัณฑ์ เพื่อแทนที่ลอจิกคอนโทรลดั้งเดิมที่สร้างเสร็จโดยรีเลย์แบบมีสาย ตัวนับ ตัวจับเวลา และอื่นๆ

บทสรุป/ความคิดสุดท้าย

ไม่ต้องสงสัยเลยว่า PLC คือหัวใจของอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์อัตโนมัติ ด้วยการแนะนำสั้น ๆ ของ PLC ผู้ใช้สามารถเข้าใจประสิทธิภาพของอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์อัตโนมัติได้มากขึ้น ในอนาคต เราจะแบ่งปันความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์อัตโนมัติกับคุณ