የኢንዱስትሪ አውቶሜሽን እና ኃ.የተ.የግ.ማ

ትርፍ፡

• መሰላል አመክንዮ እና የተዋቀረ ጽሑፍ (ST) አወቃቀሮችን እንደ ረቂቆች የማምረት ችሎታ ከ AI ጋር
• በ AI እገዛ የደህንነት ዑደቶችን, መቆለፊያዎችን እና የስቴት ማሽኖችን የማዋቀር ችሎታ
• ከ I/O ካርታ እና ከደህንነት መስፈርቶች አንጻር በ AI የመነጨ PLC አመክንዮ የማረጋገጥ ችሎታ

በፋብሪካው መስክ ውስጥ ያለው አስተማማኝነት ስም PLC (ፕሮግራም ሎጂክ መቆጣጠሪያ) ነው. ማጓጓዣዎች, የሮቦት ሴሎች, የመሙያ መስመሮች, ማተሚያዎች; ሁሉም የሚቆጣጠሩት በ PLCs ነው። PLC ፕሮግራሚንግ ከዴስክቶፕ ሶፍትዌር የራቀ ዓለም ነው፡ Ladder Logic (LD) የሪሌይ ሎጂክን የሚመስል ምስላዊ ቋንቋ ሲሆን Structured Text (ST) ደግሞ ፓስካል የመሰለ የጽሑፍ ቋንቋ ነው። ሁለቱም በ IEC 61131-3 መስፈርት ተገልጸዋል። በዚህ አካባቢ, በጣም አስፈላጊው ነገር ተግባራዊነት ሳይሆን ደህንነት ነው; ምክንያቱም የአመክንዮ ስህተት ፕሬሱን በተሳሳተ ጊዜ ሊዘጋው ስለሚችል ኦፕሬተርን አደጋ ላይ ይጥላል። AI መሰላልን እና ST ረቂቆችን በማመንጨት ፣የግዛት ማሽኖችን በመገንባት እና አመክንዮ ለመመዝገብ ይረዳል። ይሁን እንጂ የደህንነት ወረዳዎች፣ መቆለፊያዎች እና የመጨረሻ ማረጋገጫ የመሐንዲሱ ኃላፊነት ናቸው እና ወደ AI ውክልና ሊሰጡ አይችሉም። በዚህ ክፍል ውስጥ የ PLC አመክንዮ በ AI እንዴት መገንባት እና ማረጋገጥ እንደሚቻል እንሸፍናለን።

የ PLC የስራ አመክንዮ፡ የመቃኘት ዑደት

PLC ኮዱን አንዴ ብቻ አያሄድም እና ተከናውኗል; የማያቋርጥ የፍተሻ ዑደት ያከናውናል. በእያንዳንዱ ዙር፡ (1) ሁሉንም ግብአቶች ያነባል፣ (2) አመክንዮ ከላይ እስከ ታች ይሰራል፣ (3) ሁሉንም ውጤቶች ያሻሽላል። ይህ ዑደት በሚሊሰከንዶች ይቆያል እና ያለማቋረጥ ይደግማል። ይህ ባህሪ PLC አመክንዮ ሲጽፍ ወሳኝ ውጤቶች አሉት፡

• ውጤቶቹ በሎፕ መጨረሻ ላይ ተዘምነዋል; በ loop ውስጥ ከአንድ በላይ ቦታ ላይ ለውጤት ዋጋ ከሰጡ፣ የመጨረሻው ድልድል ያሸንፋል።
• ሎጂክ በእያንዳንዱ ዑደት ውስጥ ከመጀመሪያው ይሠራል; ስለዚህ መቀርቀሪያ ወይም ግዛት ተለዋዋጮች "ማስታወስ" ለማድረግ ጥቅም ላይ ይውላሉ።
• የፍተሻ ጊዜ ከተራዘመ ፈጣን ክስተቶች ሊያመልጡ ይችላሉ; ወሳኝ ክስተቶች በሃርድዌር ማቋረጥ ወይም በከፍተኛ ፍጥነት ቆጣሪ ይያዛሉ።

ጠቃሚ ምክር፡ የ PLC ሎጂክን ወደ AI ሲጽፉ “የፍተሻ ምልክቱን ባህሪ ግምት ውስጥ ያስገቡ፣ ለተመሳሳይ ውፅዓት ምንም አይነት የሚጋጩ ስራዎች የሉም፣ latch/state machine for state ይጠቀሙ” ይበሉ። AI አንዳንድ ጊዜ እንደ ዴስክቶፕ ሎጂክ ያስባል እና የመቃኘት ባህሪን ይዘለላል።

መሰላል ሎጂክ እና የተዋቀረ ጽሑፍ

ተመሳሳይ አመክንዮ በሁለቱም ቋንቋዎች ሊጻፍ ይችላል። ቀላል ምሳሌ: አንድ ሞተር የሚጀምረው የመነሻ ቁልፍ ሲጫን ነው, ይቆማል እና የማቆሚያው ቁልፍ ሲጫን እራሱን ይጭናል.

መሰላል (የፅሁፍ ማሳያ)፡ ጀምር የማቆሚያ ሞተር ---| |---|/|----------------- | ሞተር |--| |---+ (የሞተር ንክኪ እራሱን ይጠብቃል -> ማህተም ውስጥ መግባት) ማብራሪያ፡ ጀምር ሲጫን ሞተሩ ይሞላል። ሞተሩ በራሱ ግንኙነት (ማኅተም-ውስጥ) በኩል የአሁኑን ጊዜ ይይዛል. ማቆሚያ (ኤንሲ) ሲጫኑ, ሰንሰለቱ ተቆርጧል.

(* ከተዋቀረ ጽሑፍ ጋር ተመሳሳይ አመክንዮ *) ከጀመሩ እና ካልቆሙ ከዚያ ሞተር : = እውነት; END_IF; ካቆመ ከዚያ ሞተር : = ውሸት; (* አቁም ሁል ጊዜ ቅድሚያ ይሰጣል *)END_IF;(* ማስታወሻ፡ የማቆሚያ ቁልፉ በአካል ከኤንሲ ጋር የተገናኘ ነው (በተለምዶ ተዘግቷል)፤ ስለዚህ ገመዱ ከተሰበረ አቁም=FALSE እና ስርዓቱ ወደ ደህና ጎን ይቀየራል። *)

እዚህ ያለው የደህንነት ዝርዝር ወሳኝ ነው፡ የማቆሚያው ቁልፍ በአካል ተገናኝቷል በተለምዶ ተዘግቷል (ኤንሲ)። ስለዚህ, የኬብል ብልሽት ወይም የግንኙነት ብልሽት ሲከሰት ምልክቱ ተቆርጦ እና ስርዓቱ ወደ "ማቆሚያ" አቅጣጫ ይሄዳል (ውድቀት-አስተማማኝ). NO (በተለምዶ ክፍት) ከተገናኘ ገመዱ ከተሰበረ ማቆሚያው አይሰራም - አደገኛ የዝምታ ስህተት። ምንም እንኳን የ AI ኮድ አመክንዮአዊ ትክክል ቢመስልም, ይህ የአካላዊ ግንኙነት ውሳኔ መሐንዲሱ ነው.

ደህንነት፡- ኢ-ማቆም፣ መቆለፊያ እና አለመሳካት-አስተማማኝ

በኢንዱስትሪ አውቶማቲክ ውስጥ ያለው ደህንነት "በሶፍትዌር ውስጥ ሊስተናገድ" የሚችል ጉዳይ አይደለም; የሃርድዌር እና የሶፍትዌር ትብብር ነው። መሰረታዊ መርሆች፡-

መርህ

ትርጉም

መተግበሪያ

አለመሳካት-አስተማማኝ

አለመሳካቱ ወደ ደህና ጎን ሊመራ ይገባል

የኤንሲ ግንኙነት፣ ጥፋት=ማቆም

ድግግሞሽ

ወሳኝ ተግባር ባለሁለት ሰርጥ

ሁለት እውቂያዎች, የመስቀል ክትትል

የተጠላለፈ

አደገኛ ሁኔታን መከላከል

በሩ ሲከፈት ማሽኑ አይሰራም

ኢ-ማቆም

ገለልተኛ የአደጋ ጊዜ ማቆሚያ

በሃርድዌር ደረጃ፣ ከ PLC ነጻ

ወሳኝ ነጥብ፡- ኢ-ማቆሚያ ለሶፍትዌሩ ብቻ የተተወ አይደለም። ከደህንነት ጋር የተያያዘ የአደጋ ጊዜ ማቆሚያ ብዙ ጊዜ በሃርድዌር ደረጃ በደህንነት ማስተላለፊያ ወይም ደህንነት PLC ይቋረጣል። መደበኛ PLC ሶፍትዌር በዚህ ላይ ተጨማሪ ንብርብር ነው. ISO 13849 (የማሽን ደህንነት) እና IEC 62061 ለእነዚህ ንድፎች ማዕቀፍ ያቀርባሉ.

ማስጠንቀቂያ፡- በ AI የመነጨ ኢ-ማቆሚያ ወይም የመቆለፍ ሎጂክ "ሶፍትዌር በቂ" ነው ብለው አያስቡ። የደህንነት ተግባራት በሚመለከታቸው ደረጃዎች (ISO 13849 PL, IEC 62061 SIL) የተነደፉ ናቸው, የሃርድዌር ንብርብርን ያካተቱ እና በአደጋ ግምገማ የተረጋገጡ ናቸው. ይህ ግምገማ መሐንዲሱ እና ድርጅት ኃላፊነት ነው; AI ዝርዝሮችን እና የማረጋገጫ ዝርዝሮችን ብቻ ማዘጋጀት ይችላል።

የስቴት ማሽኖች

ውስብስብ አውቶሜሽን አመክንዮ ከተመሰቃቀለው ይልቅ በስቴት ማሽን ይደራጃል፡- ስርዓቱ የተወሰኑ ግዛቶችን (ስራ ፈት፣ መጀመር፣ መሮጥ፣ ማቆም፣ ስህተት) ያገኛል እና በተገለጹ ሽግግሮች ይቀጥላል። ይህ መዋቅር ሁለቱም ሊነበቡ እና ሊረጋገጡ የሚችሉ ናቸው.

(* ቀላል የመሙያ ጣቢያ ግዛት ማሽን *) ጉዳይ 0: (* BOSTA *) StartButton እና ከተዘጋ ከዚያም መያዣ:= 10; END_IF; 10: (* ሙላ *) ቫልቭ: = እውነት; ደረጃ ሙሉ ከሆነ ከዚያም ቫልቭ: = ውሸት; ሁኔታ: = 20; END_IF; ካልተሸፈነ ቫልቭ: = ውሸት; ሁኔታ፡= 90; END_IF; (* ደኅንነት *) 20፡ (* ማፍሰሻ *) ማጽዳት፡= እውነት; ደረጃ ባዶ ከሆነ ከዚያ ባዶ := ውሸት; ሁኔታ: = 0; END_IF; 90: (* ስህተት *) ቫልቭ: = ሐሰት; ባዶ፡= ውሸት; (* ሁሉም አንቀሳቃሾች ደህንነታቸው የተጠበቀ ነው *) ዳግም ካስጀመሩት ሁኔታ:= 0; END_IF፤END_CASE;

በዚህ መዋቅር ውስጥ, የደህንነት ሽግግሮች (ሽፋኑ ከተከፈተ ወደ ስህተት ሁኔታ ይሂዱ, ሁሉንም አንቀሳቃሾች ይዝጉ) በእያንዳንዱ ሁኔታ ውስጥ በግልጽ ይካተታሉ. AI የስቴት ማሽን አጽም በፍጥነት ያመነጫል; ነገር ግን የትኛው የደህንነት ክስተት ከእርስዎ የአደጋ ትንተና የትኛው ሁኔታ እንደሚመጣ ነው.

ደካማ ፈጣን/ጠንካራ ፍጥነት

ደካማ፡ "የ PLC ኮድ ለማጓጓዣ ይፃፉ።"(አይ/ኦ የለም፣ ምንም ደህንነት፣ ግልጽ ያልሆነ ቋንቋ። ረቂቅ መስራት አልተቻለም (ስራ ፈት፣ መሮጥ፣ ስህተት) አቁም ሁል ጊዜ ይቀድማል፣ ክዳኑ ሲከፈት ወደ ስህተት ይሂዱ እና ሞተሩን ይዝጉት የዚህን ኮድ ደህንነት ግምገማ ያስቡ።

ሚኒ መያዣ

አውቶሜሽን መሐንዲስ ቶልጋ ለማሸጊያ መስመር ST ኮድ ከ AI ጠየቀ። AI የሚሰራ የሚመስለውን ኮድ ያወጣል፣ ነገር ግን ቶልጋ በ I/O ካርታ ላይ ሲያረጋግጥ፣ ሁለት ችግሮችን ያገኛል። አንደኛ፡ AI የማቆሚያ ቁልፍን በNO (በተለምዶ ክፍት) አመክንዮ አስተናግዷል። ቶልጋ ይህንን ወደ ኤንሲ ውድቀት-አስተማማኝ አመክንዮ ይለውጠዋል፣ ምክንያቱም ገመዱ ከተሰበረ መስመሩ መቆም አለበት። ሁለተኛ: መቆለፊያው, ማሽኑ የመከላከያ ሽፋኑ ሲከፈት ማቆም ያለበት, በሚሠራበት ጊዜ ሳይሆን በሚነሳበት ጊዜ ብቻ ነው የሚመረመረው; በእያንዳንዱ የፍተሻ ዑደት ውስጥ እንዲፈተሽ ቶልጋ ያርመዋል። እንዲሁም ትክክለኛው ኢ-ማቆሚያ ለሶፍትዌሩ የተተወ ሳይሆን በሃርድዌር ውስጥ ከሴፍቲ ሪሌይ ጋር መቆራረጡን ያረጋግጣል። AI በፍጥነት አመክንዮአዊ አጽሙን ሰጠ; ነገር ግን የኢንጂነሩ ማረጋገጫ ሶስት የደህንነት ውሳኔዎችን አረጋግጧል፡- ያልተሳካ ግንኙነት፣ ቋሚ መቆለፊያ እና ሃርድዌር ኢ-ማቆሚያ።

የተለመዱ ስህተቶች

• የማቆሚያ/ኢ-ማቆሚያ ቁልፍን ከ NO ጋር በማገናኘት እና በኬብል ብልሽት ጊዜ ደህንነቱ የተጠበቀ ባህሪን ማጣት።
• በጅማሬ ላይ ብቻ የተጠላለፈውን (ክዳን, የብርሃን መጋረጃ) መፈተሽ እና በስራ ላይ መዝለል.
• የደህንነት ተግባሩን ሙሉ በሙሉ ወደ ሶፍትዌሩ በመተው እና የሃርድዌር ንብርብርን ችላ ማለት።
• የፍተሻ ዑደት ባህሪን በመርሳት እና ለተመሳሳይ ውጤት እርስ በርስ የሚጋጩ ስራዎችን መስራት።
• ከግዛት ማሽን ይልቅ ምስቅልቅል ከሆነ ሎጂክ ጋር በመፃፍ የማይረጋገጥ ማድረግ።
• የደህንነት ደረጃውን በይፋዊው ጽሑፍ ሳያረጋግጡ የ AIን ትርጓሜ መቀበል።

በማጠቃለያው

• PLC ቀጣይነት ባለው የፍተሻ ዑደት ይሰራል; ውጤቶቹ በ loop መጨረሻ ላይ ተዘምነዋል።
• መሰላል እና የተዋቀረ ጽሑፍ በሁለት የተለያዩ IEC 61131-3 ቋንቋዎች ተመሳሳይ አመክንዮ ይገልፃል።
• የማቆሚያ/ኢ-ማቆሚያ አዝራሮች ኤንሲ እና አለመሳካት-አስተማማኝ ተገናኝተዋል፤ አለመሳካቱ ወደ አስተማማኝ ጎን ሊመራ ይገባል.
• መቆለፊያዎች በእያንዳንዱ የፍተሻ ዑደት ቁጥጥር ይደረግባቸዋል; የደህንነት ሃርድዌር ንብርብርን ያካትታል።
• የስቴት ማሽን ውስብስብ ሎጂክ ሊነበብ እና ሊረጋገጥ የሚችል ያደርገዋል።
• የደህንነት ግምገማ (ISO 13849/IEC 62061) የመሐንዲሱ ኃላፊነት ነው፤ AI ረቂቅ ያመነጫል.

የመተግበሪያ ተግባር

ቀላል አውቶሜሽን ሁኔታን ይምረጡ (ለምሳሌ የራስ-መጫኛ ሞተር ጅምር/አቁም፣ ባለ ሁለት ቦታ አንቀሳቃሽ ወይም ትንሽ የመሙያ ጣቢያ)። የእርስዎን የI/O ዝርዝር እና የደህንነት መስፈርቶችን ይፃፉ (የትኛው ቁልፍ NC ነው፣ እሱም እርስ በርስ የሚጠላለፍ)። AI በዚህ አውድ የተዋቀረ የጽሑፍ ሁኔታ ማሽን እንዲፈጥር ያድርጉ። ከዚያ ለደህንነት ሲባል ውጤቱን ያረጋግጡ፡ (1) አቁም ከእያንዳንዱ ግዛት ደህንነቱ የተጠበቀ መውጣቱን ያቀርባል፣ (2) በእያንዳንዱ የፍተሻ ዑደት ውስጥ የተጠላለፈ ነው፣ (3) ሁሉም አንቀሳቃሾች ስህተት ከተፈጠረ ወደ ደህንነቱ ሁኔታ ይሄዳሉ? የሚያገኟቸውን ማናቸውም የደህንነት ጉድለቶች እና እርማቶች ማስታወሻ ይያዙ።