Ce este un controler logic programabil

Controlor (din engleză Control) — control. Controlerul din sistemele automate este un instrument tehnic care îndeplinește funcțiile de control al proceselor fizice în conformitate cu algoritmul definit, folosind informațiile primite de la senzori și afișate pe dispozitivele finale. Orice dispozitiv care poate funcționa automat include un controler de control - un modul care definește logica de funcționare a dispozitivului.

Controlere logice programabile (PLC) — mijloace tehnice utilizate pentru automatizarea proceselor tehnologice. Este un dispozitiv electronic specializat care funcționează în timp real.

Un PLC poate fi programat digital și astfel foarte ușor adaptat la cerințele unui anumit proces. Odată cu cerințele tot mai mari asupra mașinilor și proceselor de producție moderne, soluțiile de automatizare PLC au devenit o parte integrantă a producției industriale de zi cu zi.

Principalul mod de funcționare al unui PLC este utilizarea sa autonomă pe termen lung, adesea în condiții de mediu nefavorabile, fără întreținere majoră și fără intervenție umană.PLC-urile sunt de obicei folosite pentru a controla procese secvențiale, folosind intrări și ieșiri pentru a determina starea unui obiect și pentru a emite acțiuni de control.

Controlerele logice programabile sunt ideale pentru controlul individual al diferitelor aplicații, mașini, sisteme și procese sau pentru gestionarea digitală a energiei.

Un controler logic programabil este un dispozitiv cu microprocesor conceput pentru a colecta, converti, procesa, stoca informații și genera comenzi de control, având un număr finit de intrări și ieșiri, senzori, comutatoare, actuatoare conectate la acestea la obiectul de control și concepute pentru a funcționa în moduri în timp real.

Un PLC tipic este format din următoarele părți:

• De exemplu, butoanele, barierele luminoase sau senzorii de temperatură sunt conectate la unitatea de control prin intermediul intrărilor. Datorită acestor componente, sistemul PLC poate monitoriza starea curentă a mașinii.
• Ieșirile sunt conectate la un dispozitiv cum ar fi motoare electrice, supape hidraulice pe care PLC-ul le folosește pentru a controla o anumită mașină.
• Program utilizator — software PLC, oferă comutarea ieșirilor în funcție de activarea intrărilor.
• Interfața de comunicare este utilizată pentru a conecta PLC-ul la alte sisteme.
• Un PLC include, de asemenea, propria sa sursă de alimentare, CPU și magistrală internă.

Sistemele de control releu-contact utilizate în prezent se caracterizează prin fiabilitate scăzută, prezența contactelor deschise etc. Utilizarea controlerelor logice programabile (PLC) pentru automatizarea sistemelor locale de control este cea mai eficientă.

De-a lungul timpului, PLC-urile continuă să evolueze și să se adapteze nevoilor specifice din mediul industrial.Funcțiile PLC au o serie de avantaje: datorită flexibilității lor, pot fi utilizate într-o mare varietate de industrii. Setările pot fi modificate în orice moment, fără a interfera cu funcționarea echipamentului în sine.

Doar dispozitivele programabile individual pentru controlul, monitorizarea și reglarea performanței mașinilor de producție pot satisface cerințele înalte ale industriei moderne.

Un PLC poate fi instalat de obicei direct pe mașina de producție. Acest lucru economisește spațiul necesar. Pe lângă faptul că poate controla de la distanță un PLC, unul dintre cele mai mari avantaje ale acestuia este capacitatea de comunicare.

PLC-urile sunt programate în conformitate cu standardul IEC-61131-3. PLC-urile sunt programate cu ajutorul complexelor specializate, unul dintre cele mai populare este CoDeSys. Include următoarele limbaje: grafic (diagramă cu bare, diagramă bloc funcțională, diagramă funcțională secvențială, diagramă funcțională continuă), text (lista de instrucțiuni, text structurat).

Primul controler logic programabil din lume a apărut la mijlocul secolului al XX-lea. Modicon 084 era un dulap cu un set de relee și contacte interconectate, memoria sa era de doar 4 kiloocteți. Termenul PLC a fost inventat de Allen-Bradley în 1971. Împreună cu Richard Morley, el este „părintele PLC”.

Primul dintre aceste sisteme este atribuit a doi tehnicieni, Richard E. Morley și Odo J. Strugger. În timp ce Morley și-a prezentat sistemul Modicon 084 ca „calculator cu semiconductori” în 1969, Odo J. Struger a ajutat la dezvoltarea PLC-urilor pentru Allen-Bradley din Wisconsin. Ambii ingineri sunt considerați creatorii primului controler logic programabil (PLC).De-a lungul timpului, cerințele pentru mediile de producție din întreaga lume au crescut. Astfel PLC-ul a evoluat și a fost pus în funcțiune în multe versiuni.

— Inginer electrician Yakov Kuznetsov

Structura controlerului logic programabil:

Algoritm de lucru PLC:

Principalul mod de funcționare al unui PLC este utilizarea sa autonomă pe termen lung, adesea în condiții de mediu nefavorabile, fără întreținere majoră și practic fără intervenție umană.

PLC-urile au o serie de caracteristici care le deosebesc de alte dispozitive electronice utilizate în inginerie mecanică:

• Spre deosebire de un microcontroler (calculator cu un singur cip) — un microcircuit conceput pentru a controla dispozitivele electronice — PLC-urile sunt utilizate de obicei în procesele de producție industrială automatizate în contextul unei fabrici de producție;

• spre deosebire de computere, PLC-urile sunt concentrate pe lucrul cu unitățile mașinii prin intrarea sofisticată a semnalelor senzoriale și ieșirea semnalelor către actuatori, concentrate pe luarea deciziilor și controlul operatorului;

• Spre deosebire de sistemele încorporate, PLC-urile sunt fabricate ca produse independente, separate de echipamentele pe care le controlează.

• prezența unui număr extins de operații logice și capacitatea de a seta cronometre și contoare.

• Toate limbajele de programare PLC au acces ușor la manipularea biților în cuvintele mașinii, spre deosebire de majoritatea limbajelor de programare de nivel înalt de pe computerele moderne.

Există PLC-uri cu diferite niveluri de complexitate, în funcție de complexitatea sarcinilor de automatizare care trebuie rezolvate.

Operațiunile de bază ale unui PLC corespund controlului combinat al circuitelor logice ale unităților specifice - mecanice, electrice, hidraulice, pneumatice și electronice.

În procesul de control, controlerele generează semnale de ieșire (pornit — oprit) pentru a controla actuatoarele (motoare electrice, supape, solenoizi și supape) pe baza rezultatelor procesării semnalelor primite de la senzori sau dispozitive de nivel superior.

Controlerele programabile moderne efectuează și alte operațiuni, cum ar fi combinarea funcțiilor unui contor și a unui temporizator de interval și gestionarea întârzierilor semnalului.

Controlerele logice programabile de nivel mediu și înalt au de obicei hardware și software de control al mișcării încorporate, în special module de contor de mare viteză, module de poziționare etc., care permit implementarea relativ ușoară a funcțiilor de control al mișcării și oferă o poziționare de înaltă precizie.

Din punct de vedere structural, PLC-urile sunt adaptate să funcționeze în condiții industriale tipice, ținând cont de atmosferele poluate, nivelurile de semnal, rezistența termică și la umiditate, nefiabilitatea surselor de alimentare, precum și șocurile mecanice și vibrațiile. În acest scop, piesa hardware este închisă într-o carcasă robustă care minimizează impactul negativ al unui număr de factori de producție.

Principala diferență între circuitele de control PLC și relee sunt algoritmii care sunt implementați folosind programe. Un singur controler poate implementa circuite echivalente cu mii de elemente logice dure. Mai mult, fiabilitatea circuitului nu depinde de complexitatea acestuia.

Controlerele logice programabile funcționează în mod tradițional în partea de jos a sistemelor automate de control al instalațiilor (ACS) - sisteme direct legate de tehnologiile de producție.

PLC-urile sunt de obicei primul pas în sistemele de control al clădirii. Acest lucru se datorează faptului că necesitatea de a automatiza o mașină sau o instalație este întotdeauna cea mai evidentă. Oferă un efect economic rapid, îmbunătățește calitatea producției, evită munca solicitantă din punct de vedere fizic și de rutină. PLC-urile prin definiție sunt construite pentru această activitate.

Principalul avantaj al PLC este că un mecanism mic poate înlocui un număr mare de relee electromecanice, precum și un timp de scanare rapid, sisteme I/O compacte, instrumente de programare standardizate și interfețe speciale care permit conectarea dispozitivelor de automatizare non-standard direct la controlerul sau combinând diferite echipamente într-un singur sistem de control.

Cum să alegeți PLC-ul potrivit

Alegerea unui controler programabil este o sarcină importantă și dificilă atunci când se creează sisteme de control automat al parametrilor tehnologici în orice întreprindere industrială.

Atunci când îl alegeți, este necesar să luați în considerare și să evaluați un număr mare de factori. Combinând cerințele tehnologice pentru un obiect specific pentru control automat cu o analiză comparativă a controlerelor logice programabile moderne, puteți lua decizia corectă.

Clasificare PLC:

Când cumpărați un PLC, primul pas este să luați în considerare cu atenție ce tip este potrivit scopului.

PLC-urile clasice sunt module care pot fi de obicei programate folosind un computer. După aceea, computerul nu mai este necesar pentru a opera PLC-ul în sine.În principiu, trebuie făcută o distincție între PLC-urile modulare, compacte și cu fante.

PLC-urile compacte sunt în general mai ieftine și ocupă mai puțin spațiu. După aceea, este utilizat în principal pentru procese mici de automatizare.

Pe lângă aplicațiile bazate pe platforma PC, există și PLC-uri compacte care pot fi programate de la un panou de control fără PC.

PLC-urile modulare oferă posibilitatea de a asambla în mod flexibil unitatea de control din module individuale, astfel încât să poată fi programate sarcini automate mai complexe.

Există module care pot fi implementate în sistem ca plăci plug-in într-un slot liber de pe placa de bază.

De asemenea, este necesar să se facă distincția între PLC-uri în modul în care își fac munca. Pe lângă modelele care controlează intrările într-un ciclu predeterminat și PLC-urile care procesează ieșirile în diferite etape, sunt disponibile și modele PLC bazate pe evenimente.

Înainte de a cumpăra un PLC, ar trebui să acordați o atenție deosebită numărului de intrări și ieșiri.În plus, este necesar să luați în considerare și alți parametri care nu au fost luați în considerare la planificarea inițială. Luați în considerare, de asemenea, dacă aveți nevoie de un PLC cu afișaj integrat și panou tactil. În unele cazuri, citirea valorilor și gestionarea sistemului prin infrastructura IT existentă poate fi suficientă.

Ce este HMI

HMI (Human Machine Interface) — o interfață de comunicare om-mașină. Aceste interfețe intuitive și ușor de utilizat sunt utilizate pentru a permite utilizatorilor să opereze și să opereze mașini fără cunoștințe aprofundate despre programarea PLC. Un tip de dispozitive HMI sunt sistemele SCADA: Sisteme de achiziție de date și control operațional (sisteme SCADA)