Przeczytaj dowolny raport na temat przyszłości działalności zakładów produkcyjnych i produkcyjnych, a jedno będzie pewne: automatyzacja zrewolucjonizuje praktycznie każdy obszar i proces, łącznie z komunikacją sprzętową, konserwacją i naprawami oraz produkcją.
Do tej pory jedynym obszarem produkcji, który wydaje się nie być dotknięty przejęciem automatyzacji, są programowalne sterowniki logiczne, czyli PLC. Istnieje powód, dla którego globalny rynek PLC wynosi 16 miliardów dolarów rocznie i rośnie o 9,2% rocznie. Ich solidna konstrukcja, niski koszt i prostota w obliczu złożonej integracji sprawiły, że stały się one niezbędną częścią produkcji.
Bez PLC wiele organizacji nie byłoby w stanie wspierać wdrażania nowych technologii sterowania. Na razie PLC pozostają integralną częścią cyfrowej transformacji obiecanej przez Przemysł 4.0.
Do czego służy sterownik PLC?
PLC to skrót od „Programmable Logic Controller” (sterownik logiczny programowalny) i jest zarówno połączeniem jednostek, jak i modelem teoretycznym służącym do sterowania modułami wejściowymi i wyjściowymi. Aby PLC stanowił kompletny system, musi zawierać cztery podstawowe komponenty:
- Moduł CPU:Jest to centralny procesor i pamięć wymagana do przechowywania informacji i wykonywania zadań. Wszystkie obliczenia i przetwarzanie danych odbywa się poprzez odbieranie danych wejściowych i generowanie danych wyjściowych.
- Zasilanie:Wszystkie moduły PLC są zależne od zasilania. Sterowniki PLC są zaprojektowane do odbioru prądu zmiennego i przetwarzania go na prąd stały.
- Urządzenia programujące:PLC wymagają oprogramowania programistycznego, które wprowadza logikę sterowania do systemu. Następnie użytkownik może tworzyć, przesyłać i wprowadzać zmiany tymczasowo w oprogramowaniu PLC.
- Moduły wejścia/wyjścia:Te jednostki są ważną częścią systemu PLC. Moduły wejściowe i wyjściowe zbierają dane z czujników i siłowników, wprowadzają je do systemu PLC, a następnie generują czytelne informacje. Te moduły mogą być cyfrowe lub analogowe.
Fakt, że jednostka lub system jest programowalny, stanowi znaczną poprawę w stosunku do poprzedniego sposobu obsługi sterowania zadaniami. Jest to również źródło przewagi konkurencyjnej dla PLC: technicy nie muszą zmieniać okablowania podczas przełączania się między zadaniami lub aplikacjami. Zamiast tego mogą po prostu przeprogramować urządzenie.
PLC składa się z procesora, który wykonuje operacje sterowania na podstawie danych dostarczonych przez moduły wejściowe i wyjściowe. Logika sterowania, która zarządza systemem PLC, jest najpierw rozwijana, a następnie przesyłana do systemu PLC.
Najłatwiejszym sposobem na wizualizację PLC jest wyobrażenie sobie komputera z mikroprocesorem, ale bez klawiatury, myszy lub monitora. Szeroki zakres zastosowań przemysłowych często oznacza, że ten fizycznie wytrzymały system może wytrzymać bardzo trudne warunki.
Funkcjonalne cechy PLC mogą obejmować timery i liczniki, urządzenia pomiarowe i czujniki parametrów, takich jak wibracje, ciśnienie, temperatura i przepływ. Chociaż niektóre branże mają unikalne zadania i zastosowania, PLC zazwyczaj wykonują następujące funkcje:
- Przełączanie przekaźników
- Liczenie, obliczanie i porównywanie wartości analogowych
- Modyfikacja logiki sterowania w możliwie najkrótszym czasie
- Szybka reakcja na zmiany parametrów procesu (możliwość zaprogramowania reakcji)
- Monitorowanie i kontrola w czasie w celu zwiększenia ogólnej niezawodności systemu sterowania (wymagana ręczna interwencja)
- Coraz prostsze i skuteczniejsze rozwiązywanie problemów z czasem
- Bezproblemowa integracja z komputerami HMI (interfejs człowiek-maszyna)
Jeśli są prawidłowo zbudowane, firmy mogą wykorzystywać PLC i używać ich w szerokim zakresie aplikacji w wielu branżach. Czego możesz nie wiedzieć, to to, że polegamy na PLC w przypadku najbardziej przyziemnych, codziennych technologii, aby działały prawidłowo. Piekarnie, pralki, windy, a nawet sygnalizacja świetlna to jedne z wielu zastosowań cywilnych, które wymagają sterowania PLC i gromadzenia danych w celu regulowania zadań.
Dlaczego firmy produkcyjne używają sterowników PLC?
W 2019 r. (i później) PLC będą nadal błyszczeć dzięki swojej wrodzonej prostocie i elastyczności. Są wystarczająco wydajne, aby dostosować się do szerokiego zakresu środowisk i zadań, a jednocześnie wystarczająco proste, aby nawet technicy bez wiedzy z zakresu programowania lub pisania skryptów mogli je szybko opanować.
Pewne specyficzne cechy PLC sprawiają, że są one pierwszym wyborem dla branż, które polegają na tych systemach. Ropa i gaz, wodociągi, produkcja żywności i napojów oraz roboty publiczne to tylko kilka przykładów branż, które polegają na możliwościach oferowanych przez PLC.
1) Sterowniki PLC są łatwe do zaprogramowania
Gdy ktoś zachwala elastyczność systemów PLC jako zaletę, ma na myśli to, że systemy te mogą być programowane przez osoby o bardzo niewielkiej wiedzy.
Oznacza to, że technicy mogą ich używać tak samo łatwo jak konsumenci. Możesz również rozszerzyć system PLC, programując go tak, aby wykonywał zestaw instrukcji, jeśli spełnione są pewne warunki.
Dzięki szerokiemu zakresowi zastosowań w różnych branżach pracownicy każdej firmy będą mieli własne zestawy umiejętności. Podczas korzystania z PLC prostota programowania logiki sterowania w systemie oznacza, że nie potrzebujesz kogoś obeznanego z niuansami języka komputerowego, aby przepisał program, gdy zadanie lub aplikacja się zmieni.
2) Sterowniki PLC mogą zapewnić ujednolicone środowisko programowania
Sterowniki PLC są preferowaną metodą sterowania, pomiaru i wykonywania zadań w złożonych zastosowaniach produkcyjnych i przemysłowych, ponieważ dobrze współpracują z innymi systemami. Sterowniki PLC dobrze współpracują z komputerami PC, programowalnymi sterownikami automatyki (PAC), urządzeniami sterowania ruchem i interfejsami HMI.
Jednak, aby było skuteczne, ujednolicone środowisko musi być dobrze zaplanowane i nie powinno być zbyt trudne w obsłudze dla użytkownika. Jednak PLC zlokalizowane w większych środowiskach programistycznych pozwalają użytkownikom z podstawowym poziomem wiedzy na dostęp do wielu funkcji, które mogą się ze sobą komunikować, dostarczać sobie nawzajem dane i wykonywać złożone zadania.
3) PLC zbiera wiarygodne dane
Liczba wejść ustawionych w systemie PLC jest ustalana przez użytkownika. Oznacza to, że nie ma ograniczeń co do liczby źródeł danych i ilości danych, które mogą przepływać. Urządzenia pomiarowe, czujniki i elementy sterujące ruchem mogą pozyskiwać wiele parametrów, więc to użytkownik decyduje, w jaki sposób te dane są zbierane i jak wyświetlane są wyjścia.
4) Sterowniki PLC można stosować do konserwacji predykcyjnej
Ponieważ dzisiejsze PLC są wyposażone w większą pamięć i moc przetwarzania, można je zaprogramować do wykonywania złożonych i wymagających zadań. Jednym z tych zadań jest konserwacja predykcyjna. Moc konserwacji predykcyjnej, zwłaszcza na początku Przemysłu 4.0, nie może być przeceniona.
W połączonej fabryce, która jest jedną z cech czwartej rewolucji przemysłowej, jedna maszyna może być połączona i odpowiadać za działanie kilku innych procesów. W rezultacie konserwacja predykcyjna może znacznie zwiększyć wydajność i zmniejszyć częstotliwość przestojów i katastrof.
Konserwacja predykcyjna zaczyna się od konserwacji zapobiegawczej. Jeśli konkretny element wyposażenia osiągnie ustalony próg, czujnik wyłącza się, informując techników, że sprzęt wymaga serwisu lub wymiany. Wystarczająca liczba tych raportów jest następnie zbierana jako punkty danych, aby przekazać systemowi, jakie czynniki przewidują zużycie lub zbliżające się problemy. PLC będzie współpracować ze SCADA, aby wyświetlać harmonogramy konserwacji lub umożliwiać elastyczność w konfigurowaniu nowych reguł konserwacji.
Wniosek
PLC teraz bardziej niż kiedykolwiek udowadniają swoją wartość, ponieważ firmy produkcyjne i przemysłowe oparte na roślinach przyjmują transformację cyfrową wymaganą dla ich niszowych rynków. Ich podstawowa łatwość użytkowania i prostota sprawiają, że są elastycznym i znanym rozwiązaniem w obliczu rosnącej złożoności.
Profesjonaliści preferują systemy PLC, gdy używają innych aplikacji IoT lub pracują z systemami sterowania, takimi jak SCADA. Jako logiczny system sterowania, PLC są dobrze dostosowane do trendów Przemysłu 4.0, które wymagają przewidywania danych, przewidywania stanu błędów, wykrywania korelacji między dwoma lub więcej niezależnymi strumieniami danych PLC i optymalizacji systemu.
Krytyczna pozycja i rola PLC wymaga również, aby pozostawał on w pełni funkcjonalny przez cały czas. Producenci i firmy produkcyjne mogą przyjąć najlepsze praktyki, aby zapewnić, że te podstawowe komponenty zawsze działają płynnie.