Mi az a PLC? Bevezetés a Programozható Logikai Vezérlők Világába

Mi az a PLC? Bevezetés a Programozható Logikai Vezérlők Világába

Ha ismerős az ipari automatizálás világa, valószínűleg hallott már a PLC-kről. De mi is pontosan a PLC, és miért olyan fontos az automatizálás területén azt a következő cikkünkben fejtjük ki.

Mi az a PLC?

A programozható logikai vezérlők (PLC-k) ipari számítógépek, különféle bemenetekkel és kimenetekkel, amelyek az ipari berendezések vezérlésére és felügyeletére szolgálnak egyedi programozás alapján.

A PLC-k számos különböző méretben és formában léteznek. Vannak olyan kicsik, hogy elférnek a zsebünkben, míg mások annyira nagyok, hogy saját, nehéz teherbírású állványokra van szükségük a felszereléshez. Néhány PLC modulárisabb, csak alapvető I/O (bemenetek és kimenetek) egységekkel, de további hátlapokkal és funkcionális modulokkal (például analóg I/O, kommunikációs modulok vagy kijelző modulok) szabhatók testre különböző ipari alkalmazásokhoz.

Mik a standard PLC programozási nyelvek?

A PLC-k széles körben használatosak a különböző iparágakban, mert gyorsak, könnyen kezelhetők és viszonylag egyszerűen programozhatók. Öt standard PLC programozási nyelv létezik. A leggyakrabban használt nyelv a Létradiagram, de a Funkció Blokk Diagramok, Szekvenciális Funkció Diagramok, Strukturált Szöveg vagy Utasításlisták is használhatók ugyanazon funkcionalitás elérésére.

A PLC szerepe a SCADA és HMI rendszerekben

A SCADA (felügyeleti vezérlés és adatgyűjtés) és HMI (ember-gép interfész) rendszerek lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy megtekinthessék az adatokat közvetlenül a gyártási területről, és felhasználóbarát felületet biztosítanak a vezérléshez és a monitorozáshoz. Ebben a rendszerben a programozható logikai vezérlők, vagyis PLC-k, nélkülözhetetlen hardverelemek.

A PLC-k mint fizikai kapcsolatok funkcionálnak az egyes eszközök, gyártóterület vagy üzem közötti kommunikációban egy SCADA vagy HMI rendszerrel. Ezek a vezérlők képesek kommunikálni, figyelemmel kísérni és irányítani a bonyolult automatizált folyamatokat, mint például a szállítószalagokat, a hőmérséklet-szabályozást, a robotcellákat és számos más ipari gépet.

Ez a kapcsolat teszi lehetővé, hogy a gyártási folyamatokat pontosan és hatékonyan kezeljük, biztosítva a termelés zavartalan működését és a minőség ellenőrzését. A PLC-k tehát kulcsfontosságú szerepet töltenek be a modern ipari automatizálási rendszerekben, összekötve a fizikai világot a digitális vezérlés és felügyeleti rendszerekkel.

Hogyan Működik egy PLC?

Egy programozható logikai vezérlő, vagy röviden PLC, működése három fő részre osztható: adatgyűjtés a bemeneteken keresztül, a program logikájának végrehajtása, és végül a kimenetek módosítása. Kezdjük azzal, hogy a PLC-k folyamatosan figyelik és gyűjtik az információkat a gyártósoron lévő összekötött gépekről és eszközökről. Ezeket az információkat – vagyis a bemeneti adatokat – összehasonlítják a PLC-ben tárolt programozási logikával. Ha a program logikája szerint szükséges, a PLC módosítja az összekapcsolt kimeneti eszközök állapotát. Például, ha egy szelep pozícióját érzékelő szenzor a bemeneten jelez, a PLC programja ellenőrizheti, hogy a szelepnek mozognia kell-e, és ha igen, a kimeneten keresztül aktiválhatja a szelep mozgatását.

A PLC-k két fő típusú bemenetet és kimenetet különböztetnek meg: digitális (vagy diszkrét) és analóg. A digitális bemenetek és kimenetek egyszerű be/ki állapotokat jeleznek, hasonlóan egy villanykapcsolóhoz, ahol nincs köztes állapot. Az analóg bemenetek és kimenetek viszont olyanok, mint egy fényerő-szabályozó kapcsoló, ahol az állapot folyamatosan változhat a teljesen bekapcsolt és a teljesen kikapcsolt állapot között.

Fontos megjegyezni, hogy a PLC-k számára a bemeneti adatok két fő forrásból származhatnak: egyrészt az eszközök és érzékelők által automatikusan generált adatokból, másrészt az emberi felhasználók által, például egy HMI (ember-gép interfész) vagy SCADA (felügyeleti vezérlés és adatgyűjtés) rendszer használatával generált adatokból. Ez a sokoldalúság teszi a PLC-ket rendkívül hasznos és rugalmas eszközzé az ipari automatizálás területén..

A Programozható Logikai Vezérlők Eszközei és Működésük

A PLC-k, az ipari automatizálás alapvető eszközei, amelyek az érzékelőkből és gépekből érkező adatokat dolgozzák fel. Ezek az eszközbemeneti adatok széles skálán mozoghatnak, beleértve a gépek és érzékelők által küldött információkat. Ilyen adatok lehetnek például a be/kikapcsolási állapotok, amelyeket mechanikus kapcsolóktól és gomboktól érkezhetnek, valamint analóg értékek, mint a sebesség, nyomás és hőmérséklet értékek.

Az emberi beavatkozásból származó bemenetek is fontos szerepet játszanak, beleértve a gombnyomásokat, kapcsolókat és érzékelőket, amelyeket különböző eszközök, mint billentyűzetek, érintőképernyők, távirányítók vagy kártyaolvasók generálnak. Ezek az interakciók lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy közvetlenül befolyásolják a PLC által vezérelt folyamatokat.

A PLC-k által generált kimenetek hasonlóan sokrétűek lehetnek, mint a bemenetek, és tartalmazhatnak olyan hallható vagy vizuális visszajelzéseket, mint egy figyelmeztető lámpa aktiválása vagy egy riasztó jelzés. További kimeneti műveletek közé tartozik például egy szelep nyitása vagy zárása, egy motor sebességének szabályozása, vagy egy fűtőelem be- és kikapcsolása.

A PLC-k működése ciklikus. Minden ciklus első lépéseként a PLC felméri az összes hozzá kapcsolt bemeneti eszköz állapotát. Ezt követően végrehajtja a felhasználó által létrehozott programot, amely a bemeneti adatok alapján dönti el, hogy milyen változtatásokat kell végrehajtani a kimeneteken. Miután a kimeneti jeleket megfelelően módosította, a PLC egy önellenörző lépést végez, amely magában foglal egy belső diagnosztikai és biztonsági ellenőrzést, hogy minden a normál működési paramétereken belül maradjon. A folyamat befejeztével a PLC újraindítja a ciklust a bemenetek újbóli ellenőrzésével, így biztosítva a folyamatos és megbízható működést. Egy ciklus PLC típustól és vezérlési programtól függően jellemzően 50 és 500 ms (milisecundum) között van.

PLC-k használata az IIoT-val

A programozható logikai vezérlők, vagyis PLC-k, hagyományosan egy olyan kommunikációs módszert használnak, amelyben rendszeresen ellenőrzik, hogy történt-e változás az adatokban. Ez a módszer, amit lekérdezés-válasz módszernek hívunk, jól működik a gyárakban és más helyi termelési környezetekben, ahol a kommunikáció rövid távon, vezetékeken keresztül történik.

Azonban, ahogy az IIoT (Industrial Internet of Things) egyre inkább teret nyer, megnő az igény arra, hogy távoli helyszínekről is gyűjtsünk adatokat. Ez azt jelenti, hogy több PLC-t és egyéb számítástechnikai eszközöket kell telepítenünk a hálózat szélén, vagyis olyan helyeken, ahol közvetlenül az adatgyűjtés történik. A távoli kommunikációhoz gyakran mobilhálózatokat használunk, amelyek képesek az adatokat nagy távolságokra továbbítani. Viszont a gyakori adatlekérdezések miatt ez a módszer költséges lehet.

E probléma megoldására új technológiák, mint az MQTT protokoll és a Sparkplug B Specifikáció, egy másik típusú kommunikációt, a kiadás-feliratkozás módszert ajánlják. Ez a módszer csökkenti a kommunikációs költségeket, különösen a távoli eszközök esetében. A modern PLC-k már képesek ezt a kommunikációs protokollt használni, de a régebbi, már telepített PLC-k esetében kiegészítő hardverekre, úgynevezett peremkapukra lehet szükség. Ezek a peremkapuk, mint például az Ignition Edge IIoT egy MQTT brókerrel együttműködve, először a hagyományos módszerrel gyűjtik be az adatokat a PLC-ktől, majd ezeket a kiadás-feliratkozás módszerével továbbítják.

Ez az újfajta IIoT architektúra lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy meglévő rendszereiket kibővítve, hatékonyabban használják a sávszélességet, és a hálózat szélén lévő PLC-kről származó adatokat könnyen hozzáférhetővé tegyék a szervezet egészében. Ez a megközelítés nem csak költséghatékonyabb, de lehetővé teszi az adatok szélesebb körű felhasználását is.

Mi a PLC-k jövője?

Ahogy az iparág folyamatosan fejlődik és új technológiák jelennek meg a piacon, a PLC-k továbbra is alapvető szerepet töltenek be az automatizálás világában. Az új generációs eszközök, mint a Programozható Automatizálási Vezérlők (PAC-ok), amelyek ötvözik a hagyományos PLC-k megbízhatóságát a fejlettebb számítógépes funkciókkal, új dimenziókat nyitnak meg az ipari alkalmazásokban.

Ennek ellenére a PLC-k továbbra is előnyben részesülnek azokban az alkalmazásokban, ahol az egyszerűség, költséghatékonyság és a megbízhatóság kulcsfontosságú. Az Ignition szoftverhez hasonló innovatív megoldások pedig még inkább kiaknázzák ezeket az előnyöket, biztosítva, hogy a PLC-k még hosszú éveken át meghatározó szereplői maradjanak az automatizálási technológiáknak.

Az Ön vállalatának is szüksége lenne Ipari Automatizálásra vagy PLC programozásra? Vegye fel velünk a kapcsolatot.

LOGO-01-empty-white-2

Improve your business with innovative automation and analysis solutions

IPARI AUTOMATIZÁLÁS  |  FOLYAMATFEJLESZTÉS  |  PLC PROGRAMOZÁS  |  INTERIM PROJECT MANAGEMENT

© 2024 Minden jog fenntartva. INNOMATION Hungary Kft.   |   Általános szerződési feltételek.   |   Design and development: SBG Webdesign.