PLC complet de automatizare industrială
Soluții
Controlerele logice programabile (PLC) sunt unul dintre dispozitivele de bază în automatizarea industrială și o aplicație cheie care permite fabricilor să funcționeze într-un mod automat. PLC-urile sunt de obicei sisteme modulare compuse din mai multe module, concepute special pentru control logic, control secvenţial, control temporizare, control numărare şi alte operaţii. Acest articol va introduce aplicarea PLC-urilor în automatizarea industrială, precum și soluțiile aferente dezvoltate de ST (STMicroelectronics) special pentru aplicațiile PLC.
Controlul funcționării echipamentelor de automatizare industrială prin control logic
PLC-urile sunt utilizate pe scară largă în diferite sisteme de automatizare. Luând ca exemple unitatea de control (denumită în mod obișnuit unitatea centrală de procesare, CPU) și mai multe intrări/ieșiri sau alte module funcționale (module de expansiune), unitatea de control comunică cu modulele de extindere printr-o magistrală dedicată (de obicei, o magistrală specifică-clientului, cunoscută sub numele de interfață backplane). Unitatea de control funcționează pe o bază ciclică și schimbă în mod regulat date cu modulele de extensie. Modulele de intrare/ieșire stabilesc interfețe/conexiuni cu partea de procesare a instalației, oferind informații despre diverse variabile fizice detectate de senzori pe de o parte și permițând interacțiunea cu procesele automate prin acționarea diferiților actuatori pe de altă parte. Fiecare modul trebuie să fie integrat într-un sistem automat complet pentru a oferi conectivitate pentru diferite magistrale de teren și rețele Ethernet industriale.
Funcțiile principale ale PLC-urilor în automatizarea industrială includ controlul logic, care implică controlul funcționării echipamentelor pe baza unor programe logice pre{0}}programate. De exemplu, PLC-urile pot determina dacă să pornească sau să oprească o mașină pe baza intrărilor senzorului. În ceea ce privește controlul secvențial, PLC-urile pot executa operațiuni într-o anumită ordine pe liniile automate de producție pentru a se asigura că fiecare proces este finalizat la timp.
În plus, cronometrele și contoarele interne din PLC-uri pot fi utilizate pentru controlul precis al timpului și pentru numărarea materialelor. PLC-urile moderne au, de asemenea, capacități de intrare/ieșire analogică, permițându-le să proceseze semnale analogice, cum ar fi temperatura și presiunea. PLC-urile pot comunica cu alte dispozitive prin diferite protocoale de comunicare pentru a facilita monitorizarea și controlul de la distanță și pot detecta și diagnostica defecțiunile sistemului, reluând automat funcționarea atunci când este posibil.
PLC-urile pot controla funcționarea coordonată a diferitelor tipuri de echipamente automate
PLC-urile sunt utilizate pe scară largă în liniile de producție automate pentru a controla funcționarea coordonată a diferitelor tipuri de echipamente, îmbunătățind astfel eficiența producției. În industrii precum cea a produselor chimice și a alimentelor și a băuturilor, PLC-urile pot fi utilizate pentru a controla diferiți parametri în procesul de producție, cum ar fi temperatura, presiunea și nivelul lichidului. În plus, PLC-urile pot fi utilizate pentru a controla funcționarea echipamentelor mecanice, cum ar fi mașinile-unelte CNC și mașinile de ambalare, pentru a asigura funcționarea lor precisă.
PLC-urile pot fi aplicate și în automatizarea clădirilor pentru a controla aerul condiționat, iluminatul, sistemele de securitate și multe altele. În sistemele de tratare a apei și de tratare a apelor uzate, PLC-urile pot fi utilizate pentru a controla pompele, supapele și alte echipamente pentru a realiza funcționarea automată. În sistemele de management al energiei, PLC-urile pot fi folosite pentru a monitoriza și controla distribuția și consumul de energie pentru a obține efecte de-economisire a energiei. Flexibilitatea și fiabilitatea PLC-urilor le fac o componentă indispensabilă în automatizarea industrială, capabilă să se adapteze la diverse cerințe complexe de control.
În aplicațiile fieldbus și Ethernet industrial, tehnologia de comunicare prin cablu este utilizată pe scară largă în industria 4.0 și în aplicațiile industriale IoT. Această tehnologie este în continuă evoluție, trecând de la magistralele tradiționale de teren la magistralele bazate pe Ethernet-pentru a conecta interfețe om-mașină (HMI), controlere logice programabile, mașini, I/O, unități, actuatoare și senzori.
Interfețele om-mașină ne ajută să controlăm eficient echipamentele și să luăm decizii pe baza feedback-ului mașinii. Aceste interfețe pot fi simple afișaje montate direct pe mașini pentru automatizarea fabricii sau panouri multi-touch pentru a controla liniile de producție. În plus, pentru a atinge Industry 4.0, PLC-urile pot utiliza rețele de comunicație IO-Link (IEC 61131-9) pentru conexiuni de date bidirecționale punct-la punct (până la nivelul actuatorului și senzorului), care acceptă preprocesarea datelor, ajustarea parametrilor senzorului și diagnosticarea avansată.
În aplicarea modulelor I/O digitale, modulele de intrare/ieșire (I/O) colectează date de la dispozitivele de intrare (inclusiv senzori de proximitate, presiune, temperatură și butoane) și dispozitive de comandă, cum ar fi supape, relee și corpuri de iluminat (dispozitive de ieșire). Aceste module pot fi adăugate la dulapurile de control PLC sau integrate în echipamentele de producție din cadrul unei fabrici.
Într-un PLC, unitatea de control PLC este blocul principal pentru procesarea datelor de la dispozitivele de intrare și controlul ieșirilor. Poate fi integrat cu module I/O pentru a oferi funcționalitatea necesară. Unitatea de control PLC acceptă, de asemenea, conexiuni la diferite magistrale de teren (inclusiv PROFIBUS, Modbus și CANopen), Ethernet industrial (cum ar fi Profinet și EtherCAT), tehnologii fără fir și magistrale backplane conectate la sistem.
