Citiți orice raport despre viitorul operațiunilor și producției fabricii și există un singur consens: automatizarea va perturba practic fiecare domeniu și proces, inclusiv comunicațiile echipamentelor, întreținerea și repararea și producția.
Până în prezent, singurul domeniu de producție care pare neafectat de preluarea automatizării este controlerele logice programabile sau PLC-urile. Există un motiv pentru care piața globală a PLC-urilor este de 16 miliarde USD pe an și crește cu 9,2% pe an. Designul lor robust, costul redus și simplitatea în fața integrării complexe le-au făcut o parte esențială a producției.
Fără PLC-uri, multe organizații nu ar fi capabile să sprijine implementarea noilor tehnologii de control. Deocamdată, PLC-urile rămân o parte integrantă a transformării digitale promise de Industry 4.0.
Pentru ce este proiectat un PLC?
PLC înseamnă „Controler logic programabil” și este atât o combinație de unități, cât și un model teoretic pentru controlul modulelor de intrare și ieșire. PLC trebuie să includă patru componente de bază pentru a fi un sistem complet:
- Modul CPU:Acesta este procesorul central și memoria necesară stocării informațiilor și îndeplinirii sarcinilor. Toate calculele și prelucrarea datelor se fac prin primirea de intrări și generarea de ieșiri.
- Alimentare electrică:Toate modulele unui PLC depind de sursa de alimentare. PLC-urile sunt proiectate să primească curent alternativ și să o transforme în curent continuu.
- Dispozitive de programare:PLC-urile necesită software de programare care introduce logica de control în sistem. Apoi utilizatorul poate crea, transfera și face modificări temporar în software-ul PLC.
- Module de intrare/ieșire:Aceste unități sunt o parte importantă a sistemului PLC. Modulele de intrare și ieșire colectează date de la senzori și actuatoare, le introduc în sistemul PLC și apoi generează informații care pot fi citite. Aceste module pot fi digitale sau analogice.
Faptul că unitatea sau sistemul este programabil este o îmbunătățire majoră față de gestionarea anterioară a controlului sarcinilor. Aceasta este, de asemenea, o sursă de avantaj competitiv pentru PLC-uri: tehnicienii nu trebuie să schimbe cablurile atunci când comută între sarcini sau aplicații. În schimb, pot pur și simplu reprograma dispozitivul.
Un PLC constă dintr-un procesor care efectuează operațiuni de control pe baza datelor furnizate de modulele de intrare și de ieșire. Logica de control care gestionează sistemul PLC este mai întâi dezvoltată și apoi transferată în sistemul PLC.
Cel mai simplu mod de a vizualiza un PLC este să vă imaginați un computer cu un microprocesor, dar fără tastatură, mouse sau monitor. Gama sa largă de utilizări industriale înseamnă adesea că acest sistem robust din punct de vedere fizic poate rezista în medii foarte dure.
Caracteristicile funcționale ale unui PLC pot include cronometre și contoare, dispozitive de măsurare și senzori pentru parametri precum vibrația, presiunea, temperatura și debitul. Deși unele industrii au sarcini și aplicații unice, PLC-urile îndeplinesc de obicei următoarele funcții:
- Comutarea releului
- Numărarea, calculul și compararea valorilor analogice
- Modificarea logicii de control în cel mai scurt timp posibil
- Răspuns rapid la modificările parametrilor procesului (răspunsul poate fi programat)
- Monitorizare și control în timp pentru a crește fiabilitatea generală a sistemului de control (este necesară intervenția manuală)
- Depanare din ce în ce mai simplă și eficientă în timp
- Integrare perfectă cu computerele HMI (Human Machine Interface).
Când sunt construite corect, companiile pot utiliza PLC-uri și le pot folosi într-o gamă largă de aplicații din mai multe industrii. Ceea ce poate nu vă dați seama este că am ajuns să ne bazăm pe PLC-uri pentru ca cele mai banale tehnologii de zi cu zi să funcționeze corect. Brutăriile, mașinile de spălat, lifturile și chiar semnalele de circulație se numără printre numeroasele aplicații civile care necesită control PLC și colectare de date pentru a regla sarcinile.
De ce companiile producătoare folosesc PLC-uri?
În 2019 (și mai departe), PLC-urile vor continua să strălucească datorită simplității și flexibilității lor inerente. Sunt suficient de puternici pentru a se adapta la o gamă largă de medii și sarcini, dar suficient de simple încât chiar și tehnicienii fără cunoștințe de programare sau scripting le pot stăpâni rapid.
Anumite caracteristici specifice ale PLC-urilor le fac să fie prima alegere pentru industriile care se bazează pe aceste sisteme. Petrolul și gazele, utilitățile de apă, producția de alimente și băuturi și utilizarea lucrărilor publice sunt doar câteva exemple de industrii care se bazează pe oportunitățile oferite de PLC.
1) PLC-urile sunt ușor de programat
Când cineva prezintă flexibilitatea sistemelor PLC ca un beneficiu, vorbește despre modul în care aceste sisteme pot fi programate de persoane cu cel mai neglijent nivel de cunoștințe.
Aceasta înseamnă că tehnicienii le pot folosi la fel de ușor ca și consumatorii. De asemenea, puteți extinde un sistem PLC programându-l să urmeze un set de instrucțiuni dacă anumite condiții sunt adevărate.
Cu o gamă largă de utilizări în diverse industrii, angajații fiecărei companii vor avea propriile seturi de abilități. Când utilizați PLC-uri, simplitatea programării logicii de control în sistemul dvs. înseamnă că nu aveți nevoie de cineva experimentat în nuanțele limbajului computerului pentru a rescrie un program atunci când o sarcină sau o aplicație se modifică.
2) PLC-urile pot oferi un mediu de programare unificat
PLC-urile sunt metoda preferată de control, măsurare și efectuare a sarcinilor în aplicații complexe de producție și industriale, deoarece funcționează bine cu alte sisteme. PLC-urile funcționează bine cu PC-uri, PAC-uri (controlere de automatizare programabile), dispozitive de control al mișcării și HMI-uri.
Cu toate acestea, pentru a fi eficient, un mediu unificat trebuie să fie bine planificat și nu ar trebui să fie prea dificil de utilizat pentru utilizator. Cu toate acestea, PLC-urile situate în medii de programare mai mari permit utilizatorilor cu un nivel de bază de cunoștințe să acceseze mai multe funcții care pot comunica între ele, pot furniza date unul altuia și pot efectua sarcini complexe.
3) PLC colectează date fiabile
Numărul de intrări pe care le setați pe sistemul PLC este determinat de utilizator. Aceasta înseamnă că nu există o limită a numărului de surse de date și a cantității de date care pot intra. Dispozitivele de măsurare, senzorii și comenzile de mișcare pot dobândi mai mulți parametri, așa că este la latitudinea utilizatorului să decidă cum sunt colectate aceste date și cum sunt afișate ieșirile.
4) PLC-urile pot fi utilizate pentru întreținerea predictivă
Deoarece PLC-urile de astăzi sunt echipate cu mai multă memorie și putere de procesare, acestea pot fi programate pentru a îndeplini sarcini complexe și solicitante. Una dintre aceste sarcini este întreținerea predictivă. Puterea întreținerii predictive, în special la începutul Industry 4.0, nu poate fi subliniată prea mult.
În fabrica conectată, care este una dintre caracteristicile celei de-a patra revoluții industriale, o mașină poate fi conectată și responsabilă pentru funcționarea mai multor alte procese. Ca rezultat, întreținerea predictivă poate crește semnificativ eficiența și poate reduce frecvența perioadelor de nefuncționare și a evenimentelor catastrofale.
Întreținerea predictivă începe cu întreținerea preventivă. Dacă o anumită piesă de echipament atinge un prag predeterminat, un senzor se oprește, spunând tehnicienilor că echipamentul trebuie întreținut sau înlocuit. Suficiente dintre aceste rapoarte sunt apoi colectate ca puncte de date în sine pentru a comunica sistemului ce factori prezic uzura sau problemele iminente. PLC-ul va interacționa cu SCADA pentru a afișa programele de întreținere sau pentru a permite flexibilitate în configurarea noilor reguli de întreținere.
Concluzie
PLC-urile își dovedesc acum mai mult ca niciodată valoarea, deoarece companiile industriale de producție și din fabrici îmbrățișează transformarea digitală necesară pentru piețele lor de nișă. Ușurința lor fundamentală de utilizare și simplitatea le fac o soluție flexibilă și familiară în fața complexității tot mai mari.
Profesioniștii preferă sistemele PLC atunci când folosesc alte aplicații IoT sau când lucrează cu sisteme de control precum SCADA. Ca sistem de control logic, PLC-urile sunt potrivite pentru industria 4.0 tendințe care necesită predicția datelor, predicția stării de eroare, descoperirea corelației între două sau mai multe fluxuri de date PLC independente și optimizarea sistemului.
Poziția critică și rolul PLC-ului necesită, de asemenea, să rămână pe deplin funcțional în orice moment. Producătorii și companiile de fabrică pot adopta cele mai bune practici pentru a se asigura că aceste componente de bază funcționează întotdeauna fără probleme.