Täielik tööstusautomaatika PLC
Lahendused
Programmeeritavad loogikakontrollerid (PLC) on üks tööstusautomaatika põhiseadmeid ja võtmerakendus, mis võimaldab tehastel automatiseeritud viisil töötada. PLC-d on tavaliselt mitmest moodulist koosnevad modulaarsed süsteemid, mis on spetsiaalselt loodud loogiliseks juhtimiseks, järjestikuseks juhtimiseks, ajastuse juhtimiseks, loendamise juhtimiseks ja muudeks toiminguteks. See artikkel tutvustab PLC-de rakendamist tööstusautomaatikas ning ST (STMicroelectronics) poolt spetsiaalselt PLC-rakenduste jaoks välja töötatud seotud lahendusi.
Tööstusautomaatika seadmete töö juhtimine läbi loogilise juhtimise
PLC-sid kasutatakse laialdaselt erinevates automaatikasüsteemides. Juhtploki (tavaliselt nimetatakse keskprotsessoriks, CPU-ks) ja mitme sisend-/väljundmooduli või muude funktsionaalsete moodulite (laiendusmoodulite) näitel suhtleb juhtplokk laiendusmoodulitega spetsiaalse siini (tavaliselt kliendispetsiifilise siini, mida nimetatakse taustaliideseks) kaudu. Juhtseade töötab tsükliliselt ja vahetab regulaarselt andmeid laiendusmoodulitega. Sisend/väljundmoodulid loovad liidesed/ühendused tehase töötlemispoolega, pakkudes teavet erinevate füüsiliste muutujate kohta, mida ühelt poolt tuvastavad andurid, ja võimaldades suhelda automatiseeritud protsessidega, juhtides teisel pool erinevaid täiturmehhanisme. Iga moodul tuleb integreerida terviklikku automatiseeritud süsteemi, et pakkuda ühenduvust erinevatele väljasiinidele ja tööstuslikele Etherneti võrkudele.
Tööstusautomaatika PLC-de põhifunktsioonid hõlmavad loogilist juhtimist, mis hõlmab seadmete töö juhtimist eelprogrammeeritud loogikaprogrammide alusel{0}. Näiteks saavad PLC-d anduri sisendite põhjal määrata, kas masin käivitada või seisata. Järjestikuse juhtimise osas saavad PLC-d teostada toiminguid automatiseeritud tootmisliinidel kindlas järjekorras, et tagada iga protsessi õigeaegne lõpuleviimine.
Lisaks saab PLC-de sisemisi taimereid ja loendureid kasutada täpseks aja juhtimiseks ja materjalide loendamiseks. Kaasaegsetel PLC-del on ka analoogsisendi/väljundi võimalused, mis võimaldavad neil töödelda analoogsignaale, nagu temperatuur ja rõhk. PLC-d saavad suhelda teiste seadmetega erinevate sideprotokollide kaudu, et hõlbustada kaugseiret ja -juhtimist, ning tuvastada ja diagnoosida süsteemi tõrkeid, jätkates võimaluse korral automaatselt tööd.
PLC-d saavad juhtida erinevat tüüpi automatiseeritud seadmete koordineeritud tööd
PLC-sid kasutatakse laialdaselt automatiseeritud tootmisliinides, et juhtida erinevat tüüpi seadmete kooskõlastatud tööd, parandades seeläbi tootmise efektiivsust. Sellistes tööstusharudes nagu kemikaalid ning toiduainete ja jookide tootmine, saab PLC-sid kasutada tootmisprotsessi erinevate parameetrite, näiteks temperatuuri, rõhu ja vedeliku taseme juhtimiseks. Lisaks saab PLC-sid kasutada mehaaniliste seadmete, näiteks CNC-tööpinkide ja pakendamismasinate töö juhtimiseks, et tagada nende täpne töö.
PLC-sid saab rakendada ka hooneautomaatikas kliimaseadmete, valgustuse, turvasüsteemide ja muu juhtimiseks. Veepuhastus- ja reoveepuhastussüsteemides saab PLC-sid kasutada pumpade, ventiilide ja muude seadmete juhtimiseks, et saavutada automatiseeritud töö. Energiahaldussüsteemides saab PLC-sid kasutada energia jaotamise ja tarbimise jälgimiseks ja juhtimiseks, et saavutada energiasäästuefekte. PLC-de paindlikkus ja töökindlus muudavad need tööstusautomaatikas asendamatuks komponendiks, mis on võimeline kohanema erinevate keerukate juhtimisnõuetega.
Väljasiini ja tööstuslike Etherneti rakenduste puhul kasutatakse juhtmega sidetehnoloogiat laialdaselt Industry 4.0 ja tööstuslike asjade Interneti rakendustes. See tehnoloogia areneb pidevalt, liikudes traditsioonilistelt väljasiinidelt Etherneti{2}}põhistele siinidele, et ühendada inimese-masinaliidest (HMI), programmeeritavaid loogikakontrollereid, masinaid, I/O-d, ajamid, täiturmehhanisme ja andureid.
Inimese{0}}masina liidesed aitavad meil seadmeid tõhusalt juhtida ja masina tagasiside põhjal otsuseid teha. Need liidesed võivad olla lihtsad kuvarid, mis on otse masinatele paigaldatud tehase automatiseerimiseks, või mitme{2}}puuteekraani paneelid, mida kasutatakse tervete tootmisliinide juhtimiseks. Lisaks saavad PLC-d tööstus 4.0 saavutamiseks kasutada IO-Link sidevõrke (IEC 61131-9) kahesuunaliste punkt-{8}}andmeühenduste jaoks (kuni täiturmehhanismi ja anduri tasemel), toetades andmete eeltöötlust, anduri parameetrite reguleerimist ja täiustatud diagnostikat.
Digitaalsete I/O moodulite rakendamisel koguvad sisend/väljund (I/O) moodulid andmeid sisendseadmetelt (sh lähedus-, rõhu-, temperatuuriandurid ja nupud) ja juhtajamtelt, nagu ventiilid, releed ja valgustusseadmed (väljundseadmed). Neid mooduleid saab lisada PLC juhtkappidesse või integreerida tehase tootmisseadmetesse.
PLC-s on PLC juhtseade sisendseadmete andmete töötlemise ja väljundite juhtimise esmane ehitusplokk. Vajaliku funktsionaalsuse tagamiseks saab seda integreerida I/O moodulitega. PLC juhtplokk toetab ka ühendusi erinevate väljasiinidega (sh PROFIBUS, Modbus ja CANopen), tööstusliku Etherneti (nt Profinet ja EtherCAT), juhtmevabade tehnoloogiate ja süsteemiga ühendatud backplane siinidega.
