Komplett ipari automatizálási PLC
Megoldások
A programozható logikai vezérlők (PLC) az ipari automatizálás egyik alapvető eszköze, és kulcsfontosságú alkalmazás, amely lehetővé teszi a gyárak automatizált működését. A PLC-k általában több modulból álló moduláris rendszerek, amelyeket kifejezetten logikai vezérlésre, szekvenciális vezérlésre, időzítés-vezérlésre, számlálásvezérlésre és egyéb műveletekre terveztek. Ez a cikk bemutatja a PLC-k alkalmazását az ipari automatizálásban, valamint az ST (STMicroelectronics) által kifejezetten PLC alkalmazásokhoz kifejlesztett kapcsolódó megoldásokat.
Ipari automatizálási berendezések működésének vezérlése logikai vezérléssel
A PLC-ket széles körben használják különféle automatizálási rendszerekben. Példaként a vezérlőegységet (amelyet általában központi feldolgozó egységnek, CPU-nak neveznek) és több bemeneti/kimeneti vagy egyéb funkcionális modult (bővítő modulokat) vesszük, a vezérlőegység egy dedikált buszon keresztül kommunikál a bővítőmodulokkal (jellemzően egy ügyfélspecifikus buszon, amely hátlapi interfészként ismert). A vezérlőegység ciklikus alapon működik, és rendszeresen adatokat cserél a bővítőmodulokkal. A bemeneti/kimeneti modulok interfészeket/kapcsolatokat hoznak létre az üzem feldolgozó oldalával, információval szolgálva az egyik oldalon az érzékelők által észlelt különféle fizikai változókról, a másik oldalon pedig lehetővé téve az automatizált folyamatokkal való interakciót a különböző aktuátorok meghajtásával. Minden modult egy komplett automatizált rendszerbe kell integrálni, hogy különböző terepi buszokhoz és ipari Ethernet hálózatokhoz kapcsolódjon.
Az ipari automatizálásban a PLC-k elsődleges funkciói közé tartozik a logikai vezérlés, amely magában foglalja a berendezések működésének vezérlését előre{0}}programozott logikai programok alapján. Például a PLC-k az érzékelő bemenetei alapján meg tudják határozni, hogy indítsanak-e vagy állítsanak le egy gépet. Ami a szekvenciális vezérlést illeti, a PLC-k meghatározott sorrendben hajthatnak végre műveleteket az automatizált gyártósorokon, így biztosítva, hogy minden folyamat időben befejeződjön.
Ezenkívül a PLC-k belső időzítői és számlálói használhatók a pontos időszabályozáshoz és az anyagszámláláshoz. A modern PLC-k analóg bemeneti/kimeneti képességekkel is rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik az analóg jelek, például hőmérséklet és nyomás feldolgozását. A PLC-k különféle kommunikációs protokollokon keresztül tudnak kommunikálni más eszközökkel, hogy megkönnyítsék a távoli felügyeletet és vezérlést, valamint képesek észlelni és diagnosztizálni a rendszerhibákat, és lehetőség szerint automatikusan újraindítani a működést.
A PLC-k különféle típusú automatizált berendezések összehangolt működését tudják vezérelni
A PLC-ket széles körben használják automatizált gyártósorokon a különféle típusú berendezések összehangolt működésének vezérlésére, ezáltal javítva a termelés hatékonyságát. Az olyan iparágakban, mint a vegyipar, valamint az élelmiszer- és italgyártás, a PLC-k a gyártási folyamat különböző paramétereinek, például hőmérséklet, nyomás és folyadékszint szabályozására használhatók. Emellett a PLC-k segítségével mechanikus berendezések, például CNC szerszámgépek és csomagológépek működése is vezérelhető, ezek pontos működése érdekében.
A PLC-k az épületautomatizálásban is alkalmazhatók légkondicionáló, világítás, biztonsági rendszerek és egyebek vezérlésére. A vízkezelő és szennyvízkezelő rendszerekben a PLC-k szivattyúk, szelepek és egyéb berendezések vezérlésére használhatók az automatizált működés érdekében. Az energiagazdálkodási rendszerekben a PLC-k felhasználhatók az energiaelosztás és -fogyasztás nyomon követésére és szabályozására az energiamegtakarítási hatás elérése érdekében. A PLC-k rugalmassága és megbízhatósága az ipari automatizálás nélkülözhetetlen elemévé teszi őket, amely képes alkalmazkodni a különféle összetett szabályozási követelményekhez.
A terepibusz- és ipari Ethernet-alkalmazásokban a vezetékes kommunikációs technológiát széles körben használják az Ipar 4.0 és az ipari IoT alkalmazásokban. Ez a technológia folyamatosan fejlődik, a hagyományos terepi buszokról Ethernet{2}}alapú buszokra vált át, hogy emberi-gépi interfészek (HMI), programozható logikai vezérlők, gépek, I/O, meghajtók, működtetők és érzékelők összekapcsolódjanak.
Az emberi-gép interfészek segítségével hatékonyan irányíthatjuk a berendezéseket, és a gépi visszajelzések alapján hozhatunk döntéseket. Ezek az interfészek lehetnek egyszerű kijelzők, közvetlenül a gépekre szerelve a gyári automatizáláshoz, vagy több-érintős kijelzők, amelyek teljes gyártósorok vezérlésére szolgálnak. Ezen túlmenően az Ipar 4.0 eléréséhez a PLC-k IO-Link kommunikációs hálózatokat (IEC 61131-9) használhatnak kétirányú, pontok közötti adatkapcsolatokhoz (a működtető és az érzékelő szintjéig), támogatva az adatok előfeldolgozását, az érzékelőparaméterek beállítását és a fejlett diagnosztikát.
A digitális I/O modulok alkalmazása során a bemeneti/kimeneti (I/O) modulok adatokat gyűjtenek a bemeneti eszközökről (beleértve a közelség-, nyomás-, hőmérséklet-érzékelőket és gombokat) és a vezérlőaktoroktól, például szelepektől, reléktől és világítótestektől (kimeneti eszközök). Ezeket a modulokat hozzá lehet adni a PLC vezérlőszekrényekhez, vagy integrálni lehet egy gyári gyártóberendezésbe.
A PLC-ben a PLC vezérlőegység az elsődleges építőelem a bemeneti eszközöktől származó adatok feldolgozásához és a kimenetek vezérléséhez. I/O modulokkal integrálható a szükséges funkcionalitás biztosítása érdekében. A PLC vezérlőegység támogatja a csatlakozást különböző terepi buszokhoz (például PROFIBUS, Modbus és CANopen), ipari Ethernethez (például Profinet és EtherCAT), vezeték nélküli technológiákhoz és a rendszerhez csatlakoztatott hátlapi buszokhoz.
