Sterowniki PLC w przemyśle

Czym są programowalne sterowniki logiczne?

Sterowniki PLC powstały jako kolejny etap rozwoju, eliminując z rynku układy mechaniczne, elektromechaniczne oraz sterowniki dedykowane, których podstawowym mankamentem był brak elastyczności w sytuacji gdy zachodziła potrzeba rozbudowy maszyny lub jej modyfikacji celem np. dokonania niewielkiej zmiany w procesie technologicznym. Sterownik PLC stał się fundamentem obecnej automatyki przemysłowej właśnie z racji swojej zdolności do szybkiej i łatwej adaptacji do nowych wymagań. Z czego wynika ta łatwość adaptacji? Sterowniki PLC są minikomputerami czyli, posiadają mikroprocesor, pamięć dla programu, pamięć operacyjną oraz układy z obwodami wejść i wyjść. 

Konstrukcja ta pozwala na szybką zmianę funkcji realizowanych przez sterownik poprzez modyfikację oprogramowania wgranego do pamięci programu w sterowniku PLC. To właśnie możliwość szybkiej zmiany oprogramowania stałą się głównym czynnikiem, który spowodował, że wygrały one walkę o prymat w automatyce.

Budowa sterownika plc.

Sterowniki PLC występują w wielu konfiguracjach. Główny podział sterowników PLC widoczny jest w konstrukcji zewnętrznej. Występują dwa rodzaje. Pierwszym jest konstrukcja ALL-IN-ONE czyli wszystko w jednym.

Drugim rodzajem jest konstrukcja modułowa. W przypadku wersji ALL-IN-ONE mamy sterownik PLC, który posiada w swojej konstrukcji określoną, niezmienną, ilość wejść i wyjść, z których każde ma określone funkcjonalności i nie ma możliwości podłączenia modułów rozszerzeń.

Często tego typu sterowniki PLC posiadają porty komunikacyjne np. Ethernet czy RS-485, które obsługują różne protokoły komunikacyjne np. CAN, LIN, KNX, MODBUS, PROFIBUS. Pozwala to na stworzenie większej sieci urządzeń współpracujących z sobą. Drugi typ konstrukcji zakłada, że moduł sterownika PLC nie posiada portów innych niż te do programowania natomiast, można do niego podłączyć moduły rozszerzeń. Przewagą sterowników PLC o konstrukcji modułowej jest fakt, że dają one bardzo dużą elastyczność przy tworzeniu nowych rozwiązań i modernizacji już istniejących urządzeń. Producenci sterowników PLC udostępniają moduły dla wielu obszarów, takich jak: wejścia i wyjścia binarne, wejścia i wyjścia analogowe, porty komunikacyjne dla sieci komputerowych i sieci przemysłowych oraz dla sieci stosowanych w pojazdach. Dostępne są również specjalizowane moduły wagowe, moduły obróbki obrazu, moduły pomiaru parametrów środowiskowych jak ciśnienie, wilgotność, temperatura, prędkość wiatru. Można również nabyć moduły specjalizowane do dokładnego pomiaru wysokich i niskich temperatur z użyciem termopar oraz do podłączenia czujników pirometrycznych. Wszystko to powoduje, że dzięki sterownikom PLC nowej generacji, możemy szybko tworzyć bardzo dobrze dopasowane rozwiązania przemysłowe, zachowując przy tym, możliwość dalszej szybkiej rozbudowy lub modyfikacji już istniejących rozwiązań.

Sterowniki PLC - oprogramowanie.

Sterowniki PLC są jak już wiemy, mikrokomputerami. Przetwarzają zatem program, który trzeba napisać. Jednym z pierwszych “języków” programowania i do dzisiaj bodaj najbardziej popularnym jest LAD lub LD czyli Ladder Diagram co oznacza język drabinkowy.

Reprezentuje on sobą schemat elektryczny tworzony w oparciu o elementy elektryczne takie jak styki NO, styki NC, cewki przekaźników, układy czasowe i układy pamięci. Jak widać, są to typowe elementy dawniej stosowane w układach elektromechanicznych, dzięki którym tworzono wiele maszyn przemysłowych. Język LAD powstał dla pierwszych sterowników PLC dlatego, aby ułatwić elektrykom oraz inżynierom wdrażanie nowej technologii bez potrzeby odbywania specjalistycznych szkoleń. Program bowiem wygląda bardzo podobnie do schematu elektrycznego jaki automatycy tworzyli dotychczas. Jest to kolejny argument za stosowaniem sterowników PLC czyli łatwość implementacji rozwiązań w nowej technologii. Język drabinkowy jest na tyle łatwy w zrozumieniu, że czas wymagany do jego opanowania a zatem i fundusze wykładane w tym czasie na szkolenie są niewielkie w porównaniu do zysków jakie przynosi zastosowanie sterowników PLC.