Savremena industrija koristi mnoge izuzetno složene tehnološke procese, što zauzvrat zahteva upotrebu veoma naprednih i pouzdanih sistema upravljanja. Povecanje efikasnosti i konkurentnosti ne može se postici bez automatizacije mnogih aktivnosti. Poslednjih godina, PLC programabilni kontroleri su postali jedan od osnovnih sistema upravljanja.
Programabilni logički kontroler PLC (Programmable Logic Controller) je rezultat naglog razvoja mikroprocesorske tehnologije u 20. veku i danas je jedan od osnovnih upravljačkih elemenata savremenih tehnoloških procesa. Prvi PLC kontroler na svetu nastao je 1969. godine u Sjedinjenim Državama i bio je to Modicon 084. Ovaj uređaj je težio čak 46 kg, a veličina programske memorije bila je 4 kB. Danas je to smešan broj, ali tada je bio impresivan. Programabilni kontroleri su prvi put korišceni u automobilskoj industriji, ali su brzo stekli priznanje u drugim industrijskim sektorima, zamenjujuci relejne sisteme upravljanja i sekvencijalne upravljačke uređaje. Devedesetih godina praktično nije bilo moderne fabrike koja nije koristila programabilni kontroleri PLC.
Programabilni kontroleri – podela
Na tržištu možete naci mnogo toga PLC kontroleri raznih proizvođača (npr. Eaton ES4P-221-DRKSD1 easiSafeti), koji nude različite funkcionalnosti. Takvi uređaji se mogu klasifikovati po različitim kriterijumima. Jedan od njih je broj podržanih ulaza/izlaza (I/O - Input/Output): veliki sa podrškom za do 4096 I/O (npr. Eaton KSC-CPU101-C256K-8DI-6DO), srednji sa podrškom za do 512 I/O i male sa podrškom za do 128 I/O. Druga podela je napravljena prema karakteristikama dizajna. Ovde razlikujemo kontrolere bez kucišta koji se ugrađuju unutar mašina i uređaja, kompaktne kontrolere malih dimenzija i jednostavnog kucišta (npr. Eaton EC4P-222-MTAD1), modularne kontrolere u vidu srednjih i velikih uređaja u kojima korisnik bira potrebne module i instalira ih u posebne panele (npr. Schneider TSKS3705028DR1) i drajvere integrisane sa upravljačkom tablom.
Pogledajte programabilne kontrolere u Onninen veletrgovcu
Konstrukcija programabilnog kontrolera
Vec smo pomenuli da se kontroleri mogu razlikovati po funkcionalnosti, parametrima i kucištu, ali se njihova osnovna struktura sastoji od istih elemenata:
- punjač – najčešce je impulsni i karakteriše ga visoka efikasnost AC/DC pretvarača i velika snaga malih dimenzija, može da radi u teškim industrijskim uslovima, ima zaštitu od prenapona i preopterecenja. PLC kontroleri najčešce rade na napajanje od 24 V, iako se neki modeli mogu priključiti i direktno na električnu mrežu. U kompaktnim kontrolerima, napajanje je montirano unutar kucišta (npr. Eaton EC4P-221-MTAKS1) ili može biti poseban element u modularnim kontrolerima.
- Centralna procesorska jedinica (CPU) – ovo je glavna komponenta kontrolera. Njegov zadatak je da upravlja radom PLC-a, izvršava upravljački program, upravlja pojedinačnim modulima i komunicira sa ostalim elementima sistema. Srce CPU-a je mikroprocesor. Njegovi parametri određuju radnu brzinu kontrolera, komunikacione mogucnosti, veličinu memorije, broj podržanih I/O promenljivih, itd. Tip memorije u kojoj se čuva kontrolni program takođe zavisi od mikroprocesora: RAM sa slučajnim pristupom (npr. Schneider TSKS3721101), EEPROM - trajna memorija samo za čitanje, programirana i obrisana električnim putem, i FLASH EPROM - u novijim kontrolerima, trajna memorija, programirana i obrisana električnim putem.
- Digitalni ulazni moduli – osnovna ulazna kola kontrolera pretvaraju strujne signale sa spoljnih uređaja u digitalne signale. Mogu se napajati naizmeničnom ili jednosmernom strujom.
- Digitalni izlazni moduli – izlazni signali iz regulatora u kola kontrolisanog objekta. Ovde se obično povezuju kalemovi kontaktora i releja koji kontrolišu rad mašina.
- Analogni ulazni moduli – pretvaraju analogne ulazne signale u digitalni oblik koji čita procesor. Najvažniji element ovih modula je analogno-digitalni pretvarač.
- Analogni izlazni moduli – pretvaraju numeričku vrednost iz memorije kontrolera u kontinuirane signale koji povezuju izvršni program sa kontrolisanom mašinom.
- Komunikacioni moduli – interfejs za razmenu podataka između kontrolera i drugih uređaja (npr. drugih kontrolera, aktuatora, HMI uređaja, itd.), koji zajedno stvaraju kontrolni sistem. Komunikacioni moduli novije generacije su često opremljeni sopstvenim procesorom koji obezbeđuje ispravan prenos podataka.
- Specijalni moduli – mogu se koristiti za proširenje funkcija PLC kontrolera, npr. modula za merenje temperature, brzih brojača, PVM impulsnih generatora, itd.
Programabilni kontroleri u veleprodajnoj ponudi!
Kako funkcioniše PLC?
Programabilni kontroler, naravno, radi na način koji određuje korisnički program uskladišten u memoriji kontrolera. To je niz instrukcija u vidu algoritma koji kontroliše rad mašine. Upravljački program se priprema pomocu računara ili programatora i zatim se čuva u memoriji kontrolera. Na osnovu ovog programa, mikroprocesor vrši odgovarajuce radnje.
Svaki PLC kontroler radi prema sledecem ciklusu koji se ponavlja u petlji: inicijalizacija kontrolera (testiranje ispravnosti kola i konfiguracije komponenti), čitanje ulaznih signala (čitanje fizičkih ulaza kontrolera i njihovo čuvanje u memoriji), izvršavanje programa (obrada kontrolnog programa instrukcije, generisanje izlaznog stanja i njihovo čuvanje u memoriji), čuvanje izlaznih signala (uzimanje vrednosti izlaznog stanja i njihovo upisivanje u fizičke izlazne portove kontrolera), komunikacijska podrška (kada se koristi mrežna komunikacija) i samodijagnostika ( kontroler proverava rad komponenti).
Kako odabrati programabilne kontrolere?
Pošto postoji mnogo različitih dostupnih na tržištu programabilni kontroleri , treba izabrati odgovarajuci model za potrebe datog sistema upravljanja. Ovde treba razmotriti različite aspekte. Pre svega, morate uzeti u obzir specifičnost date aplikacije i razmisliti da li ce lokalni ili distribuirani sistem kontrole biti korisniji. Prilikom izbora PLC kontrolera potrebno je da se odlučite za broj i vrstu ulazno/izlaznih tačaka i odredite da li ce kontroler osim upravljanja obavljati i druge poslove. Takođe je vredno obratiti pažnju na komunikacione interfejse ugrađene u PLC i njihove tipove (npr. USB, Ethernet, itd.). Lakoca korišcenja okruženja za programiranje kontrolera je takođe važna (bolje je izabrati PLC koji podržava jezike koje koriste inženjeri kompanije) i da li ce dati kontroler biti kompatibilan sa vec korišcenim modelima PLC-a. Tehnička podrška proizvođača je takođe važna.
Ili možda programabilni relej?
U nekim slučajevima, to može biti bolji izbor programabilni relej umesto vozača. Odmah se mora naglasiti da relej ima manji broj dostupnih funkcija od PLC-a, i da ima ograničene I/O ekspanzije i mogucnosti komunikacije. Ipak, programabilni relej ima svoje prednosti. Pre svega, lakše je integrisati se sa sistemom koji vec koristite. Takav relej se obično može brzo programirati pomocu ugrađene tastature i ekrana, a njegova cena je niža od cene kontrolera. Štafeta je, na primer, idealna za obuku i podučavanje novih zaposlenih. Programabilni relej se može uspešno koristiti u jednostavnim sistemima koji imaju samo nekoliko desetina ulaza/izlaza, kada želimo da programiramo ne baš složen upravljački program. Tada ce cena takve kontrole biti niža nego kada se koristi PLC kontroler.
Programabilni kontroler je trenutno nezamenljiv element u složenim sistemima upravljanja koji rade u manjim i vecim industrijskim postrojenjima širom sveta. Zahvaljujuci PLC-u, možete fleksibilno programirati tehnološke procese i automatizovati ih, optimizujuci troškove proizvodnje.