Kompletní PLC pro průmyslovou automatizaci
Řešení
Programmable Logic Controllers (PLC) jsou jedním ze základních zařízení průmyslové automatizace a klíčovou aplikací, která umožňuje továrnám pracovat automatizovaným způsobem. PLC jsou typicky modulární systémy složené z více modulů, speciálně navržených pro logické řízení, sekvenční řízení, řízení časování, řízení počítání a další operace. Tento článek představí aplikaci PLC v průmyslové automatizaci a také související řešení vyvinutá společností ST (STMicroelectronics) speciálně pro aplikace PLC.
Řízení provozu zařízení průmyslové automatizace pomocí logického řízení
PLC jsou široce používány v různých automatizačních systémech. Vezmeme-li jako příklady řídicí jednotku (běžně označovanou jako centrální procesorová jednotka, CPU) a více vstupně/výstupních nebo jiných funkčních modulů (rozšiřující moduly), řídicí jednotka komunikuje s rozšiřujícími moduly prostřednictvím vyhrazené sběrnice (obvykle zákaznická -sběrnice známá jako rozhraní propojovací desky). Řídicí jednotka pracuje cyklicky a pravidelně si vyměňuje data s rozšiřujícími moduly. Vstupní/výstupní moduly vytvářejí rozhraní/spojení s procesní stranou závodu, poskytují informace o různých fyzikálních proměnných detekovaných senzory na jedné straně a umožňují interakci s automatizovanými procesy řízením různých akčních členů na straně druhé. Každý modul musí být integrován do kompletního automatizovaného systému, aby poskytoval konektivitu pro různé průmyslové sběrnice a průmyslové sítě Ethernet.
Mezi primární funkce PLC v průmyslové automatizaci patří logické řízení, které zahrnuje řízení provozu zařízení na základě před-naprogramovaných logických programů. PLC mohou například na základě senzorových vstupů určit, zda se má stroj spustit nebo zastavit. Pokud jde o sekvenční řízení, PLC mohou provádět operace v určitém pořadí na automatizovaných výrobních linkách, aby bylo zajištěno, že každý proces bude dokončen včas.
Kromě toho mohou být interní časovače a čítače v PLC použity pro přesné řízení času a počítání materiálu. Moderní PLC také disponují možnostmi analogového vstupu/výstupu, které jim umožňují zpracovávat analogové signály, jako je teplota a tlak. PLC mohou komunikovat s jinými zařízeními prostřednictvím různých komunikačních protokolů pro usnadnění vzdáleného monitorování a řízení a mohou detekovat a diagnostikovat systémové chyby a automaticky obnovit provoz, když je to možné.
PLC mohou řídit koordinovaný provoz různých typů automatizovaných zařízení
PLC jsou široce používány v automatizovaných výrobních linkách pro řízení koordinovaného provozu různých typů zařízení, čímž se zvyšuje efektivita výroby. V průmyslových odvětvích, jako jsou chemikálie a potraviny a nápoje, lze PLC použít k řízení různých parametrů ve výrobním procesu, jako je teplota, tlak a hladina kapaliny. Kromě toho lze PLC použít k řízení provozu mechanických zařízení, jako jsou CNC obráběcí stroje a balicí stroje, aby byla zajištěna jejich přesná činnost.
PLC lze také použít v automatizaci budov k ovládání klimatizace, osvětlení, bezpečnostních systémů a dalších. V systémech úpravy vody a čištění odpadních vod lze PLC použít k ovládání čerpadel, ventilů a dalších zařízení k dosažení automatizovaného provozu. V systémech energetického managementu lze PLC použít k monitorování a řízení distribuce a spotřeby energie, aby bylo dosaženo efektů úspory energie-. Flexibilita a spolehlivost PLC z nich činí nepostradatelnou součást průmyslové automatizace, která se dokáže přizpůsobit různým komplexním požadavkům na řízení.
V aplikacích fieldbus a průmyslového Ethernetu je technologie kabelové komunikace široce používána v Průmyslu 4.0 a průmyslových aplikacích IoT. Tato technologie se neustále vyvíjí a přechází z tradičních fieldbusů na ethernetové -sběrnice založené na propojení mezi člověkem-strojem (HMI), programovatelnými logickými ovladači, stroji, I/O, pohony, akčními členy a senzory.
Rozhraní člověk-stroj nám pomáhá efektivně ovládat zařízení a rozhodovat se na základě zpětné vazby od stroje. Těmito rozhraními mohou být jednoduché displeje přímo namontované na strojích pro automatizaci továren nebo více{2}}dotykové zobrazovací panely používané k ovládání celých výrobních linek. K dosažení Průmyslu 4.0 mohou PLC navíc využívat komunikační sítě IO-Link (IEC 61131-9) pro obousměrná datová připojení typu point-to-point (až na úroveň aktuátoru a senzoru), podporující předběžné zpracování dat, úpravu parametrů senzoru a pokročilou diagnostiku.
Při použití digitálních I/O modulů sbírají vstupně/výstupní (I/O) moduly data ze vstupních zařízení (včetně senzorů přiblížení, tlaku, teploty a tlačítek) a řídí akční členy, jako jsou ventily, relé a svítidla (výstupní zařízení). Tyto moduly lze přidat do řídicích skříní PLC nebo integrovat do výrobního zařízení v továrně.
V PLC je řídicí jednotka PLC primárním stavebním blokem pro zpracování dat ze vstupních zařízení a řízení výstupů. Může být integrován s I/O moduly pro zajištění požadované funkčnosti. Řídicí jednotka PLC také podporuje připojení k různým průmyslovým sběrnicím (včetně PROFIBUS, Modbus a CANopen), průmyslovému Ethernetu (jako Profinet a EtherCAT), bezdrátovým technologiím a sběrnicím backplane připojeným k systému.
