Čo je to programovateľný logický ovládač

Ovládač (z angl. Control) — kontrola. Regulátor v automatizovaných systémoch je technický nástroj, ktorý vykonáva funkcie riadenia fyzikálnych procesov v súlade s definovaným algoritmom, využíva informácie prijaté zo senzorov a zobrazené na koncových zariadeniach. Každé zariadenie, ktoré môže pracovať automaticky, obsahuje riadiaci ovládač — modul, ktorý definuje logiku činnosti zariadenia.

Programovateľné logické radiče (PLC) — technické prostriedky používané na automatizáciu technologických procesov. Ide o elektronické špecializované zariadenie pracujúce v reálnom čase.

PLC je možné digitálne naprogramovať a tak veľmi jednoducho prispôsobiť požiadavkám konkrétneho procesu. So zvyšujúcimi sa nárokmi na moderné stroje a výrobné procesy sa riešenia automatizácie PLC stali neoddeliteľnou súčasťou každodennej priemyselnej výroby.

Hlavným režimom činnosti PLC je jeho dlhodobé autonómne používanie, často za nepriaznivých podmienok prostredia, bez väčšej údržby a bez zásahu človeka.PLC sa zvyčajne používajú na riadenie sekvenčných procesov pomocou vstupov a výstupov na určenie stavu objektu a vydávanie riadiacich akcií.

Programovateľné logické automaty sú ideálne pre individuálne riadenie rôznych aplikácií, strojov, systémov a procesov alebo digitálny manažment napájania.

Programovateľný logický ovládač je mikroprocesorové zariadenie určené na zhromažďovanie, konverziu, spracovanie, ukladanie informácií a generovanie riadiacich príkazov, ktoré má konečný počet vstupov a výstupov, snímačov, spínačov, akčných členov, ktoré sú k nim pripojené k riadiacemu objektu a sú určené na prevádzku v režimy v reálnom čase.

Typické PLC sa skladá z nasledujúcich častí:

• Cez vstupy sa k riadiacej jednotke pripájajú napríklad tlačidlá, svetelné závory alebo teplotné senzory. Vďaka týmto komponentom dokáže PLC systém sledovať aktuálny stav stroja.
• Výstupy sú pripojené k zariadeniu, ako sú elektromotory, hydraulické ventily, ktoré PLC používa na ovládanie konkrétneho stroja.
• Užívateľský program — PLC software, zabezpečuje prepínanie výstupov v závislosti od aktivácie vstupov.
• Komunikačné rozhranie slúži na prepojenie PLC s inými systémami.
• PLC obsahuje aj vlastný napájací zdroj, CPU a internú zbernicu.

V súčasnosti používané reléovo-kontaktné riadiace systémy sa vyznačujú nízkou spoľahlivosťou, prítomnosťou otvorených kontaktov atď. Najúčinnejšie je použitie programovateľných logických automatov (PLC) na automatizáciu lokálnych riadiacich systémov.

V priebehu času sa PLC neustále vyvíjajú a prispôsobujú špecifickým potrebám v priemyselnom prostredí.Funkcie PLC majú množstvo výhod: vďaka svojej flexibilite sa dajú použiť v širokej škále priemyselných odvetví. Nastavenia je možné kedykoľvek zmeniť bez toho, aby to zasahovalo do prevádzky samotného zariadenia.

Len individuálne programovateľné zariadenia na riadenie, monitorovanie a reguláciu výkonu výrobných strojov dokážu uspokojiť vysoké požiadavky moderného priemyslu.

PLC je zvyčajne možné nainštalovať priamo na výrobný stroj. Tým sa ušetrí potrebný priestor. Okrem možnosti diaľkového ovládania PLC je jednou z jeho najväčších výhod jeho komunikačná schopnosť.

PLC sú naprogramované v súlade s normou IEC-61131-3. PLC sa programujú pomocou špecializovaných komplexov, jedným z najpopulárnejších je CoDeSys. Obsahuje nasledujúce jazyky: grafický (stĺpcový diagram, funkčný blokový diagram, sekvenčný funkčný diagram, spojitý funkčný diagram), textový (zoznam inštrukcií, štruktúrovaný text).

V polovici 20. storočia sa objavil prvý programovateľný logický ovládač na svete. Modicon 084 bola skrinka so sadou prepojených relé a kontaktov, jej pamäť bola len 4 kilobajty. Termín PLC zaviedol Allen-Bradley v roku 1971. Spolu s Richardom Morleym je «otcom PLC».

Prvý z týchto systémov sa pripisuje dvom technikom, Richardovi E. Morleymu a Odovi J. Strugger. Zatiaľ čo Morley predstavil svoj systém Modicon 084 ako „polovodičový polovodičový počítač“ v roku 1969, Odo J. Struger pomohol vyvinúť PLC pre Allen-Bradley so sídlom vo Wisconsine. Obaja inžinieri sú považovaní za tvorcov prvého programovateľného logického automatu (PLC).Postupom času vzrástli nároky na výrobné prostredie po celom svete. Takto sa PLC vyvinulo a bolo uvedené do prevádzky v mnohých verziách.

— Elektrotechnik Yakov Kuznetsov

Štruktúra programovateľného logického regulátora:

Pracovný algoritmus PLC:

Hlavným režimom činnosti PLC je jeho dlhodobé autonómne používanie, často za nepriaznivých podmienok prostredia, bez väčšej údržby a prakticky bez zásahu človeka.

PLC majú množstvo charakteristík, ktoré ich odlišujú od iných elektronických zariadení používaných v strojárstve:

• Na rozdiel od mikrokontroléra (jednočipového počítača) – mikroobvodu určeného na riadenie elektronických zariadení – sa PLC zvyčajne používajú v automatizovaných priemyselných výrobných procesoch v kontexte výrobného závodu;

• na rozdiel od počítačov sú PLC zamerané na prácu so strojovými jednotkami prostredníctvom sofistikovaného vstupu senzorických signálov a výstupu signálov do akčných členov, zameraných na rozhodovanie a riadenie operátora;

• Na rozdiel od vstavaných systémov sa PLC vyrábajú ako nezávislé produkty, oddelené od zariadení, ktoré riadia.

• prítomnosť rozšíreného počtu logických operácií a možnosť nastavenia časovačov a počítadiel.

• Všetky programovacie jazyky PLC majú jednoduchý prístup k bitovej manipulácii v strojových slovách, na rozdiel od väčšiny programovacích jazykov na vysokej úrovni na moderných počítačoch.

Existujú PLC s rôznymi úrovňami zložitosti v závislosti od zložitosti automatizačných úloh, ktoré sa majú riešiť.

Základné operácie PLC zodpovedajú kombinovanému riadeniu logických obvodov špecifických jednotiek — mechanických, elektrických, hydraulických, pneumatických a elektronických.

V procese riadenia regulátory generujú výstupné signály (zapnuté – vypnuté) na ovládanie akčných členov (elektromotory, ventily, solenoidy a ventily) na základe výsledkov spracovania signálov prijatých zo snímačov alebo zariadení vyššej úrovne.

Moderné programovateľné ovládače vykonávajú aj ďalšie operácie, ako je kombinácia funkcií počítadla a intervalového časovača a spracovanie oneskorení signálu.

Programovateľné logické automaty strednej a vysokej úrovne majú zvyčajne zabudovaný hardvér a softvér na riadenie pohybu, najmä moduly vysokorýchlostných počítadiel, polohovacie moduly atď., ktoré umožňujú relatívne jednoduchú implementáciu funkcií riadenia pohybu a poskytujú vysoko presné polohovanie.

Štrukturálne sú PLC prispôsobené na prevádzku v typických priemyselných podmienkach, berúc do úvahy znečistenú atmosféru, úroveň signálu, tepelnú odolnosť a odolnosť proti vlhkosti, nespoľahlivosť napájacích zdrojov, ako aj mechanické otrasy a vibrácie. Na tento účel je hardvérová časť uzavretá v robustnom kryte, ktorý minimalizuje negatívny vplyv množstva výrobných faktorov.

Hlavným rozdielom medzi PLC a reléovými riadiacimi obvodmi sú algoritmy, ktoré sú implementované pomocou programov. Jediný ovládač môže implementovať obvod ekvivalentný tisícom pevných logických prvkov. Spoľahlivosť obvodu navyše nezávisí od jeho zložitosti.

Programovateľné logické automaty tradične fungujú na spodku automatizovaných systémov riadenia závodu (ACS) – systémov priamo súvisiacich s výrobnými technológiami.

PLC sú zvyčajne prvým krokom v riadiacich systémoch budov. Je to preto, že potreba automatizácie stroja alebo zariadenia je vždy najzrejmejšia. Poskytuje rýchly ekonomický efekt, zlepšuje kvalitu výroby, vyhýba sa fyzicky náročnej a rutinnej práci. PLC sú podľa definície postavené na túto úlohu.

Hlavnou výhodou PLC je, že malý mechanizmus môže nahradiť obrovské množstvo elektromechanických relé, ako aj rýchly čas skenovania, kompaktné I/O systémy, štandardizované programovacie nástroje a špeciálne rozhrania, ktoré umožňujú pripojenie neštandardných automatizačných zariadení priamo na ovládač alebo kombinovanie rôznych zariadení do jedného riadiaceho systému.

Ako si vybrať správne PLC

Výber programovateľného regulátora je dôležitou a náročnou úlohou pri vytváraní systémov automatického riadenia technologických parametrov v akomkoľvek priemyselnom podniku.

Pri jeho výbere je potrebné zohľadniť a zhodnotiť veľké množstvo faktorov. Skombinovaním technologických požiadaviek na konkrétny objekt pre automatické riadenie s porovnávacou analýzou moderných programovateľných logických automatov môžete urobiť správne rozhodnutie.

Klasifikácia PLC:

Pri kúpe PLC je prvým krokom dôkladné zváženie, ktorý typ je pre daný účel vhodný.

Klasické PLC sú moduly, ktoré sa zvyčajne dajú programovať pomocou počítača. Potom už počítač nie je potrebný na obsluhu samotného PLC.V zásade treba rozlišovať medzi modulárnymi, kompaktnými a štrbinovými PLC.

Kompaktné PLC sú vo všeobecnosti lacnejšie a zaberajú menej miesta. Potom sa používa hlavne pre malé automatizačné procesy.

Okrem aplikácií založených na platforme PC existujú aj kompaktné PLC, ktoré je možné programovať z ústredne bez PC.

Modulárne PLC ponúkajú možnosť flexibilne zostaviť riadiacu jednotku z jednotlivých modulov tak, aby bolo možné naprogramovať zložitejšie automatizované úlohy.

Existujú moduly, ktoré je možné do systému implementovať ako zásuvné karty do voľného slotu na základnej doske.

Je tiež potrebné rozlišovať medzi PLC v spôsobe, akým vykonávajú svoju prácu. Okrem modelov, ktoré riadia vstupy vo vopred určenom cykle a PLC, ktoré spracovávajú výstupy v rôznych fázach, sú k dispozícii aj modely PLC riadené udalosťami.

Pred kúpou PLC by ste si mali dať obzvlášť záležať na počte vstupov a výstupov Okrem toho je potrebné zvážiť aj ďalšie parametre, s ktorými sa pri prvotnom plánovaní nepočítalo. Zvážte aj to, či potrebujete PLC s integrovaným displejom a dotykovým panelom. V niektorých prípadoch môže stačiť čítanie hodnôt a správa systému prostredníctvom existujúcej IT infraštruktúry.

Čo je HMI

HMI (Human Machine Interface) — komunikačné rozhranie človek-stroj. Tieto intuitívne a užívateľsky prívetivé rozhrania sa používajú na to, aby umožnili používateľom obsluhovať a obsluhovať stroje bez hĺbkových znalostí programovania PLC. Jedným typom zariadení HMI sú systémy SCADA: Systémy zberu dát a riadenia prevádzky (SCADA systémy)