Прочитайте будь-який звіт про майбутнє роботи заводу та виробництва, і консенсус буде лише одним: автоматизація порушить практично кожну сферу та процес, включаючи зв’язок обладнання, технічне обслуговування та ремонт, а також виробництво.
На сьогоднішній день єдиною сферою виробництва, яка, здається, не вплинула на впровадження автоматизації, є програмовані логічні контролери, або ПЛК. є причина, чому світовий ринок ПЛК становить 16 мільярдів доларів на рік і зростає на 9,2% на рік. Їх надійний дизайн, низька вартість і простота в умовах складної інтеграції зробили їх важливою частиною виробництва.
Без ПЛК багато організацій не змогли б підтримувати впровадження нових технологій керування. Наразі ПЛК залишаються невід’ємною частиною цифрової трансформації, обіцяної Industry 4.0.
Для чого призначений ПЛК?
ПЛК розшифровується як «Програмований логічний контролер» і є як комбінацією блоків, так і теоретичною моделлю для керування модулями введення та виведення. ПЛК має містити чотири основні компоненти, щоб бути повною системою:
- Модуль ЦП:Це центральний процесор і пам'ять, необхідні для зберігання інформації та виконання завдань. Усі обчислення та обробка даних здійснюються шляхом отримання вхідних даних і генерації вихідних даних.
- Джерело живлення:Усі модулі ПЛК залежать від джерела живлення. ПЛК призначені для отримання живлення змінного струму та перетворення його на живлення постійного струму.
- Пристрої програмування:ПЛК потребують програмного забезпечення, яке вводить логіку керування в систему. Потім користувач може створювати, передавати та тимчасово вносити зміни в програмне забезпечення ПЛК.
- Модулі введення/виведення:Ці пристрої є важливою частиною системи ПЛК. Модулі введення та виведення збирають дані від датчиків і виконавчих механізмів, передають їх у систему ПЛК, а потім генерують читабельну інформацію. Ці модулі можуть бути цифровими або аналоговими.
Той факт, що блок або система є програмованими, є суттєвим покращенням у порівнянні з попереднім керуванням завданнями. Це також є джерелом конкурентної переваги для ПЛК: технічним спеціалістам не потрібно змінювати підключення під час перемикання між завданнями чи програмами. Замість цього вони можуть просто перепрограмувати пристрій.
ПЛК складається з процесора, який виконує операції керування на основі даних, що надаються модулями введення та виведення. Логіка керування, яка керує системою ПЛК, спочатку розробляється, а потім передається в систему ПЛК.
Найпростіший спосіб уявити собі ПЛК — це уявити комп’ютер із мікропроцесором, але без клавіатури, миші чи монітора. Широкий діапазон промислового використання часто означає, що ця фізично надійна система може витримувати дуже суворі умови.
Функціональні особливості ПЛК можуть включати таймери та лічильники, вимірювальні пристрої та датчики для таких параметрів, як вібрація, тиск, температура та потік. Хоча деякі галузі мають унікальні завдання та програми, ПЛК зазвичай виконують такі функції:
- Перемикання реле
- Підрахунок, розрахунок і порівняння аналогових величин
- Модифікація логіки управління в найкоротші терміни
- Швидка реакція на зміну параметрів процесу (реакція програмується)
- Моніторинг і контроль протягом часу для підвищення загальної надійності системи управління (необхідне ручне втручання)
- Дедалі простіше та ефективніше усунення несправностей з часом
- Повна інтеграція з комп’ютерами HMI (Human Machine Interface).
При правильній побудові компанії можуть використовувати ПЛК і використовувати їх у широкому діапазоні застосувань у багатьох галузях. Можливо, ви не усвідомлюєте, що ми покладаємося на ПЛК для належного функціонування найпростіших повсякденних технологій. Пекарні, пральні машини, ліфти та навіть світлофори є одними з багатьох цивільних застосувань, які потребують керування PLC та збору даних для регулювання завдань.
Чому виробничі компанії використовують ПЛК?
У 2019 році (і в подальшому) ПЛК продовжуватимуть сяяти завдяки своїй властивій простоті та гнучкості. Вони достатньо потужні, щоб адаптуватися до широкого діапазону середовищ і завдань, і водночас досить прості, щоб навіть техніки, які не мають знань програмування чи сценаріїв, могли їх швидко освоїти.
Певні особливості ПЛК роблять їх першочерговим вибором для галузей, які покладаються на ці системи. Нафта і газ, водопостачання, виробництво харчових продуктів і напоїв, а також громадські роботи – це лише деякі приклади галузей, які покладаються на можливості, які пропонують ПЛК.
1) ПЛК легко програмувати
Коли хтось рекламує гнучкість систем ПЛК як перевагу, вони говорять про те, як ці системи можуть програмувати люди з найнедбалішим рівнем знань.
Це означає, що техніки можуть використовувати їх так само легко, як і споживачі. Ви також можете розширити систему ПЛК, запрограмувавши її на виконання набору інструкцій, якщо виконуються певні умови.
Завдяки широкому діапазону використання в різних галузях, працівники кожної компанії матимуть свій набір навичок. У разі використання ПЛК простота програмування логіки керування у вашій системі означає, що вам не потрібен хтось, хто розбирається в нюансах комп’ютерної мови, щоб переписати програму, коли завдання чи програма змінюються.
2) ПЛК можуть забезпечити уніфіковане середовище програмування
ПЛК є кращим методом керування, вимірювання та виконання завдань у складних виробничих і промислових програмах, оскільки вони добре працюють з іншими системами. ПЛК добре працюють з ПК, PAC (програмованими контролерами автоматизації), пристроями керування рухом і HMI.
Однак, щоб бути ефективним, уніфіковане середовище має бути добре спланованим і не повинно бути надто складним для користувача. Однак ПЛК, розташовані у великих середовищах програмування, дозволяють користувачам із базовим рівнем знань отримати доступ до кількох функцій, які можуть спілкуватися один з одним, надавати дані один одному та виконувати складні завдання.
3) PLC збирає надійні дані
Кількість входів, які ви встановлюєте в системі ПЛК, визначає користувач. Це означає, що немає обмежень щодо кількості джерел даних і обсягу даних, які можуть надходити. Вимірювальні пристрої, датчики та елементи керування рухом можуть отримувати численні параметри, тому користувач сам вирішує, як ці дані збираються та як відображаються результати.
4) ПЛК можна використовувати для прогнозного обслуговування
Оскільки сучасні ПЛК оснащені більшою пам’яттю та обчислювальною потужністю, їх можна запрограмувати для виконання складних і вимогливих завдань. Одним із таких завдань є прогнозне обслуговування. Неможливо переоцінити силу прогнозного обслуговування, особливо на початку Industry 4.0.
На підключеному заводі, який є однією з особливостей четвертої промислової революції, одна машина може бути підключена та відповідальна за роботу кількох інших процесів. У результаті прогнозне обслуговування може значно підвищити ефективність і зменшити частоту простоїв і катастрофічних подій.
Прогнозне обслуговування починається з профілактичного обслуговування. Якщо певна частина обладнання досягає заданого порогу, датчик вимикається, повідомляючи технікам, що обладнання потребує обслуговування або заміни. Достатня кількість цих звітів потім збирається як точки даних, щоб повідомити системі про те, які фактори передбачають зношення чи можливі проблеми. ПЛК взаємодіятиме зі SCADA для відображення графіків технічного обслуговування або забезпечення гнучкості в налаштуванні нових правил технічного обслуговування.
Висновок
ПЛК зараз як ніколи доводять свою цінність, оскільки виробничі та заводські промислові компанії приймають цифрову трансформацію, необхідну для своїх ринкових ніш. Їх фундаментальна легкість у використанні та простота роблять їх гнучким і звичним рішенням перед обличчям зростаючої складності.
Професіонали віддають перевагу системам PLC при використанні інших додатків IoT або при роботі з системами керування, такими як SCADA. Як система логічного керування, ПЛК добре підходять для тенденцій індустрії 4.0, які вимагають прогнозування даних, прогнозування стану помилок, виявлення кореляції між двома або більше незалежними потоками даних ПЛК та оптимізації системи.
Критична позиція та роль ПЛК також вимагають, щоб він завжди залишався повністю функціональним. Виробники та заводські компанії можуть застосувати найкращі методи, щоб забезпечити безперебійну роботу цих основних компонентів.