Programovateľné logické automaty: chrbtica priemyselnej automatizácie

A Programovateľný logický ovládač ( PLC ) je priemyselný digitálny počítač, ktorý bol odolný a prjepôsobený na riadenie výrobných procesov, ako sú montážne linky, robotické zariadenia alebo akákoľvek činnosť, ktorá si vyžaduje vysokú spoľahlivosť, jednoduché programovanie a diagnostiku porúch. Sú nepostrádateľnými komponentmi prakticky vo všetkých moderných automatizovaných priemyselných prevádzkach, ktoré fungujú ako mozog pre elektromechanické procesy.

Hlavná funkcia a architektúra

Vo svojom srdci, a Programovateľný logický ovládač je navrhnutý tak, aby monitoroval vstupy zo senzorov a iných prevádzkových zariadení, vykonával užívateľom definovanú logiku a následne ovládal výstupy na ovládanie zariadení, ako sú motory, ventily a svetlá. Táto operácia prebieha v nepretržitom vysokorýchlostnom cykle známom ako čas skenovania .

Základná architektúra typického PLC obsahuje štyri primárne komponenty:

1. Procesor (CPU): Toto je základná jednotka, ktorá ukladá a spúšťa riadiaci program, vykonáva logické, komunikačné a aritmetické operácie.
2. pamäť: Ukladá riadiaci program, stav I/O a údaje.
3. Napájanie: Poskytuje potrebný jednosmerný prúd interným komponentom.
4. Vstupné/výstupné (I/O) moduly: Tieto moduly tvoria rozhranie medzi PLC a reálnym svetom. Vstupné moduly konvertovať signály z reálneho sveta (napr. z limitných spínačov, teplotných senzorov) na logické signály, ktorým môže CPU porozumieť. Výstupné moduly konvertuje logické signály procesora späť na skutočné signály na riadenie akčných členov.

Programovanie a logika

Najbežnejší programovací jazyk pre Programovateľný logický ovládač is Rebríkový diagram (LD) , ktorý je založený na tradičnej logike elektrického relé a je vysoko intuitívny pre elektrotechnikov a technikov. Moderné PLC však podporujú aj iné štandardizované jazyky definované v IEC 61131-3 vrátane:

• Štruktúrovaný text (ST): Textový jazyk na vysokej úrovni podobný Pascalu.
• Schéma funkčného bloku (FBD): Grafický jazyk, ktorý používa spojené bloky na reprezentáciu logických funkcií.
• Zoznam pokynov (IL): Nízkoúrovňový jazyk podobný montáži.
• Sekvenčný funkčný diagram (SFC): Grafická metóda na štruktúrovanie programov pre sekvenčné riadiace procesy.

Logika ovládania vytvorená v týchto jazykoch určuje, ako Programovateľný logický ovládač reaguje na špecifické vstupné podmienky a poskytuje presné riadenie potrebné pre zložité strojné a výrobné toky.

Evolúcia a moderné schopnosti

Ten skorý Programovateľný logický ovládač nahradili pevne zapojené reléové systémy, ktoré ponúkajú flexibilitu a skrátené prestoje. Dnešné PLC sa výrazne vyvinuli a teraz majú pokročilé funkcie, ako napríklad:

• Integrovaná komunikácia: Podporujú štandardné priemyselné protokoly ako napr EtherNet/IP , PROFINET a Modbus , ktorý uľahčuje bezproblémovú integráciu do širších podnikových sietí a priemyselného internetu vecí (IIoT).
• Vysokorýchlostné spracovanie: Vylepšený výkon spracovania umožňuje extrémne rýchle časy skenovania, čo je rozhodujúce pre vysoko presné aplikácie na riadenie pohybu.
• Škálovateľnosť: Moderné systémy sa často vyznačujú modulárnymi konštrukciami založenými na stojanoch, ktoré používateľom umožňujú jednoducho rozširovať počet vstupno-výstupných bodov a výkon spracovania podľa rastúcich priemyselných požiadaviek.
• Integrované bezpečnostné funkcie: Mnohé súčasné PLC teraz obsahujú bezpečnostný hardvér a softvér, ktorý spĺňa prísne medzinárodné bezpečnostné normy (napr. SIL/PL) pre aplikácie v oblasti bezpečnosti strojov.

Schopnosti moderného Programovateľný logický ovládač zabezpečiť spoľahlivú, efektívnu a čoraz inteligentnejšiu prevádzku vo všetkých sektoroch výroby a riadenia procesov, čím sa upevňuje jej úloha ako základnej technológie v ére Industry 4.0.