Что такое промышленный контроллер?

Каталог UnitMC ➜ Программируемые контроллеры

Промышленный контроллер, также известный как программируемый логический контроллер (ПЛК),— это цифровой компьютер, используемый для автоматизации электромеханических процессов.

Впервые ПЛК был разработан в конце 1960-х годов как альтернатива замене жестких релейных логических систем с их громоздкой, сложной проводкой и необходимостью частого обслуживания. Современные ПЛК — это сложные устройства, которые могут быть запрограммированы для управления различными процессами, от простых функций включения/выключения до сложных операций, включающих несколько контроллеров, работающих вместе.

Компания Wecon является лидером в разработке и производстве промышленных контроллеров для различных областей применения. Каталог контроллеров Wecon смотрите здесь.

Современные промышленные контроллеры

ПЛК используются для управления машинами, такими как конвейеры и двигатели, и могут быть запрограммированы на выполнение сложных задач. Их также внедряют для мониторинга процессов и обеспечения обратной связи о состоянии системы.

Цель промышленного контроллера — считывать входные данные с датчиков или других входных устройств, а затем приводить в действие выходные сигналы, такие как двигатели или другие выходные устройства, на основе этих входных данных.

Этот процесс автоматизации снижает затраты на человеческий труд и повышает эффективность, устраняя ручное вмешательство в работу машин и процессов.

Кроме того, ПЛК могут быть запрограммированы с помощью инструкций, которые позволяют им контролировать производительность системы и быстро реагировать, если что-то идет не так.

Принцип работы ПЛК заключается в считывании входных сигналов от датчиков или других источников, выполнении логических операций над этими сигналами, а затем отправке выходных сигналов на основе результатов этих операций. В качестве базового примера можно привести включение двигателя при получении входного сигнала от датчика, указывающего на то, что необходимо что-то сделать (например, открыть клапан). Тот же принцип применим и к более сложным операциям, когда несколько входов и выходов контролируются одновременно несколькими контроллерами, работающими вместе как часть общей системы.

Принцип действия промышленного ПЛК

Все типы ПЛК созданы для выполнения программ управления. Их объединяет фундаментальная концепция — сбор и обработка данных, а затем отправка управляющих сигналов на исполнительные механизмы.

Промышленные контроллеры имеют как цифровые входы (DI), так и цифровые выходы (DO).

Цифровые входы используются для обнаружения изменений в условиях, таких как температура или уровень напряжения, а цифровые выходы — для управления двигателями или другими исполнительными механизмами на основе результатов логических операций, выполняемых процессором ПЛК.

Кроме того, многие современные ПЛК включают:

• аналоговые входы (AI) для измерения непрерывных величин, таких как давление или скорость потока во времени;
• аналоговые выходы (AO) для управления серводвигателями;
• коммуникационные порты для подключения удаленных систем;
• модули памяти для хранения данных;
• пользовательские интерфейсы, такие как сенсорные экраны;
• интерфейсы программирования для настройки программ, написанных с помощью специализированных программных пакетов, разработанных специально для программирования промышленных контроллеров, таких как устройства серии PLC Wecon.

ПЛК вездесущи в промышленном мире, что порождает огромное количество вариантов, включая общепромышленные (универсальные) контроллеры, коммуникационные контроллеры, модели управления позиционированием и движением (включая роботов), а также контроллеры с обратной связью (pid-контроллеры).

Область применения ПЛК

Промышленный контроллер — это тип устройства, которое используется для управления и мониторинга различных процессов в промышленности. Он может использоваться для регулирования различных аспектов процесса, таких как температура, давление и скорость потока. ПЛК обычно используются в системах автоматизации и робототехнике.

Приложения промышленной автоматизации требуют точного контроля над процессами, которыми они управляют. Промышленный контроллер обеспечивает необходимую точность и надежность для того, чтобы эти процессы всегда протекали правильно.

ПЛК могут быть запрограммированы на мониторинг определенных параметров, таких как температура или давление, а затем соответствующим образом регулировать выходной сигнал. Это позволяет повысить эффективность производства и сократить количество ручного труда, связанного с управлением этими процессами.

Робототехника также в значительной степени зависит от контроллеров для точного управления движениями роботов. ПЛК обеспечивают точную обратную связь о положении рук робота или других компонентов во время работы, что позволяет выполнять более точные движения, чем это возможно при традиционном ручном управлении. Это может привести к ускорению производства с меньшим количеством ошибок по сравнению с ручным управлением роботами или другими механизмами в промышленных условиях.

Типы промышленных контроллеров

Контроллеры находят множество применений в современной промышленности, включая робототехнику, системы машинного зрения, системы автоматизации производства, автоматизированные системы обработки материалов, промышленные сети управления (например, SCADA), системы управления технологическими процессами (например, PID), регуляторы скорости вращения двигателя (например, VFDS) и многое другое.

ПЛК могут использоваться в любых промышленных условиях, где требуется автоматизация, например, на автомобильных заводах, предприятиях пищевой промышленности, электростанциях, химических заводах и иных.

Каждый тип устройства имеет свои уникальные преимущества в зависимости от его предполагаемого применения, но все они служат одной цели: обеспечение надежной автоматизации с прецизионной точностью при управлении оборудованием в промышленных условиях.

Контроллеры движения

Это специализированный тип промышленных контроллеров, который разработан специально для управления операциями, основанными на движении, такими как роботизированные руки или автоматизированные сборочные линии. Эти контроллеры используют сложные алгоритмы и профили движения, которые позволяют им точно перемещать машины по диапазону движения без превышения или недостижения цели. Они также могут быть запрограммированы на функции безопасности, такие как команды остановки при обнаружении ненормального состояния во время работы.

Сетевые системы управления (NCS)

Сетевые системы управления — это специализированный тип промышленного контроллера, который разработан специально для управления объединенными в сеть машинами или оборудованием, соединенными вместе по сети Ethernet или другому коммуникационному протоколу, например, CAN, Profibus DP и т. д.

Ncss позволяют нескольким машинам в разных сетях взаимодействовать друг с другом через один центральный контроллер, что упрощает задачи программирования и обслуживания по сравнению с конфигурированием нескольких отдельных ПЛК в сетевом окружении каждой машины отдельно.

Контроллеры автоматизации высокого уровня (HACS)

Контроллеры автоматизации высокого уровня — это передовые типы промышленных контроллеров. Они обеспечивают повышенный уровень автоматизации сложных производственных процессов благодаря своей способности использовать сложные алгоритмы вместе с различными типами датчиков входных данных в прогностические модели, которые помогают выявить потенциальные проблемы до их возникновения, предсказывая будущие тенденции на основе исторических данных, собранных в ходе предыдущих запусков.

Hacs также могут быть запрограммированы с функциями безопасности, как в контроллерах движения, которые помогают защитить персонал, работающий вблизи опасных зон, автоматически останавливая определенные операции при возникновении опасных условий.

Как могут программироваться ПЛК

Программируемый логический контроллер используется для АСУ ТП в самых разных отраслях промышленности. Устройства позволяют управлять машинами, такими как конвейеры и двигатели, и могут быть запрограммированы на выполнение сложных задач. Их также применяют для мониторинга процессов и обеспечения обратной связи о состоянии системы.

ПЛК можно программировать с помощью различных языков программирования, таких как лестничная логика, структурированный текст или список инструкций. Выбор языка программирования зависит от типа приложения, которым управляет ПЛК.

При программировании на языке лестничной логики электрическая схема моделируется в программном обеспечении с помощью символов таких компонентов, как переключатели и реле, которые соединены между собой линиями, представляющими провода. Диаграммы, созданные с помощью лестничной логики, представляют, как энергия проходит через систему при выполнении определенных условий и как эта энергия вызывает другие события в системе.

Структурированный текст — это язык высокого уровня, который позволяет программировать более сложные программы, чем лестничная логика, но при этом остается простым для чтения и понимания. Этот язык часто используется для управления процессами с несколькими входами и выходами или сложными алгоритмами, где требуется больший контроль над каждым шагом процесса.

В программировании с использованием списков инструкций используется числовая система кодирования, в которой каждой инструкции присваиваются цифры, а не символы, как в лестничной логике, или слова, как в языках программирования со структурированным текстом. Это облегчает поиск и устранение неисправностей путем прямого обращения к инструкциям вместо расшифровки символов или слов из диаграммы или последовательности кодов соответственно.

Наконец, когда приходит время программировать ПЛК, существует несколько различных инструментов в зависимости от потребностей пользователя, включая:

• графические редакторы, которые позволяют пользователям перетаскивать компоненты в свои диаграммы;
• интегрированные среды разработки (ides), которые предоставляют все необходимые инструменты в одном приложении;
• редакторы исходного кода, которые предлагают подсветку синтаксиса;
• компиляторы, преобразующие исходный код в машинный код;
• отладчики, позволяющие пользователям построчно просматривать свои программы;
• программное обеспечение для моделирования, позволяющее пользователям тестировать свои программы до их развертывания на реальном оборудовании;
• и, наконец, конфигурационное программное обеспечение, позволяющее пользователям настраивать входы/выходы своих ПЛК без доступа к физическому оборудованию.

В заключение следует отметить, что промышленные контроллеры — это высокотехнологичные устройства, способные управлять несколькими машинами одновременно в соответствии с запрограммированными инструкциями, хранящимися в модулях памяти процессоров. Эти универсальные системы становятся все более популярными во многом благодаря своей способности автоматизировать процессы, снижая затраты на человеческий труд и повышая общую эффективность системы по сравнению с системами релейной логики с жесткой проводкой, которые были разработаны вместо них почти шесть десятилетий назад! Серия PLC компании Wecon предлагает мощные и в то же время экономически эффективные решения, идеально подходящие для многих промышленных приложений по всему миру!