Контролер ПЛК (Programmable Logic Controller) — це електронний пристрій, що використовується для управління промисловими процесами. Принцип дії контролера ПЛК базується на зчитуванні вхідних даних з різних датчиків, їх обробці відповідно до запрограмованого алгоритму, а потім генеруванні відповідних вихідних сигналів для управління машинами та пристроями.
ПЛК-контролери складаються з декількох основних компонентів:
Центральний процесор (CPU): Це серце ПЛК-контролера. Завдання центрального блоку полягає у виконанні програм, записаних у пам'яті контролера. Він обробляє вхідні дані, виконує логічні або математичні операції та генерує вихідні дані.
Пам'ять: Пам'ять ПЛК зберігає програму користувача, а також вхідні та вихідні дані. Існують різні типи пам'яті, такі як оперативна пам'ять для зберігання тимчасових даних, постійна пам'ять для зберігання постійних даних і флеш-пам'ять для зберігання програм користувача.
Модулі вводу/виводу (I/O): Модулі вводу/виводу служать для зв'язку ПЛК з зовнішнім середовищем. Модулі вводу приймають сигнали від датчиків і передають їх до ЦП, тоді як модулі виводу отримують сигнали від ЦП і передають їх до виконавчих пристроїв, таких як двигуни, клапани, реле тощо.
Блок живлення: ПЛК-контролер, як і будь-який електронний пристрій, для роботи потребує модуля живлення. Блок живлення забезпечує напругою всі компоненти контролера.
Інтерфейси зв'язку: ПЛК-контролери часто мають вбудовані комунікаційні інтерфейси, такі як Ethernet, RS232, RS485, PROFINET, EtherCAT тощо, які забезпечують зв'язок з іншими пристроями, такими як комп'ютери, інші ПЛК-контролери, операторські панелі (HMI) тощо.
Корпус: Всі ці компоненти розміщені в корпусі, який захищає їх від зовнішніх факторів, таких як пил, волога, висока температура тощо.
Залежно від моделі та виробника, ПЛК може мати додаткові функції або компоненти, такі як вбудований сенсорний екран (наприклад, JUMO vaRITRON 500 touch), слоти для карт пам'яті, порти USB тощо.
Робота з ПЛК-контролерами дає багато переваг, таких як:
Підвищена ефективність та продуктивність: Можливість автоматизації процесів управління підвищує ефективність. Вони полегшують виконання повторюваних дій як у простих, так і в складних промислових процесах.
Гнучкість: ПЛК-контролери можна легко запрограмувати для управління різними процесами, що робить їх гнучкими для різних застосувань.
Зменшення помилок: Автоматизація процесів за допомогою контролерів ПЛК зменшує ризик людських помилок.
Безпека: ПЛК-контролери можуть контролювати та керувати промисловими процесами, що підвищує безпеку працівників та обладнання.
Крім того, ПЛК-контролери характеризуються низьким енергоспоживанням і надзвичайно високим рівнем надійності в порівнянні зі старими системами на основі реле і контакторів.
Вони є більш досконалими, ніж релейно-контакторні схеми, які вимагали фізичної зміни кабельної розводки для зміни функції управління. Перевагою ПЛК є те, що ми можемо легко змінювати спосіб управління системами шляхом модифікації програми контролера, а не шляхом зміни складної проводки. Це значно спрощує і скорочує час, пов'язаний зі зміною управління даною установкою.
Використовуючи ПЛК-контролери, вам також не потрібні додаткові пристрої, такі як реле часу або допоміжні контактори, завдяки чому ви можете заощадити на вартості обладнання та установки.
ПЛК-контролери широко використовуються в різних галузях промисловості, таких як:
Інженерія установок: ПЛК-контролери можуть автоматично контролювати та керувати системами HVAC (опалення, вентиляція та кондиціонування), освітленням, системами безпеки та іншими системами в будівлях. Наприклад, ПЛК-контролер може бути запрограмований на автоматичне вмикання освітлення в будівлі в певний час доби, керування світлофорами або регулювання температури в приміщеннях на основі даних з датчиків температури.
Механічна інженерія: У виробництві, ПЛК можуть керувати машинами та обладнанням, такими як преси, фрезерні верстати, токарні верстати, промислові роботи тощо. Наприклад, ПЛК можна запрограмувати на автоматичний запуск і зупинку машини в потрібний момент, що підвищує ефективність виробництва та зменшує ризик помилок.
Вимірювання та управління: ПЛК-контролери використовуються для збору даних з різних датчиків, таких як датчики температури, тиску, вологості, витрати тощо, а потім для управління пристроями на основі цих даних. Наприклад, контролер ПЛК у системі управління водою може контролювати рівень води в резервуарі за допомогою датчика рівня води та автоматично вмикати або вимикати водяний насос на основі цих даних.
Автоматизація: ПЛК-контролери є ключовим елементом систем промислової автоматизації. Вони можуть керувати всією виробничою лінією, координуючи роботу різних машин і пристроїв, щоб забезпечити безперебійний і ефективний виробничий процес.
Будівництво промислових печей: ПЛК-контролери можуть контролювати та регулювати процеси в промислових печах, такі як температура, тиск, витрата газу тощо. Наприклад, ПЛК-контролер може автоматично регулювати подачу газу в піч на основі даних з датчика температури, що забезпечує оптимальну ефективність печі та безпеку.
Харчова, фармацевтична, медична та біотехнологічна промисловість: ПЛК-контролери можуть керувати процесами виробництва та пакування, такими як змішування інгредієнтів, пастеризація, стерилізація, розливання в пляшки, етикетування тощо. Наприклад, у харчовій промисловості ПЛК-контролер може бути запрограмований на автоматичне додавання відповідної кількості інгредієнтів до суміші на основі рецепту.
Енерго- та водопостачання: ПЛК можуть контролювати та керувати системами розподілу енергії та води, такими як трансформаторні станції, розподільчі мережі, насосні станції тощо. Наприклад, у системі розподілу енергії ПЛК може контролювати навантаження мережі та автоматично, за потреби, перемикати джерела живлення, що забезпечує безперебійність енергопостачання.
Водні та екологічні технології: ПЛК-контролери відіграють ключову роль у моніторингу та контролі систем очищення води та управління відходами. Наприклад, вони можуть контролювати такі процеси, як коагуляція, седиментація, фільтрація та дезінфекція на станції очищення води. У системах управління відходами ПЛК-контролери можуть контролювати такі процеси, як сортування, компостування, спалювання та складування відходів.
У кожному з цих випадків застосування ПЛК-контролерів у промисловій автоматиці сприяє підвищенню ефективності, поліпшенню безпеки, зниженню витрат і мінімізації помилок, що перекладається на кращу продуктивність і конкурентоспроможність підприємства.
На ринку доступні кілька основних типів контролерів ПЛК:
1. Компактні ПЛК-контролери (Compact PLCs)
Це невеликі одномодульні пристрої, в яких інтегровані всі елементи ПЛК-контролера, тобто центральний процесор (CPU), пам'ять, комунікаційні інтерфейси та модулі вводу/виводу. Завдяки своїм розмірам і вартості вони ідеально підходять для простих або середньої складності завдань автоматизації.
2. Модульні ПЛК (Modular PLCs)
Це більш складні пристрої, що складаються з окремих модулів (CPU, модулів вводу/виводу, комунікаційних інтерфейсів тощо), які можна вільно конфігурувати. Це надає їм велику гнучкість і дозволяє адаптуватися до конкретних потреб користувача. Зазвичай вони використовуються в більш складних системах автоматизації.
3. Корпусні ПЛК (Rack PLCs)
Це найбільш розширені та ефективні ПЛК-контролери, які зазвичай встановлюються в шафах і складаються з низки модулів, встановлених у стійках (реках). Вони можуть обробляти велику кількість входів/виходів і часто використовуються у великих промислових системах, які вимагають великої обчислювальної потужності та складної логіки управління.
4. Програмовані ПЛК-контролери (Soft PLCs)
Це ПЛК-контролери, які працюють на стандартному ПК або промисловому ПК і використовують спеціальне програмне забезпечення для імітації роботи традиційного ПЛК-контролера. Програмні ПЛК пропонують багато переваг традиційних ПЛК, таких як гнучкість і продуктивність, одночасно розширюючи можливості, наприклад, легку інтеграцію з іншими комп'ютерними системами.
Пам'ятайте, що вибір відповідного ПЛК залежить від багатьох факторів, таких як вимоги до функцій, кількість входів/виходів, вимоги до комунікації та багато іншого. Вибираючи ПЛК, варто проконсультуватися з досвідченим постачальником, таким як JUMO, який допоможе вам вибрати відповідне рішення для вашого конкретного застосування.
JUMO variTRON 300: Це компактний контролер системи. Центральний блок може працювати як приймач для бездротових датчиків JUMO wTrans. Модуль маршрутизатора може бути використаний для підключення спеціальних модулів вводу-виводу JUMO та для конфігурації всієї системи ПЛК (CODESYS V3.5).
JUMO variTRON 500: Це центральний блок з контролером ПЛК згідно з IEC 61131-3 (CODESYS V3.5) у поєднанні з перевіреними модулями вводу та виводу. Створює повну систему автоматизації на базі платформи JUMO JUPITER. Сучасні комунікаційні інтерфейси (сервер OPC UA, MQTT) та PROFINET IO, EtherCAT Master, Ethernet, RS232/RS485. Можливість підключення 64 додаткових модулів. Доступно 256 контурів управління.
JUMO variTRON 500 touch: Це програмований логічний контролер з вбудованою сенсорною панеллю. Оснащений кольоровим TFT-екраном, сенсорною панеллю в версіях 7« і 10,1». Можна підключити дисплеї різних форматів (вертикальний або горизонтальний, 4:3 або 16:9); CODESYS TargetVisu, CODESYS Remote TargetVisu або CODESYS WebVisu. Опціонально ПЛК відповідно до IEC 61131-3 (CODESYS V3.5), а також Node-RED. Потужний процесор з чотириядерним процесором 800 МГц.
JUMO mTRON: Центральний блок системи автоматизації JUMO mTRON T. Вільно програмований контролер ПЛК згідно з IEC 61131-3 (CODESYS V3.5). Проста конфігурація підключених модулів вводу та виводу.
Застосування ПЛК-контролерів може значно оптимізувати виробництво, підвищити ефективність і безпеку, а також зменшити ризик помилок. Тому вони незамінні в багатьох галузях промисловості.
ПЛК-контролери відіграють ключову роль у сучасній промисловій автоматизації, дозволяючи компаніям підвищити ефективність, поліпшити безпеку та зменшити витрати. Завдяки своїй гнучкості та здатності керувати різними процесами, ПЛК знайшли застосування в багатьох галузях промисловості, від інженерії установок, харчової промисловості, до енерго- та водопостачання.
Пропозиція компанії JUMO, що включає JUMO variTRON 300, JUMO variTRON 500 і JUMO variTRON 500 touch, MTRON, демонструє, наскільки різноманітними і універсальними можуть бути ці пристрої. Незалежно від того, чи потрібний вам компактний контролер для простих застосувань, чи просунута система з можливістю підключення додаткових модулів, JUMO має те, що задовольнить ваші вимоги.
В епоху цифровізації та Індустрії 4.0 контролери ПЛК не тільки необхідні, але й є ключем до майбутнього промисловості. Тому варто зрозуміти, як вони працюють і як можуть сприяти успіху вашого бізнесу.