Hvilken rolle spiller PLC i industriell IoT?

PLCer (programmable logic controller) spiller en viktig rolle i industriell automasjon og prosesskontroll. De styrer analoge og digitale sensorer, et stort antall aktuatorer og kommuniserer via kompliserte grensesnitt i ulike protokoller.

Takket være industrielle tings internett (IIoT) blir de nå mye brukt i digitale applikasjoner. De utfører sekvens- og repeterende prosesser. De spiller en viktig rolle i Industry 4.0 og er med på å forbedre produksjonslinjer.

PLCens tre hovedfunksjoner

En PLC er en elektronisk enhet som styrer operasjonen til en maskin eller en prosess og består av halvledere. Den kan motta inn-data og videreføre operasjonsinstruksjoner via utgangene. En PLC er vanligvis kompakt og spiller en grunnleggende rolle i automasjonsprosesser.

Den har tre hovedfunksjoner:

  • å overvåke og styre industrielle automasjonsprosesser;
  • å utføre oppgaver relatert til test og måling;
  • å utføre prosessfunksjoner, som de med HVAC-systemer (Heating, ventilation, and air conditioning).

For å utføre disse har hver PLC en sensor og/eller andre inngangsenheter, og det er gjennom denne at den mottar dataen kontrolleren trenger for å foreta valg basert på logikk. PLCen gir kontrollinstruksjoner til et tilkoblet mekanisk eller elektrisk system.

På grunn av dette kan en PLC kategoriseres som et dataprogram, som består av både dataminne og behandlingskapasiteter med I/U-enheter (inngang/utgang). Dette gjør at de ligner på kablede, relébaserte logikker, eller PC-basert logikk. Den vanligste typen PLC er: modulær, kompakte og rack.

Figur 1 – Huset og innsiden av en PLC. Kilde: Omron

Bruksområder for en PLC

PLCer er vanlige løsninger som brukes i mange industrielle bransjer. Bruksområdene er avhengig av hvor de skal brukes, om det er til forbruksmål eller i profesjonelle miljø.

PLC i industriell automasjon

Hovedpoenget i industriell automasjon er å kontrollere enheter som har avanserte funksjoner (som IIoT-tilkobling og maskinrekonfigurasjoner) som bidrar til at arbeidere kan ta informerte beslutninger angående maskin eller drift.

Målet er et effektivt, industrielt, automatisert miljø som øker produksjon og arbeidskvalitet. Moderne, industriell automasjoner avhengig av tilbakemelding i sanntid fra maskiner, operasjonell data og sofistikert samspill mellom mange digitale enheter, noe som betyr at PLCen spiller en grunnleggende rolle.

Den forbedrer fabrikker på styringsnivå, og tar og tilbakesender informasjon fra enheter i felten, og til overvåkingssystemer, som SCADA og Historian. Avanserte PLC-enheter kan også selv utføre overvåkingsoppgaver.

Figur 2 – En automatisert PLC med høy presisjon, for maskin eller industriell prosesstyring.

Hvor brukes en PLC oftest?

Industriell bruk:

  • I fabrikker
  • I temperaturstyring
  • Trafikklys
  • Automatiserte portsystemer
  • Forpakningsmaskiner
  • Medisinske bruksområder
  • I heiser og rulletrapper

PLC i test og måling

En PLC brukes i mange ulike industrielle miljøer, og en av disse er i laboratorietesting (som en del av utviklingen av produkter) og i måleoppgaver. Den mottar måledata raskt og nøyaktig. I slike oppgaver opererer PLCen i sanntid, og de måler forsinkelser i millisekunder mellom en målingsenhet i felten og sin egen datainnsamling.

Med intelligente enheter og inngang-utgangsenheter har signalinnsamlingen blitt avansert og forsterket gjennom analoge og digitale inngangskilder. I/U-enheter med en innebygd PLC er spesielt nyttig, da den er kompatibel med HMIer som bruker Windows eller Linux, og som har ethernettilkobling. I/U-enheter kan også brukes med en PLC for å samle data direkte fra egne sensorer og eksternt I/U-utstyr.

Figur 3 – En PLC godtar et signal fra I/U-enheter ved å foreta beslutninger basert på tilpassede programmer. Kilde: Omron

En modulær PLC er et annet alternativ når det gjelder test og måling. Slike enheter er vanligvis bygd av flere moduler som alle utfører en ulik funksjon. CPU-enheten styrer prosessoren og minnet. Det er mange ulike moduler for denne type PLC. Det kan være moduler med en separat strømkilde, ekstra moduler for I/U-funskjoner eller for nettverkskommunikasjon. Selve enheten kan være integrert, hvor alle modulene er innebygd, og dette resulterer et i et mye mer kompakt fotavtrykk. PLCer med et ikke-integrert modulært oppsett har større allsidighet, og med enklere tilkobling mellom flere moduler.

Hos Elfa Distrelechar vi et stort tuvalg av PLCer fra ledende produsenter som Siemens, Eaton, Crouzet, Schneider Electric og Omron slik at du kan være sikker på at du kjøper et produkt i høyest mulig kvalitet.

Moderne PLCer fra ulike merker

PLCen ble utformet for å erstatte kablet logikk basert på releer og trommesekvenser. Siden den gang har funksjonene økt betraktelig og moderne enheter har PID-styring (proportional-integral-derivative) samt mange andre egenskaper. Disse enhetene kan utføre kompliserte og tilpasningsdyktige rutiner. Dette er delvis takket være at de fortsetter å krympe i størrelsen og øke kraften til halvleder-chips, noe som gjør at de stadig blir mer intelligente.

En moderne PLC ser kanskje ut som en IC-enhet eller en enkel mikrokontroll-enhet som ikke trenger mye strøm, gjennom rack-monterte kombinasjoner av styringsbaserte delkomponenter. Det mest avanserte oppsettet er like kraftig som vanlige datamaskiner som brukes i industristyring, selv om en PLC har flere fordeler når det gjelder pålitelighet og sanntidsytelse.

Dagens avanserte PLCer består av imponerende teknologi, som innebygd bevegelseskontroll, synssytemer og kommunikasjonsprogramvarer. PLCer blir også mer og mer integrerte i menneske-maskin-grensesnitt (HMI). Du kan lese mer om HMIer og hvordan du velger en for dine bruksområder.

Eaton

Eaton har den “mest avanserte” nano PLCen på markedet, såkalte easyE4. Den har 12 I/U-punkter og kan utvides til et nettverk på opptil 188. Den kompakte XC300-PLCen kan utvides og bruker XN300 modulær I/U-arkitektur. Den er godt egnet for høyhastighetsbruk som krever programmeringsfrihet.

Eaton har et mål om å forbedre miljøet og tilbyr bærekraftige løsninger ved bruk av strømhåndtering, trådløs kontroll, sensor-, belysnings- og motorkontroll, og display. Se flere PLCer fra Eaton.

EasyE4 PLC tilbyr en enkel systemløsning med tilkobling til nettskyen. Fordi den har 12 I/U og kan utvides til et nettverk på opptil 188 I/U-punkter er den perfekt til belysning, energihåndtering, industriell styring, irrigering, pumpestyring, HVAC, og automasjonsbruk i hjemmet. PLC 8DI har brukervennlig programmering med fire programmeringsspråk som ST, FBD, LD og EDP. Den har maksimal fleksibilitet med opptil 11 lokale utvidelsesmoduler per grunnenhet.

Eaton har løsninger som er ideelle for mange ulike bruksområder:

  • Tingenes internett (IoT)
  • Industriell automasjon
  • Transport
  • Alternativ energi
  • Vedlikehold og sikkerhet
  • Robotikk
  • Medisinsk

Eaton og IoT

Sanntidstilkobling fra IoT-overvåking er grunnleggende for produktivitet og for å unngå nedetid. Ifølge Eaton, når en feil finnes er det fordelaktig at enheten har tilgang til dine systemer, som:

  • Mulighet til å diagnosere og feilsøke problemer eksternt. Ekstern tilgang til nettverk som gjør at ingeniører som reiser eller som ikke befinner seg på anlegget kan observere feil eller ta en nærmere titt på data å bestemme hvor hendelsen befinner seg.
  • Ekstern tilgang til nano PLC-programmer kan endre verdier og spare penger.
  • For å garantere at enhetene kjører riktig versjon: ekstern tilgang til komponentspesifikkinformasjon som fastvarenivå er tilgjengelig.

IoT-tilkobling for HVAC-systemer

En av de viktigste aspektene når det gjelder IoT er å tilkoble maskiner til internett. Dette gjør at data kan overføres på tvers av enheter, ekstern visning og at den kan brukes av apper. Enhetene fra Eatons easyE4-serie har en innebygd nettserver som gjør dette enda enklere. En bruker kan sampsille med PLCen ved å bruke en nettleser.

Figur 4 – Nettsiden for nano PLC fra easyE4-serien. Kilde: Eaton

Nettserveren for easyE4 inneholder interaktive sider som gjør at brukeren kan utføre de samme operasjonene ved å trykke på knapper på en skjerm som om de trykker på knappene til selve enheten. Når enheten er i drift, har den skjermer for å se og fastsette operasjoner som er nyttige i feilsøking av systemfeil. Diagnostikkfaner på hjememsiden er et annet nyttig verktøy, og den viser alle feilene som enheten oppdager.

Overvåkingsprogram som er tilgjengelig

Det nye easyE4-sytemet fra Eaton gjør at man kan samspille med nettsiden, og brukeren kan også endre programmer og verdier på nett. Når man utvikler et program for å automatisere en applikasjon, er det vanskelig at programmøren unngår feil. For å unngå feilsøking kan man bruke internett for å oppdage feil i programmet og foreta nødvendige verdiendringer.

For at HVAC-systemene skal vare lenge er det viktig å ha en ingeniør eller en sertifisert person som eksternt kan koble til systemer for å evaluere, diganosere og utføre modifikasjoner. Men hvis man ikke har spesialiseter tilgjengelig kan problemer med HVAC-systemet oppstå. Det første symptomet på feil i et gamlere system, som man kanskje ikke når via internett, kan skape kaos for bygningsadministasjonen.

Crouzet

Crouzet designer og produserer mekatroniske komponenter for krevende applikasjoner i luftfart og transport, energi, konstruksjon og maskineri. De har et omfattende utvalg av automasjonskontrollere og reléer.

Kontrollere fra Crouzet:

  • Telekontroller
  • Nano PLC
  • Logikkstyring for kommunikasjon
  • Logikkstyring
  • Slanke logikkstyringer

For mer informasjon og spesifikajoner om hver kategori, klikk for å se Automation & Control-brosjyren fra Crouzet.

Crouzet har en Millenium 3 logikkstyring som styrer og overvåker installasjoner med opptil 50 innganger/utganger. Dette gjør det mulig å overvåke maskiner, ha tilgangskontroll, lys- og pumpehåndtering, vannrensing, solsporing og mer.

Millenium 3 er enkel å bruke. Den har intuitivt programmering og simuleringsmodus for rask og enkel tilgang. Den er basert på basisfunksjoner og dedikerte funksjoner, som trykk, solsporing, pumperotasjon osv. Den er tilgjengelig i 5 språk (engelsk, tysk, fransk, italiensk og spansk).

Hos Elfa Distrelec kan du kjøpe et Millenium 3 startsett med en Millenium 3 (XD26) som kan utvides og som har en USB-linkkabel: PC →Millenium 3 og en interaktiv CD-ROM inkludert programvare-workshop, applikasjonsbibliotek og tekniske brosyjser, 1 CD-ROM med spesifikke funksjoner.

Alle små automasjonsapplikasjoner kan dra nytte av kommunikasjon-PLC – Millenium Evo. For å få tilgang til Evo sitt frontpanel kan man bruke PC, bærbar PC eller en mobil enhet.

Millenium Evo har en PLC med 15DI (8D/A) 8DO 28.8VDC og den har funksjoner som: opptil 44 I/U – 16 DI (4 høyhastighet / 8 AI), 8 DO trådløs programmering og styring med bluetooth og Crouzet Virtual Display, Modbus RTU-nettverk (slave), lokal datalogghåndtering, opptil 1000 programmeringsblokker med intuitive Crouzet programvare for både enkle og komplekse applikasjoner.

Den tredje serien har den minste PLCen noensinne – Millenium Slim. Hvis du er på leting etter et plassbesparende produkt har dette produktet det du trenger med et 17.5mm kropp som får plass på alle panel og maskiner. Den er også svært konfigurerbar og kan trådløst tilkobles gjennom bluetooth, og har en mer brukervennlig virtuell skjerm.

Hør på anmeldelsen fra Crouzet og lær mer om den minste PLCen, Millenium Slim.

Crouzet gir deg muligheten til å gjøre enhetene dine mer personlig og du kan designe din egen kontroller. Du kan endre farge, markering og legge ved en logo for å passe din applikasjon. Les mer her.

Figur 5 – Et eksempel på en tilpasset PLC fra Crouzet. Kilde: Crouzet

Siemens

Siemens tilbyr kontrollere i seriene SIMATIC S7-1200, SIMATIC S7-1500, LOGO! 8.3 samt ET 200SP.

Kontrollerne fra SIMATIC S7-1200 er plassbesparende automasjonssystemer som kan utvides og de har integrerte teknologiske løsninger. De er høytytende for både lave og medium ytelsesområder.

PLC fra SIMATIC S7-1200 fra Siemens har egenskaper som:

  • Fleksibilitet
  • Integrert sikkerhet
  • Integrert teknologi
  • Integrert edge
  • Skaleringsmuligheter
  • Ingeniørarbeid i TIA-portalen
  • Integrert sikkerhet
  • Dedikerte funksjoner

SIMATIC S7-1500 PLCerhar toppytende ytelse og innebygd fremtidssikring. Man har tilgang til kompliserte maskindesignene takket være enhetens modulære konstruksjon. Ifølge Siemens “vil innovativ styringsteknologi fortsette å være kjernen i en digital fabrikk.”Siemens har moderne kontroller som er ideelle for fabrikkautomasjon i tillegg til både rimelige og høyteknologiske maskiner.

Ifølge Siemens er ‘kjernen’ i SIMATIC S7-1500 CPU (Central Processing UNIT), og denne utfører brukerprogram og kobler til kontrolleren med andre automasjonskomponenter.

Figur 6 – SIMATIC S7-1500 CPU. Kilde: Siemens

Siemens gjør at man kan integrere SIMATIC S7-1500 Technology-CPU (T-CPU) til TIA-portalen (se figur 7). Kunder kan konfigurere T-CPU i TIA-portalen uten at man trenger å være spesialist når det gjelder bevegelse. Du kan lese mer om det her.

Figur 7 – Tilkobling av avanserte SIMATIC-kontrollere fra Siemens, systemytelse og kompliserte applikasjoner. Kilde: Siemens

Det er også mulig med perfekt samspill mellom SIMATIC S7-1500 og SIMATIC ET 200MP. SIMATIC ET 200MP er designet sammen med S7-1600 CPUer og er sertifisert iht. EN 61508. Disse I/U-systemene er enkle å integrere, de er designet for å være pålitelige over lang tid og for kostandseffektiv bruk. Bortsett fra konfigurering til S7-1500 kan de også koble til PROFINET eller PROFIBUS.

For maksimum ytelse i sentrale konfigurasjoner er ET200SP perfekte og kompakte I/U-systemer for styringsskapet. Den har en modulær stasjon som kan skaleres med SIMATIC S7-1500 I/U-moduler. Dette gjør at man kan foreta sikkerhetsrelatert kommunikasjon.

Siemens nyeste PLC er LOGO! Disse automasjonsløsningene gjør at man raskt kan kontrollere grunnleggende oppgaver. Dette er likevel ikke en simpel kontroller. Med LOGO! kan man nå koble til via nettskyen (se videoen under) og med LOGO! 8.3 kan data overføres fullstendig fra nettskyen. Med LOGO!-serien har du tilgang til IoT.

Selv de mest komplekse industrielle systemene kan nå styres av LOGO! 8.3 intelligente mikrokontrollere i sanntid med enkel programmering og data i skyen via AWS eller LOGO! Soft Comfort programvare. Maskinytelse har aldri blitt overvåket eksternt i denne grad, uavhengig av plassering og i sanntid. Siemens LOGO! 8.3 ingeniørprogramvare med nettskytilkobling er designet for dataanalyse, meldinger, varsler og alarmer. Lær mer om funksjonene på Siemens nettside.

Schneider Electric

Schneider Electric har et omfattende utvalg av innovative PLCer for industrielle maskiner med flere løsninger for å tilfredsstille dine automasjonskrav. Den ene serien – Modicon PLC og PAC (Programmable Automation Controllers) regulerer og overvåker industrielle operasjoner på en bærekraftig, tilpasningsdyktig, effektiv og sikker måte.

Modicon M221 PLC er best i sin klasse. Den er tilgjengelig i brikke- eller bokstil, og den er enkel å sette opp og er svært effektiv. Koble til et eksternt operatørpanel for rask maskinvisualsering og vedlikehold. Hos Elfa Distrelec kan du få den som startsett med Schneider SoMachine programvare V1.1 og HMI-enhet THM2GDB.

Edge-teknologi og analyse av Big Data

Edge-teknologi tilbys av Schneider Electric PLCerog PACer, som har ethernet-tilkobling, innebygd cybersikkerhet og behandlingsegenskaper til å håndtere Big Data-analyse og beskytter mot sårbarheter mellom tilkoblede industrieiendeler, på tvers av enheter, og inn i nettskyen.

For konfigurasjon, utvikling og igangsettelse av maskinen i én enkel programvare har Schneider ElectricEcoStruxure Machine Expert. Dette er én enkelt programvare for konfigurasjon av maskinen, i tillegg til logikk, bevegelsesstyring, robotikk/mekatronikk, simulasjon, diagnose, intelligent motor og lasthåndtering og drivere, HMI (Vijeo Designer), IIoT, og funksjoner relatert til nettverksautomasjon.

Figur 8 – Arkitekturen til EcoStruxure. Kilde: Schneider Electric

Den er samsvarende med modulene Modicon M221, Modicon TM2, TM3 og I/U. Les mer om EcoStruxure Machine Expert her.

Hvis du ser etter PLCer egnet for enkle automasjonssystemer, tilbyr Schneider Eelctric Zelio Logic, et brukervennlig alternativ til løsninger som trenger kablet logikk eller dedikerte kort. Smartreleer i Zelio Logic-serien har to produktlinjer: en kompakt modell med faste konfigurasjoner og modulære modeller med forlengelsesmoduler. Smartreleene har PID-funksjon for HVAC-applikasjoner og kan kommunisere med 2G/3G-modem.

OMRON

Den nye PLCen har enkel programvarestøtte som fleksibelt håndterer applikasjoner fra mindre utstyr til produksjonslinjer. Avanserte PLCer i SYSMAC-serien kan forbedre produksjon i tillegg til CP- / CJ2- / NJ- /NC-serien.

Sysmac er en integrert automasjonsplattform som gjør at brukere kan kontrollere og administrere en fabrikk. Omrons Machine Contoller utgjør plattformens kjerne, og har synkronisert kontroll av alle maskinenheter samt sofisikerte egenskaper som bevegelses-, robotikk- og databasetilkobling. Denne tverrfarglige tilnærmingen gjør at du kan effektivisere løsningene, redusere programmeringstiden og øke produktiviteten.

Figur 9 – Programvarelisens NJ/NX/NY, Omron Industrial Automation

Elfa Distrelec har et omfattende utvalg av PLCer fra Omron. Moderne maskinstyring gjør at det er nødvendig med synkronisering av bevegelsesakser på mikrosekundnivået på tvers av systemet. NX I/U systemer har et stort utvalg av inn- og utganger for nøyaktig og repterende timing. Det interne bussystemet er raskt og er synkronisert med EtherCAT-nettverkets distribusjonsklokke, for deterministiske I/U-punkter på tvers av systemet.

Egenskaper: Rask og nøyaktig styring ved sykronisering av alle maskinenheter med PLC- og bevegelsesmotorer, tre innebygde industrielle ethernet-porter, OPC UA-server, opptil 12- akset kontroll via EtherCAt, opptil 32 lokale NX I/U-enheter, DC-strømforsyning uten reservebatteri, som er fullstendig samsvarende iht. IEC 61131-3 standardprogrammering.

En annen PLC fra NX-serien er NX1P og den har avansert bevegelseskontroll og nettverk for onsite-IoT i en kompakt, rimelig modell.

NX1P-styringskontroller fullfører maskinstyringsfamilien i NX/NJ-serien, som har samme egenskaper i et mindre design. I et integrert utviklingsmiljø (IDE) har NX1P synkronisert styring av alle eneheter som bevegelse, I/U, sikkerhet og bilde.

For høy kostnadsytelse har SYSMAC CP-kontrolleren ethernet-kommunikasjon og posisjoneringsfunksjoner med fire akser. Denne type mikro-PLC er perfekt for kontroll av små maskiner.

CJ2 er en del av SYSMAC CJ-serien av CPU-enheter med økt ytelse og funksjonalitet. Disse enheten har mer dataminne, multifunksjonell ethernet-grensesnitt, tag-tilgang, og en USB-port.

NJ CPU-enheter har integrert logikk og bevegelse i én CPU, og rask og nøyaktig styring ved å synkronisere alle EtherCAT-enheter. De er også raske uten at det går utover hvor pålitelige og robuste de er, det elektriske utstyret eller kamerasynkroniseringen.

For mer teknisk informasjon har Omron laget en guide for grunnleggende PLC som går gjennom terminologien i SYSMAC PLCer.

Hvis løsningene vi har gått gjennom overfor ikke er innenfor dine krav tilbyr ElfaDistrelec alternativer fra andre merker som Mitsubishi Electric, Rockwell Automation og Jumo. I tillegg til PLCer og startsett har vi også utvidelsessett for PLCer og tilbehør, som bussadaptere, programmeringskabler, dedikerte PLC minnekort og batterienheter.

Total
0
Shares
Forrige innlegg

Hvorfor er IO-Link så viktig i Industry 4.0?

Neste innlegg

Bedre håndtering av strømbehov – Smart grid og IoT

Relaterte innlegg