PLC:ers betydelse inom industriell IoT

PLC:er (programmable logic controllers) spelar en avgörande roll i industriell automation och processtyrning. PLC:er styr analoga och digitala sensorer, en mängd av ställdon och kommunicerar genom komplicerade gränssnitt i olika protokoll.

PLC:er är nu populära i digitala applikationer, tack vare det industriella Internet of Things (IIoT). Den programmerbara logiska styrenheten används ofta i industrier för att utföra sekventiella och upprepande processer. Nya PLC:er spelar en viktig roll i Industry 4.0 och förbättrar framgångsrikt fabrikers anläggningar.

De tre nyckelfunktionerna hos programmerbara logiska styrenheter

Som du redan vet är en programmerbar logisk styrenhet, vanligen förkortad till PLC, en elektronisk enhet som styr driften av en maskin eller process och är uppbyggd av halvledare. PLC:er kan ta emot indata och vidarebefordra driftinstruktioner via sina utgångar. En PLC är vanligtvis kompakt och har en nyckelroll i att automatisera viktiga processer.

PLC:er har tre huvudfunktioner: 

  • att övervaka och kontrollera industriella automationsprocesser; 
  • att utföra uppgifter relaterade till provning och mätning; 
  • för att utföra processtypsfunktioner, såsom de som används med HVAC-system.

För att utföra dessa funktioner är varje PLC utrustad med sensorer och/eller andra inmatningsenheter, genom vilka den tar emot de data som behövs för att styrenheten ska kunna fatta beslut utifrån logik. PLC:n kommer därefter att mata ut styrinstruktioner till ett anslutet mekaniskt eller elektriskt system. 

Som sådan kan en PLC kategoriseras som en typ av inbäddat system, som omfattar både datorminne och bearbetningsförmåga med in-utgångsenheter (IO), vilket gör dem besläktade med både fast, reläbaserad logik och PC-baserad logik . De vanligaste typerna av PLC:er är: modulära, kompakta och rackprogrammerbara logiska styrenheter.

Figur 1 – Kroppen och vad som finns inuti en PLC. Källa: Omron

PLC-applikationer

Programmerbara logiska styrenheter är vanliga lösningar som används inom många industrisektorer. Applikationerna kan variera beroende på var de kommer att användas – i hem- eller professionella miljöer. 

PLC:er inom industriell automation

Syftet med industriell automation är att styra enheter som kör avancerade funktioner (inklusive IIoT-anslutning och maskinomkonfigurering) samtidigt som det underlättar mänskliga arbetares förmåga att fatta välgrundade beslut om maskiner eller operationer. 

Det övergripande målet för en effektiv industriell automatiserad miljö är att öka den totala produktiviteten och kvaliteten på arbetet. Modern industriell automation är beroende av realtidsåterkoppling från maskiner och driftdata och sofistikerad interaktion mellan många digitala enheter, vilket gör att den programmerbara logiska styrenheten spelar en viktig roll.

PLC:n förbättrar fabriker på kontrollnivå, tar emot och returnerar information från enheter på fältnivå och ibland vidarebefordrar data till system på övervakande nivå, såsom SCADA och Historian. Avancerade PLC-enheter kan till och med utföra sådana aktiviteter på arbetsledarnivå själva.

Figur 2 – Automatisk programmerbar logikstyrning med hög precision för maskin- eller industriell processkontroll inom industrin.

Var PLC:er är vanligast? 

Typisk industriell användning av PLC:er:

  • Fabriksanläggning
  • Styrsystem för värme
  • Trafikljusstyrning
  • Automatiska grindsystem
  • Förpackningsmaskiner
  • Medicinska tillämpningar
  • Hissar och rulltrappor

PLC:er i test- och mätteknik

Utöver sin roll i industriell digital styrning, används PLC:er även i testbänksstyrning (som en del av produktutvecklingsprocesser) och laboratoriemätuppgifter. PLC:n kan snabbt och exakt erhålla mätdata. I sådana test- och mätuppgifter arbetar PLC:er genom realtidsbearbetning, där de mäter fördröjningen i millisekunder mellan en fältenhetsmätning och dess datainsamling.

Med intelligenta kringutrustning och ingångs-utgångsenheter har signalinsamlingen blivit avancerad och förstärkt genom analoga och digitala ingångskällor. IO-enheter med en integrerad PLC-enhet erbjuder särskilt värdefulla fördelar, eftersom de är kompatibla med HMI:er som kör Windows eller Linux operativsystem och erbjuder Ethernet-anslutning. IO-enheter kan också användas med PLC:er för att samla in data direkt från sina egna sensorer och fjärr-IO-utrustning.

Figur 3 – En PLC accepterar signaler från ingångsenheter och styr utenheter genom att fatta beslut baserat på skräddarsydda program. Källa: Omron 

Modulära PLC:er är ett annat alternativ för test- och mätapplikationer. Sådana enheter är vanligtvis byggda av flera moduler som var och en utför olika funktioner och en CPU-enhet som styr processorn och minnet. Det finns en mängd olika modulalternativ tillgängliga för sådana PLC:er. Det kan finnas en separat strömkällsmodul eller ytterligare moduler för in- och utgångsfunktioner eller för att underlätta nätverkskommunikation. Själva enheten kan vara integrerad, med alla moduler inrymda i en enda kapsling, vilket erbjuder fördelar som ett mer kompakt fotavtryck, medan PLC:er med icke-integrerade modulära uppsättningar möjliggör större mångsidighet, med enklare anslutning mellan flera moduler .

Elfa Distrelec, inkluderar vårt urval programmerbara logikstyrningar från alla ledande tillverkare, inklusive Siemens, Eaton, Crouzet, Schneider Electric och Omron så att du kan vara säker på att köpa en vara av högsta möjliga kvalitet. 

The Modern PLCs – Varumärkesuppvisning

PLC:n var ursprungligen utformad för att ersätta fast logik baserad på reläer och trumsekvenserare. Sedan början har dock PLC:ns kapacitet utökats avsevärt, med moderna enheter inklusive PID-kontroll (proportional-integral-derivative) och många andra avancerade funktioner. Den nuvarande arten av PLC:er kan utföra komplicerade och adaptiva rutiner. Detta är delvis tack vare den ständigt minskande storleken och ökande kraften hos halvledarchip, vilket har gjort det möjligt för dessa små datorer att bli allt mer intelligenta.

Den moderna PLC:n kan ta formen av en enkel integrerad krets (IC) eller en enkel strömsnåö mikrokontrollerbaserad enhet, till en rackmonterad kombination av styrenhetssubkomponenter. De mest komplexa PLC-uppsättningarna kan konkurrera med kapaciteten hos generella datorer för industriella styrändamål, även om PLC:n erbjuder viktiga fördelar i tillförlitlighet och realtidsprestanda.

Dagens avancerade PLC:er kan innehålla ett imponerande utbud av teknologier, inklusive integrerad rörelsekontroll, visionsystem och kommunikationsprogramvara. PLC:er integreras också alltmer i gränssnitt mellan människa och maskin (HMI). Du kan läsa mer om HMI:er och hur du väljer den rätta för dina applikationer

Eaton

Eaton har “den mest avancerade” nano-programmerbara logikstyrningen på marknaden och den kallas easyE4. Den har 12 I/O-punkter och kan utökas till ett nätverk på upp till 188. XC300 kompakta PLC är utbyggbar och använder XN300 modulär I/O-arkitektur. Den utmärker sig i höghastighetsapplikationer som kräver mest programmeringsfrihet. 

Eatons uppdrag är att förbättra miljön och erbjuda hållbara lösningar genom att använda energihantering, trådlöst, avkänning, belysning, motorstyrning och displayer. Se hela utbudet av Eatons programmerbara logikstyrningar.

PLC:n EasyE4 erbjuder en enkel systemlösning med anslutning till molnet. Den har 12 I/O och kan utökas till ett nätverk med upp till 188 I/O-punkter, vilket gör den perfekt för belysning, energihantering, industriell styrning, bevattning, pumpstyrning, HVAC och hemautomation. PLC 8DI har en användarvänlig programmeringsmiljö med fyra programmeringsspråk, ST, FBD, LD och EDP Den ger maximal flexibilitet med upp till 11 lokala expansionsmoduler per basenhet

Eatons lösningar är perfekta för en mängd olika applikationer: 

  • Internet of Things (IoT)
  • Industriell automation
  • Transport
  • Alternativ energi
  • Underhåll och säkerhet
  • Robotteknik
  • Medicin

Eaton och IoT 

Realtidsanslutning från IoT-övervakning är avgörande för produktivitet och drifttid. Enligt Eaton, när ett fel upptäcks, har det många fördelar att kunna komma åt ditt system från din enhet, såsom:

  • Förmåga att diagnostisera och felsöka problem på distans. Fjärråtkomst till nätverket gör det möjligt för anläggningstekniker som är på resande fot eller för närvarande inte är på anläggningen att observera fel eller titta på data för att fastställa källan till incidenten.
  • Få tillgång till nano PLC:s program utanför webbplatsen för att ändra värden och spara pengar.
  • Garantera att enheterna kör rätt versioner; komponentspecifik information för fjärråtkomst så som att firmwarenivå är tillgänglig.

IoT-anslutning för HVAC-system 

En av de viktigaste aspekterna av Internet of Things är att ansluta maskiner till internet. Det gör att data kan utbytas mellan enheter, avläsas på distans och användas av appar. Eatons enheter från easyE4, som har ett inbyggt webbserververktyg, gör detta ännu enklare. En användare kan interagera med PLC:er via en webbläsare.

Figur 4 – EasyE4 nano programmerbar logikstyrning (PLC) webbsidas hemsida. Källa: Eaton

Webbservern för easyE4 innehåller interaktiva sidor som tillåter användare att utföra samma operationer genom att klicka på knappar på skärmen som om de tryckte på knappar på själva enheten. På samma sätt, medan enheten körs, finns det skärmar för att se och ställa in operander användbara för att felsöka systemproblem. Diagnostikfliken på hemsidan är ett annat användbart felsökningsverktyg, eftersom det visar alla fel som enheten upptäcker.

Tillgänglighet för monitorprogram

Nya Eatons easyE4-system möjliggör interaktion med webbsidan via internet och låter användaren ändra program och värden online. När man utvecklar ett program för att automatisera en applikation gör programmeraren nästan alltid misstag. För att undvika felsökning kan användaren använda internet för att fjärrupptäcka fel i programvaran och göra lämpliga ändringar av programmets värden. 

Utöver det är det avgörande för livslängden hos HVAC-system att ha tekniker eller certifierad personal som kan fjärransluta till systemet för att utvärdera, diagnostisera och göra ändringar. Men när specialister inte är på plats kan problem med VVS-systemet uppstå. Det första symtomet på problem i ett äldre system, som kanske inte är tillgängligt via internet, kan orsaka förvirring för byggnadsförvaltningen. 

Crouzet 

Crouzet designar och tillverkar mekatroniska komponenter för krävande applikationer inom flyg- och transport-, energi-, bygg- och maskinindustrin. Varumärket har ett omfattande urval av automatkontroller och reläer.

Crouzets utbud av kontroller:

  • Telekontroller
  • Nano-PLC:er
  • Logiska kommunikationsstyrningar
  • Logikstyrningar
  • Smala logikstyrningar

För mer information och specifikationer om varje kategori, klicka för att visa Crouzets broschyr Automation & Control.

I Crouzets utbud finns en logikstyrning, Millenium 3 som styr och övervakar installationer med upp till 50 in-/utgångar. Den möjliggör maskinövervakning, passerkontroll, ljus- och pumphantering, vattenrening, solspårning och mer. 

Millennium 3 är enkel att använda med sitt intuitiva programmerings- och simuleringsläge som ger snabb och enkel åtkomst. Den är baserad på grundläggande funktioner och dedikerade sådana, såsom tryck, solspårning, pumprotation, etc. Finns med 5 språk (engelska, tyska, franska, italienska och spanska).

Från Elfa Distrelec finns att köpa ett Millenium 3-startpaket med en utbyggbar Millenium 3 (XD26), en USB-länkkabel: PC →Millenium 3 och en interaktiv CD-ROM inklusive programvaruverkstaden, applikationsbiblioteket och tekniska broschyrer, 1 CD-ROM inklusive biblioteket med specifika funktioner.

Alla småskaliga automationsapplikationer kan dra nytta av den kommunikativa logiska styrningen – Millenium Evo. Det är möjligt att komma åt Evos frontkontrollpanel genom att använda en PC, bärbar eller mobil enhet.

En av Millennium Evo-kontrollerna är programmerbar logiksryrning 16DI (8D/A) 8DO 28.8VDC, Crouzet och dess funktioner är: upp till 44 I/O – 16 DI (4 HighSpeed / 8 AI), 8 DO trådlös programmering & styrning med bluetooth-gränssnitt och Crouzet Virtual Display, Modbus RTU Network (Slave), lokal datalogghantering, upp till 1000 programmeringsblock med intuitiva Crouzet Soft för att gå från enkla till komplexa applikationer.

Tredje serien presenterar den minsta logikstyrningen någonsin – Millennium Slim. Om du letar efter en produkt som ger utrymmesminskning kommer denna logikstyrning att uppfylla dina krav med 17,5 mm bred kropp som passar in i vilken panel eller maskin som helst. Utöver det är den mycket konfigurerbar, kan anslutas trådlöst via bluetooth och har en mer lättanvänd virtuell display.

Lyssna på recensionen från Crouzet för att få reda på alla egenskaper och fördelar med Millenium Slim smallest PLC.

Det finns också möjlighet att designa din egen styrning. Crouzet tillhandahåller personalisering av sina enheter. Du kan designa fullt ut genom att byta färg, märkning och lägga till en logotyp till din styrning som kommer att passa din applikation estetiskt och funktionellt. Läs mer här.

Figur 5 – Ett exempel på en anpassad programmerbar logikstyrning från Crouzet. Källa: Crouzet

Siemens

Siemens erbjuder styrningar från SIMATIC S7-1200, SIMATIC S7-1500 och LOGO! 8.3 samt ET 200SP-serien. 

SIMATIC S7-1200 styrningar är utrymmesbesparande automationssystem med utökade anslutningsmöjligheter och integrerade tekniska lösningar. De presterar bra i låga och medelhöga prestandaområden.

Siemens SIMATIC S7-1200 programmerbara logikstyrningar har:

  • Flexibilitet
  • Integrerad säkerhet
  • Teknikintegrering
  • Kant- (edge) integration
  • Skalbarhet.
  • Manövrering i TIA Portal
  • Trygghet integrerad
  • Dedikerade funktioner

SIMATIC S7-1500 PLC:er ger högsta prestanda och inbyggd framtida lönsamhet. Alla de mest komplexa maskindesignerna är tillgängliga tack vare denna anordning och dess modulära konstruktion. Enligt Siemens: “innovativ styrteknik kommer att fortsätta vara hjärtat i en digital fabrik”.  Siemens moderna styrenheter är idealiska för fabriksautomation såväl som medelstora och avancerade maskiner.

Enligt Siemens är “hjärtat” i SIMATIC S7-1500 PLC:er den centrala processorn (CPU:n) som exekverar användarprogrammet och ansluter styrenheten med andra automationskomponenter.

Figur 6 – SIMATIC S7-1500 CPU:er (centrala processorer). Källa: Siemens

Siemens möjliggör integration av SIMATIC S7-1500 Teknik-CPU (T-CPU) i TIA Portal (se figur 7). Användare kan konfigurera T-CPU:n i TIA-portalen utan behov av specialistkunskap om rörelse. Läs mer om det här.

Figur 7 – Anslutningsmöjligheter för avancerade SIMATIC-styrningar från Siemens, systemets prestanda och applikationskomplexitet. Källa: Siemens

Dessutom är en perfekt interaktion möjlig mellan SIMATIC S7-1500 och SIMATIC ET 200MP. Dessa SIMATIC ET 200MP:er är konstruerade tillsammans med S7-1500 CPU:er och är certifierade enligt EN 61508. Dessa IO-system är lätta att integrera, designade för långsiktig tillförlitlig, kostnadseffektiv användning. Förutom konfigurationen till S7-1500 ansluter de även till PROFINET eller PROFIBUS.

För maximal prestanda i central konfiguration finns ET 200SPs – det perfekta kompakta IO-systemet för styrskåpet. Det exemplifieras av en modulär och skalbar station med SIMATIC S7-1500 I/O-moduler. Det möjliggör säkerhetsrelaterad kommunikation.

Siemens sista PLC:er erbjuder fokus på LOGO! Dessa automationslösningar möjliggör snabb kontroll av grundläggande uppgifter. Men, den är inte bara en enkel styrning. Med LOGO! now finns möjliga anslutningar via molnet (se videon nedan) och med LOGO! 8.3 kan data överföras till molnet i sin helhet. Med LOGO!-serien har du tillgång till Internet of Things (IoT). 

LOGO! 8.3 intelligenta mikrokontroller kan nu styra även de mest komplicerade industriella systemen i realtid med enkel programmering och data i molnet via AWS eller LOGO! Soft Comfort mjukvara. Denna typ av fjärrövervakning av maskinens prestanda, oavsett plats och i realtid, har aldrig försökts tidigare. Siemens LOGO! 8.3 teknisk programvara med molnanslutning är konstruerad för dataanalys, meddelanden, aviseringar och larm. Ta reda på mer om dess kapacitet på Siemens webbsida.

Schneider Electric

Schneider Electric har ett omfattande urval av PLC:er för industriella maskiner och representerar innovation, med ett komplett spektrum av lösningar för att uppfylla dina automationskrav. En av deras serier – Modicon PLCs and PACs (Programmable Automation Controllers) reglerar och övervakar industriell verksamhet på ett sätt som är hållbart, anpassningsbart, effektivt och säkert. 

Logikstyrningen Modicon M221 är den bästa i sin klass. Den finns i tegelsten- eller bokstil, och den kräver väldigt lite installation och ger mycket flexibilitet. Anslut en enkel fjärrmanöverpanel för snabb maskinvisualisering och underhåll. Från Elfa Distrelec kan du få det som ett startpaket med Schneider SoMachine programvara V1.1 och HMI-enhet THM2GDB.

Edge-teknik och Big Data-analys

Edge-tekniken tillhandahålls av Schneider Electrics PLC:er och PAC:er, som förbättras av Ethernet-anslutning, inbyggd cybersäkerhet och bearbetningskapacitet för att hantera Big Data-analys och skydda mot nya sårbarheter bland länkade industriella tillgångar, över enheter och upp i molnet.

För konfigurering, utveckling och driftsättning av hela maskinen i en enda mjukvarumiljö tillhandahåller Schneider Electric EcoStruxure Machine Expert. Det är en en-mjukvarumiljö för att konfigurera maskinen, inklusive logik, rörelsekontroll, robotteknik/mekatronik, simulering, diagnostik, intelligent motor- och lasthantering och drivsystem, HMI (Vijeo Designer), IIoT och relaterade nätverksautomationsfunktioner. 

Figur 8 – EcoStruxures arkitektur. Källa: Schneider Electric

Den är kompatibel med Modicon M221, Modicon TM2, TM3 och I/O-moduler. Läs mer om EcoStructure Machine Expert här.

Om du letar efter PLC:er perfekta för enkla automationssystem, erbjuder Schneider electric Zelio Logic, ett lättanvänt alternativ till lösningar som förlitar sig på kabelansluten logik eller dedikerade kort. Zelio logic smarta reläer erbjuder två produktlinjer: kompakta modeller med inställda konfigurationer och modulära modeller med förlängningsmoduler. De smarta reläerna har en PID-funktion för HVAC-applikationer och kan kommunicera via 2G/3G-modem.

Omron

De nya programmerbara logikstyrningarna är tillgängliga med enkel supportmjukvara för att flexibelt hantera applikationer från småskalig utrustning till hela produktionslinjer. Några av de avancerade PLC:er som kan förbättra tillverkningen är från SYSMAC-serien, inklusive CP / CJ2 / NJ / NX-serien.

Sysmac är en integrerad automationsplattform som helt låter användare styra och hantera en automationsanläggning. Omrons maskinstyrningsserie är kärnan i denna plattform, och tillhandahåller synkron kontroll av alla maskinenheter samt sofistikerade funktioner som rörelse, robotteknik och databasanslutning. Detta tvärvetenskapliga tillvägagångssätt låter dig effektivisera lösningsarkitekturen, minska programmeringstiden och öka produktiviteten.

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

Hos Elfa Distrelec hittar du ett mycket omfattande utbud av PLC:er från Omron. Modern maskinstyrning kräver synkronisering på mikrosekundnivå av rörelseaxlar över hela systemet. För ett brett utbud av in- och utgångar ger NX I/O-systemet denna tidsprecision och repeterbarhet. Dess ultrasnabba interna bussystem är synkroniserat med EtherCAT-nätverkets distribuerade klocka, vilket möjliggör systemomfattande deterministisk I/O. 

Funktioner: Snabb och exakt kontroll genom att synkronisera alla maskinenheter med PLC och Motion Engines, tre inbyggda industriella Ethernet-portar, OPC UA-serverfunktionalitet, upp till 12 styraxlar via EtherCAT, upp till 32 lokala NX I/O-enheter, DC-försörjning utan batteribackup, överensstämmer helt med IEC 61131-3 standardprogrammering.

En annan PLC från NX-serien är NX1P som erbjuder avancerad rörelsekontroll och nätverk för IoT på plats i en kompakt instegsmodell.

NX1P maskinkontroller kompletterar NX/NJ maskinkontrollfamiljen och ger samma kapacitet i en mindre kapsling. NX1P tillåter synkroniserad kontroll av alla maskinenheter som rörelse, I/O, säkerhet och vision från en enda integrerad utvecklingsmiljö.

För att uppnå hög kostnadsprestanda finns Ethernet-kommunikation och en 4-axlig positioneringsfunktion inbyggd i SYSMAC CP-styrningen. Sådana mikro-PLC:er är perfekta för att styra små maskiner.

CJ2 är en del av SYSMAC CJ-seriens CPU-enhet som har förbättrad prestanda och funktionalitet jämfört med CJ1. CJ2 CPU-enheter ger mer dataminne, ett multifunktionellt Ethernet-gränssnitt, taggåtkomst och en USB-port.

NJ CPU-enheterna erbjuder integrering av logik och rörelse i en CPU, snabb och exakt kontroll genom att synkronisera alla EtherCAT-enheter. Dessutom erbjuder de hastighet utan att kompromissa med tillförlitlighet, tålighet, elektrisk växel och kamsynkronisering. 

För mer teknisk information har Omron utarbetat en PLC-grundguide som hjälper till att beskriva terminologin för SYSMAC PLC:er.

Om lösningarna som beskrivs ovan inte uppfyller dina applikationskrav, är Elfa Distrelec en distributör som erbjuder alternativ från andra varumärken, så som Mitsubishi Electric, Rockwell Automation och Jumo. Förutom PLC:er, inklusive användbara PLC-startsatser, har vi även PLC-expansionssatser och PLC-tillbehör, såsom bussadaptrar, programmeringskablar, dedikerade PLC-minneskort och batterienheter.

Total
0
Shares
Tidigare inlägg

IO-Link och dess betydelse i Industry 4.0

Nästa inlägg

Hur hanterar man energibehovet bättre? Smarta elnät och IoT

Relaterade inlägg