Komplett Industrial Automation PLS
Løsninger
Programmerbare logiske kontroller (PLS) er en av kjerneenhetene innen industriell automasjon og en nøkkelapplikasjon som gjør det mulig for fabrikker å operere på en automatisert måte. PLS-er er typisk modulære systemer som består av flere moduler, spesielt designet for logisk kontroll, sekvensiell kontroll, tidskontroll, tellekontroll og andre operasjoner. Denne artikkelen vil introdusere bruken av PLS-er i industriell automasjon, samt de relaterte løsningene utviklet av ST (STMicroelectronics) spesielt for PLS-applikasjoner.
Kontrollere driften av industrielt automasjonsutstyr gjennom logisk kontroll
PLS-er er mye brukt i ulike automasjonssystemer. Ved å ta kontrollenheten (ofte referert til som den sentrale prosessorenheten, CPU) og flere input/output eller andre funksjonelle moduler (utvidelsesmoduler) som eksempler, kommuniserer kontrollenheten med utvidelsesmodulene via en dedikert buss (vanligvis en kundespesifikk buss kjent som bakplangrensesnittet). Kontrollenheten opererer på syklisk basis og utveksler regelmessig data med utvidelsesmodulene. Input/output-moduler etablerer grensesnitt/forbindelser med anleggets prosesseringsside, og gir informasjon om ulike fysiske variabler oppdaget av sensorer på den ene siden og muliggjør interaksjon med automatiserte prosesser ved å drive forskjellige aktuatorer på den andre siden. Hver modul må integreres i et komplett automatisert system for å gi tilkobling til ulike feltbusser og industrielle Ethernet-nettverk.
De primære funksjonene til PLS-er i industriell automasjon inkluderer logisk kontroll, som innebærer å kontrollere driften av utstyr basert på forhånds-programmerte logikkprogrammer. For eksempel kan PLS-er bestemme om en maskin skal startes eller stoppes basert på sensorinnganger. Når det gjelder sekvensiell kontroll, kan PLS-er utføre operasjoner i en bestemt rekkefølge på automatiserte produksjonslinjer for å sikre at hver prosess fullføres i tide.
I tillegg kan de interne tidtakerne og tellerne i PLS-er brukes for nøyaktig tidskontroll og materialtelling. Moderne PLS-er har også analoge inngangs-/utgangsmuligheter, som gjør dem i stand til å behandle analoge signaler som temperatur og trykk. PLS-er kan kommunisere med andre enheter via ulike kommunikasjonsprotokoller for å lette fjernovervåking og kontroll, og de kan oppdage og diagnostisere systemfeil, og gjenoppta driften automatisk når det er mulig.
PLS-er kan kontrollere koordinert drift av ulike typer automatisert utstyr
PLS-er er mye brukt i automatiserte produksjonslinjer for å kontrollere koordinert drift av ulike typer utstyr, og dermed forbedre produksjonseffektiviteten. I bransjer som kjemikalier og mat og drikke kan PLS-er brukes til å kontrollere ulike parametere i produksjonsprosessen, som temperatur, trykk og væskenivå. I tillegg kan PLS-er brukes til å kontrollere driften av mekanisk utstyr, som CNC-maskinverktøy og pakkemaskineri, for å sikre nøyaktig drift.
PLS-er kan også brukes i bygningsautomasjon for å kontrollere klimaanlegg, belysning, sikkerhetssystemer og mer. I vannbehandlings- og avløpsbehandlingssystemer kan PLS-er brukes til å kontrollere pumper, ventiler og annet utstyr for å oppnå automatisert drift. I energistyringssystemer kan PLS-er brukes til å overvåke og kontrollere energidistribusjon og -forbruk for å oppnå energisparende effekter. Fleksibiliteten og påliteligheten til PLS-er gjør dem til en uunnværlig komponent i industriell automasjon, i stand til å tilpasse seg ulike komplekse kontrollkrav.
I feltbuss- og industrielle Ethernet-applikasjoner er kablet kommunikasjonsteknologi mye brukt i Industry 4.0 og industrielle IoT-applikasjoner. Denne teknologien er i kontinuerlig utvikling, og går over fra tradisjonelle feltbusser til Ethernet-baserte busser for å koble til menneskelige-maskingrensesnitt (HMI), programmerbare logiske kontrollere, maskiner, I/O, stasjoner, aktuatorer og sensorer.
Menneskelige-maskingrensesnitt hjelper oss effektivt å kontrollere utstyr og ta beslutninger basert på maskintilbakemeldinger. Disse grensesnittene kan være enkle skjermer direkte montert på maskiner for fabrikkautomatisering eller multi-skjermpaneler som brukes til å kontrollere hele produksjonslinjer. I tillegg, for å oppnå Industry 4.0, kan PLS-er bruke IO-Link-kommunikasjonsnettverk (IEC 61131-9) for toveis punkt-dataforbindelser (ned til aktuator- og sensornivå), som støtter dataforbehandling, sensorparameterjustering og avansert diagnostikk.
Ved bruk av digitale I/O-moduler samler input/output (I/O)-moduler inn data fra inngangsenheter (inkludert nærhet, trykk, temperatursensorer og knapper) og kontrollerer aktuatorer som ventiler, releer og lysarmaturer (utgangsenheter). Disse modulene kan legges til PLS-kontrollskap eller integreres i produksjonsutstyr på en fabrikk.
I en PLS er PLS-kontrollenheten den primære byggesteinen for behandling av data fra inngangsenheter og styring av utganger. Den kan integreres med I/O-moduler for å gi den nødvendige funksjonaliteten. PLS-kontrollenheten støtter også tilkoblinger til ulike feltbusser (inkludert PROFIBUS, Modbus og CANopen), industriell Ethernet (som Profinet og EtherCAT), trådløse teknologier og bakplanbusser koblet til systemet.
