Sterowniki PLC

Sterowniki PLC

Automatyzacja procesu produkcyjnego przyspiesza. Jakie działania powinno podjąć przedsiębiorstwo, aby sprostać pędzącemu rozwojowi technologicznemu?

Przede wszystkim opłaca się inwestować w innowacyjne rozwiązania pozwalające na usprawnienie procesu produkcyjnego. Jednym z takich uniwersalnych (i zarazem wyjątkowo dynamicznie rozwijających się) obszarów jest szeroko rozumiana automatyka przemysłowa.

Szczególnie duże zainteresowanie niezmiennie budzą nowoczesne sterowniki PLC w maszynach produkcyjnych. Czym są programowalne sterowniki logiczne? Gdzie znajdują zastosowanie? Dlaczego opłaca się je mieć w swojej firmie?

O tym oraz wielu innych kwestiach z nimi związanymi przeczytają Państwo poniżej!

Czym są sterowniki PLC?

Co kryje się pod akronimem “PLC”? Skrót PLC pochodzi z języka angielskiego i oznacza Programmable Logic Controller. W języku polskim tłumaczenie pozostaje właściwie niezmienne – to tzw. Programowalne Sterowniki Logiczne.

Taki sterownik to nic innego jak uniwersalne urządzenie mikroprocesorowe przeznaczone do zarządzania urządzeniami wykonawczymi, a także całymi liniami produkcyjnymi.

Można powiedzieć, że sterownik wyposaża organizm firmy w swoisty mózg. Sterownik PLC kontroluje “myśli” wszelkich urządzeń biorących udział w procesie technologicznym. To właśnie on, sterownik programowalny, łączy elementy sieci lokalnej w spójnie działającą całość.

Z czego składają się sterowniki PLC?

Jak działa sterownik PLC? Można powiedzieć, że programowalny sterownik logiczny ma modułową konstrukcję. Modułową, czyli złożoną z funkcjonujących w ramach jednego układu części, które komunikują się ze sobą i współpracują w osiągnięciu danego celu.

Uznaje się, że sterowniki PLC składają się z następujących elementów:

• jednostki centralnej (tzw. CPU),
• 2 typów wejść, wejścia cyfrowe i wejścia analogowe,
• 2 typów wyjść, w tym wyjść cyfrowych oraz wyjść analogowych,
• modułów funkcyjnych (moduł zasilania oraz komunikacji),
• różnych typów pamięci, w tym na przykład pamięci zmiennej (RAM), a także stałej (Flash lub ROM).

Za co odpowiada programowalny sterownik logiczny?

Programowalne sterowniki PLC działają jak małe komputery przemysłowe, dlatego często właśnie w ten sposób określa się te urządzenia. Te minikomputery wyposażone w modułowe komponenty użytkowe odpowiadają za wszelkie operacje logiczne niezbędne do sterowania pracą maszyny. Dlaczego Programmable Logic Controller jest tak istotny dla automatyki przemysłowej? PLC odpowiada za funkcje zarządzania maszyną na różnych obszarach roboczych.

Do automatyzacji procesów sterowania dochodzi w następujących przypadkach:

• analizowania otrzymanych komend: poleceń i informacji,
• odbierania bezpośrednich poleceń od operatora sterownika,
• zbierania informacji o danym urządzeniu,
• generowania sygnałów oraz ich przetwarzania (interfejs wyjściowy).

Jak wyglądają moduły komunikacyjne wejścia/wyjścia?

W pierwszej kolejności sterownik plc pobiera dane wejściowe. Następnie wykonuje pracę logiczną na wejściach CPU, dzięki czemu możliwe staje się włączanie lub wyłączenie wyjścia. Działania te wykonywane są na podstawie monitoringu stanu wejść dokonywanego przez CPU. O jakie dane dokładnie chodzi? Są to na przykład włączenie i wyłączenie czujnika zbliżeniowego, częściowe otwarcie zaworu kwestie związane z wszelkimi sygnalizatorami świetlnymi. To na podstawie takich sygnałów CPU czerpie informacje z wejść analogowych lub cyfrowych.

Nie jest to jednak wszystko. Sterownik PLC obsługuje również logikę wyjściową. CPU przetwarza w tym przypadku sygnał, który może znaczyć tyle co na przykład “otwórz zawór” albo “wyłącz silnik maszyny”.

Schemat funkcjonowania sterownika PLC

Sterowniki PLC działają z zamkniętej pętli programowej. Oznacza to, że sterowniki pracują w sposób cykliczny według tego, co zawarto w ich pamięci na etapie programowania. Rozkazy te następują po sobie w określonej z góry kolejności niezbędnej do sterowania liniami produkcyjnymi.

Chcesz wiedzieć więcej o tym, jak języki programowania sterowników PLC wpływają na ciągłość pracy jednostki centralnej? Więcej o tym przeczytasz w dalszej części artykułu!

Wróćmy jednak do schematu działania typowego dla tego, jak funkcjonują sterowniki PLC.

Jak sama nazwa wskazuje, sterowniki programowalne muszą zostać odpowiednio zaprogramowane, aby mogły wykonywać swoje zadania. Gdy misja w sam raz dla informatyka zakończy się sukcesem, dochodzi do przetłumaczenia go na język, który będzie jasny dla mikroprocesora, a w dalszej perspektywie i dla danego sterownika docelowego. Informacja do sterownika dociera dzięki istnieniu wejść cyfrowych oraz analogowych. Zarówno w przypadku wejść cyfrowych, jak i wejść analogowych w sterownikach PLC można montować między innymi czujniki zbliżeniowe, które zapewnią lepszą wydajność funkcjonowania urządzeń wykonawczych. Tego typu urządzeń pomiarowych również nie powinno zabraknąć w Twojej firmie! Sprawdź naszą ofertę produktów kompatybilnych z modułowymi komponentami zaprojektowanymi dla automatyki przemysłowej!

Co z wyjściami sterowników programowalnych? W systemie wejścia/wyjścia to moduł wyjść odpowiada za kierowanie pracą. Coraz rzadziej wykorzystuje się wyjścia analogowe, które zamieniane są na te nowocześniejsze, czyli cyfrowe. Do sterowania urządzeniami wykonawczymi w automatyce przemysłowej powszechnie stosuje się wyjścia tranzystorowe.

Programowanie sterownika PLC

Dlaczego w automatyce przemysłowej tak ważne, aby te sterowniki były kompatybilne z innymi urządzeniami takimi jak np. maszyny wielkogabarytowe lub wysokospecjalistyczne? Sterowniki programowalne nie mogą pracować maksymalnie wydajnie bez odpowiedniego dopasowania ich do konkretnego urządzenia technologicznego.

Wyłącznie w sytuacji, gdy mamy do czynienia z odpowiednim dopasowaniem określonego obiektu sterowania, oprogramowanie pozwoli na właściwą pracę sterownika. Bez tego nawet najbardziej wydajne procesory czy najlepszej jakości komputer przemysłowy niewiele dadzą. Nie mówiąc już o wykorzystaniu pełni jego możliwości, w tym na przykład personalizacji, jaką dają programy użytkownika.

Jak zaprogramować sterownik PLC, aby jak najlepiej reagował na powierzone mu zadania?

Po pierwsze potrzebujemy komputera, który umożliwi zaprogramowanie sterownika. Niezbędne będą do tego odpowiednie programy typowe dla każdego producenta oraz specjalistyczna wiedza, jak to środowisko obsłużyć. Nie mniej ważne będzie również to, w jakim sposób uzyskamy połączenie między komputerem a sterownikiem. W tym celu stosuje się porty komunikacyjne (kiedyś typu szeregowego, w obecnych czasach na przykład USB).

Samo programowanie odbywa się to poprzez wprowadzenie do jego pamięci żądanego algorytmu działania, co pozwala na bezproblemowe ułożenie harmonogramu pracy urządzenia. Językiem programowania może być zapis graficzny bądź tekstowy. Do najczęściej wykorzystywanych typów języka programowania stosuje się np. schemat drabinkowy (ang. Ladder Diagram, w skrócie LD) czy Funkcjonalny Schemat Blokowy (Functional Block Diagram, zwany w skrócie: FBD).

O tym, jak działa sterownik PLC, pisaliśmy już wcześniej. Aby jednak skutecznie oraz z korzyścią wdrożyć go firmie, warto pamiętać o tym, by już od pierwszych dni czuwał nad jego funkcjonowaniem doświadczony informatyk.

To właśnie informatycy posiadają najpełniejszy wgląd w zasady funkcjonowania sterowników PLC, a także wiedzą, jak je efektywnie zaprogramować oraz użytkować.

Możliwości, jakie dają sterowniki PLC w firmie

Małe komputery przemysłowe oferują ogromne możliwości użytkowania. Na korzyć sterowników PLC działa również to, że są one kompatybilne z większością maszyn tworzących instalacje przemysłowe. Aby jednak skorzystać z ich pełnych możliwości, konieczna jest prawidłowa konfiguracja sterownika oraz jego poszczególnych elementów.

Aby poprawnie przeprowadzić konfigurację, potrzebne są 3 rzeczy:

• prawidłowe podłączenie sprzętów do sterownika PLC,
• opracowanie odpowiedniego algorytmu, który w procesie transmisji danych pozwoli na niezawodne działanie sterowników PLC,
• wsparcie doświadczonego programisty, który:

1. zaprogramuje urządzenie tak, by tworzyło sprawnie działający system operacyjny,
2. wdroży je do pracy,
3. będzie czuwał nad jego funkcjonowaniem,
4. stworzy checklistę szybkiego reagowania na wypadek swojej nieobecności. Taka lista instrukcji bywa nieoceniona w szczególności wówczas, gdy firma nie może pozwolić sobie na przestoje produkcyjne.

Czy istnieje uniwersalny podział sterowników PLC?

Nie istnieje uniwersalna klasyfikacja sterowników typu PLC. Na rynku dostępnych jest wiele ciekawych, często też innowacyjnych rozwiązań, które ułatwiają osiągnięcie sukcesu. Wybór odpowiedniego rozwiązania dla swojej firmy może jednak nie być prosty. Z jakimi podziałami można mieć do czynienia podczas poszukiwań sterownika PLC? Na co zwrócić uwagę podczas takich zakupów? Dowiedz się, na jakie cechy zwracają uwagę producenci tego typu sterowników!

Można uznać, że we wszystkich stosowanych systemach porządkujących obudowa PLC stanowi kwestię kluczową. Z czego wynika tego typu stan rzeczy? Obudowa sterownika uchodzi za jego najważniejszy element konstrukcyjny.

Co zatem z czymś tak powszechnie stosowanym jak wymiary? Rozmiar sterowników typu PLC? Sterowniki programowalne są dostępne w różnych kształtach i rozmiarach. Rozmiar samego sterownika wydaje się kwestią wtórną tego, jak rozbudowana jest aparatura sterująca oraz (w szerszej perspektywie) całe zaplecze produkcyjne.

Jeśli park maszyn pozwala na rozbudowanie sieci, możemy spokojnie inwestować w systemy sterowania, które wymagają dużych szaf PLC. I analogicznie – im mniejszą przestrzenią produkcyjną dysponujemy, tym bardziej zależeć nam będzie na czymś takim jak kompaktowy sterownik PLC.

Rodzaje sterowników PLC

Na rynku dostępne są 2 główne rodzaje sterowników PLC. Podstawowy podział obejmuje:

• sterownik stały (zwany również kompaktowym),
• sterownik modułowy.

Kompaktowy sterownik PLC

Wersje kompaktowe sterowników PLC mają kilka charakterystycznych cech.

Przede wszystkim kompaktowe sterowniki programowalne posiadają stałą liczbę modułów wejścia i wyjścia oraz zewnętrznych kart wejścia oraz wyjścia. W rezultacie nie ma więc najczęściej możliwości rozbudowy modułów w sterowniku kompaktowym. Chociaż czasem zdarza się, że niektóre sterowniki kompaktowe można rozbudować o dodatkowe części, nie da się tego z reguły czynić w sposób zupełnie dowolny. Dodatkami będą w tym przypadku ściśle określone moduły, które przewiduje producent sterownika.

Inną cechą tej odmiany sterowników PLC są niewielkie zasilacze wewnętrzne. Ile interfejsów komunikacyjnych mają sterowniki PLC w odmianie kompaktowej? Z reguły mówi się o jednym, maksymalnie dwóch tego typu interfejsach.

W przypadku wyboru kompaktowych rozwiązań PLC trzeba się jednak liczyć z tym, że mniej w niej wejść i wyjść niż w przypadku modułowych rozwiązań PLC. Z drugiej strony nie potrzebujemy w ich przypadku stosunkowo dużego budżetu.

Modułowy sterownik PLC

Czym się charakteryzuje modułowy typ sterowników PLC? Stwarza on świetną okazję do rozbudowy poprzez tak zwane moduły i tego właśnie względu nazywany jest powszechnie “modułowym sterownikiem PLC”. To właśnie wiele opcji tworzenia kombinacji modułów odróżnia modułowy sterownik programowalny od tego kompaktowego.

Dzięki możliwości tworzenia różnych kompilacji modułowy sterownik PLC jest szczególnie doceniany przez wymagające procesy, które potrzebują rozwiązań projektowanych pod swoje ściśle określone potrzeby.

O jakich rozszerzeniach mówimy, gdy zajmujemy się modułowymi komponentami zaprojektowanymi pod modułowe sterowniki PLC? Warto tutaj wspomnieć na przykład o takich rozwiązaniach jak moduł szybkich liczników (HSC) czy moduł wejściowy czujników temperatury.

Co więcej, w sterowniku typu modułowego można też dowolnie zwiększyć liczbę komponentów wejścia i wyjścia. Inwestując w to rozwiązanie, możemy mieć pewność, że zawsze będziemy mieć odpowiednią liczbę układów wejściowych do dyspozycji!

Wybierając sterownik modułowy, szybko przekonasz się, że zapewnia on większą pojemność pamięci, lepszy procesor (szczególnie istotny dla modułu komunikacji), a także to, że jest on łatwiejszy w użyciu od kompaktowego. Z czego wynika ta prostota? Każdy element sterownika typu modułowego działa niezależnie od siebie, tak więc:

• po pierwsze: szybciej można posiąść wiedzę z zakresu obsługi poszczególnych jego części,
• po drugie: łatwiej naprawić poszczególne części całości,
• po trzecie: sterownik modułowy można dopasować do indywidualnych potrzeb. W rezultacie zaś dokładnie wiemy, jakiej pracy od niego oczekujemy, a także rozumiemy, że każdy z modułów ma określone, istotne dla nas zadanie do spełnienia.

Czym są kontrolery PAC?

Kontroler PAC, czyli Programowalny Kontroler Aplikacji (ang. Programmable Application Controller), to urządzenie powstałe z połączenia komputerów wykorzystywanych w dziedzinie przemysłu ze programowalnymi sterownikami.

Kontrolery PAC cechują się konstrukcją modułową. Dlaczego jest ona tak ważna dla rozwiązań PAC? Chodzi tutaj między innymi o prostotę włączenia do istniejącego już systemu, a także o duże możliwości personalizacji pod konkretne przedsiębiorstwo. Jakie czynniki bierze się pod uwagę, gdy mowa o dostosowaniu do wymagań stawianych przez firmy? O zapleczu sprzętowym, lokalowym bądź planach na przyszły rozwój.

Gdzie się je stosuje? Są one szczególnie nieocenione w przypadku, gdy mamy do przetworzenia wyjątkową obszerną porcję danych.

Zastosowanie sterowników PLC

Zarówno sterowniki modułowe, jak i kompaktowe są wszędzie dookoła nas. Gdzie konkretnie w takim razie spotyka się sterowniki PLC? Czy one są stosowane wyłącznie w przemyśle?

Modułowe sterowniki różnego typu stanowią podstawowe, a także jedne z najczęściej używanych urządzeń w takich obszarach takich jak szeroko rozumiana automatyka przemysłowa. Linie produkcyjne we wszelkich zakładach przemysłowych, w tym w przemyśle spożywczym i chemicznym. Przemysł transportowy (sygnalizatory świetlne) oraz rolnictwo (silniki) to tylko kilka spośród wielu zastosowań sterowników PLC!

Programowalne sterowniki PLC spotykamy szczególnie często w produkcji przemysłowej, jednak są one również o wiele bliżej “zwykłego człowieka” niż na pierwszy rzut oka może się wydawać. Gdzie na co dzień można spotkać sterowniki PLC?

• na stacjach kolejowych i autobusowych (do sterowania sygnalizatorami świetlnymi, silniki),
• szpitale (windy),
• hotele (wentylatory),
• galerie handlowe (ruchome schody),
• parki rozrywki (oświetlenie).

Obecnie coraz częściej mówi się, iż programowalny sterownik logiczny to  dynamicznie rozwijające się pomysł także w kontekście nowych technologii i inteligentnych rozwiązań dla domów, a także we wszelkich średnich układach sterowania.

Sterowniki PLC od Aserto

Sterownik PLC to kompleksowe urządzenie stosowane w wielu dziedzinach przemysłu oraz w życiu codzienny. Szczególnie lubiane są w kontekście rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej. Sterowniki PLC uznać należy za uniwersalne rozwiązanie mikroprocesorowe sprawujące kontrolę nad urządzeniami wykonawczymi, a pośrednio również całymi systemami produkcyjnymi.

Programowalne sterowniki są tak popularne między innymi ze względu na to, iż są bardzo wydajne. Pozwalają one na zarządzanie procesem odbierania oraz wysyłania sygnałów pochodzących ze zintegrowanych układów, w tym nawet tych wieloelementowych. Dzięki dużym możliwościom przerobowym modułowa odmiana sterownika PLC pozwala na przetwarzanie ogromnych ilości danych.

Powszechnie stosuje się podział na sterowniki kompaktowe i właśnie modułowe. Wybór odpowiedniego dla naszej firmy rozwiązania zależy od kilku czynników. Do najważniejszych należy zaliczyć takie kwestie jak między innymi możliwości lokalowe, konieczna moc transmisyjna czy planowany rozwój systemu.

Jeśli nie masz pewności, w który z modeli sterowników programowalnych powinieneś zainwestować, skontaktuj się z obsługą naszego sklepu!

Gdzie kupić sterowniki PLC wysokiej jakości?

Gdy już wiesz, czym są sterowniki typu PLC, a także rozumiesz, czym się one charakteryzują, dobrze jeszcze zastanowić się nad tym, gdzie zakupić rozwiązania idealne dla swojej firmy.

Aby nie chybić podczas dokonywania wyboru, postaw na pełen profesjonalizm obsługi oraz szeroki wybór produktów od sprawdzonych producentów. Jeśli zależy Ci również na szybkiej dostawie, która pozwoli skrócić czas konieczny na uruchomienie instalacji, sprawdź nasz katalog produktowy! W ofercie naszego sklepu internetowego Aserto posiadamy rozwiązania wielu renomowanych marek.

Jako liderzy w dziedzinie rozwiązań dla przemysłu, posiadamy bardzo konkurencyjne ceny, które idą w parze z szeroko rozumianą najwyższą jakością.

Jeśli szukasz konkretnego sterownika PLC, którego nie mamy jeszcze na stałe w naszym sklepie, sprowadzimy go specjalnie dla Ciebie! Wyślij do nas swoje zapytanie ofertowe, a nasi specjaliści, skontaktują się z Tobą po potwierdzeniu dostępności!

A może jeszcze się wahasz i potrzebujesz rzetelnej porady? Posiadamy kadrę profesjonalnych doradców, którzy omówią z Tobą różne wady i zalety danego rozwiązania oraz na podstawie otrzymanych od Ciebie informacji dobiorą rozwiązania skrojone wprost pod Twój biznes!

Najczęściej zadawane pytania

Czym są sterowniki PLC?

Sterownik taki to urządzenie mikroprocesorowe, które służy do kierowania urządzeniami podległymi, które mogą być połączone w sieci produkcyjne. Obrazowo mówiąc, tego typu sterownik zarządza procesami technologicznymi poprzez połączenie w procesie komunikacji elementów sieci lokalnej.

Z jakich elementów składa się sterownik typu PLC?

Jednostki centralnej (PCU), 2 typów wejść (analogowych i cyfrowych) oraz 2 typów wyjść (wyjść cyfrowych oraz analogowych), różnych odmian pamięci oraz modułów funkcyjnych (np. modułu komunikacji i modułu zasilania).

Jakie funkcje automatyczne mogą pełnić sterowniki PLC?

Odbiór poleceń w sposób bezpośredni od operatora, analiza różnego rodzaju komend, magazynowanie informacji na temat danego urządzenia, wytwarzanie sygnałów, a także ich przetwarzanie poprzez interfejs wyjściowy.

Czym jest schemat drabinkowy w kontekście funkcjonowania sterownika typu PLC?

Jest to jeden z typów programowania logicznego, który wykorzystuje się do programowania sterowników programowalnych. Poza schematem drabinkowym często stosuje się Funkcjonalny Schemat Blokowy (FBD) Sekwencyjny Schemat Funkcjonalny (SFC), a także ST, czyli Tekst Strukturalny.

Jakie mamy typy sterowników programowalnych?

Najczęściej stosowany jest podział na sterownik modułowy oraz sterownik stały (tzw. kompaktowy).

Czym się charakteryzują sterowniki kompaktowe?

Sterowniki kompaktowe mają niezmienną liczbę modułów wejść i wyjść, a także zewnętrznych kart wejść i wyjść, przez co zwykle nie ma możliwości ich rozbudowy. Jeśli producent przewidzi taką możliwość, można to zrobić wyłącznie o moduły ściśle określone przez producenta. Sterowniki stałe mają niewielkie zasilacze wewnętrzne o maksymalnie dwóch interfejsach, są mniejsze od rozwiązań modułowych, a także tańsze. Stosuje się je w przypadku mniej skomplikowanych systemów.

Jakie cechy są charakterystyczne dla sterownika modułowego?

Może być on rozbudowywany o tzw. moduły, które pozwalają na tworzenie różnych kombinacji. W przeciwieństwie do sterowników stałych tutaj można dowolnie modyfikować liczbę modułów wejścia oraz wyjścia. Ponadto sterownik typu modułowego charakteryzuje się większą pojemnością pamięci, łatwością użytkowania, jak również lepszym procesorem. Sterowniki modułowe wykorzystywane są do bardziej skomplikowanych zadań.

Czym są kontrolery PAC?

PAC, czyli (ang. Programmable Application Controller) Programowalny Kontroler Aplikacji jest urządzeniem, które powszechnie traktuje się jako połączenie programowalnych sterowników oraz komputerów przemysłowych. Kontroler PAC ma konstrukcję typu modułowego, dzięki czemu łatwo go wprowadzić do już istniejącego środowiska, a także dopasować do indywidualnych wymagań. Programowalne Kontrolery Aplikacji są dobrym wyborem, gdy potrzebujemy rozwiązań, które poradzą sobie z bardzo dużymi porcjami danych do przetworzenia.

Jakie zastosowania mają sterowniki typu PLC?

Najczęściej wykorzystywane są w szeroko pojmowanej dziedzinie przemysłu (np. produkcyjnego, rolniczego, chemicznego), ale można je znaleźć również w przypadku urządzeń znacznie bliżej “zwykłego człowieka”. Gdzie dokładnie? W systemach sterowania oświetleniem, w windach, jako element schodów ruchomych czy wentylatory.