Любой, кто имеет дело с промышленным оборудованием, рано или поздно сталкивается с таким типом устройств, как программируемые логические контроллеры (ПЛК). Контроллер управляет различными технологическими процессами и функционирует на основе команд оператора, заложенной программы и данных, получаемых с периферийных устройств.
Несмотря на то, что ПЛК выпускаются различными производителями, все они имеют схожую структуру и принципы построения. Промышленный логический контроллер состоит из двух основных частей — программной и аппаратной.
Программная часть — это алгоритм, по которому работает контроллер. Управляющая программа пишется с использованием специальной среды программирования под конкретную модель контроллера и конкретную задачу.
Аппаратная часть — это, прежде всего, центральный процессор (CPU), выполняющий заложенную в него программу. К процессору подключаются входные и выходные периферийные модули (дискретные и аналоговые модули расширения). Входные модули принимают сигналы с различных устройств — кнопок, аналоговых или дискретных датчиков, других контроллеров и т. д. Эти сигналы преобразуются и по общей цифровой шине передаются на обработку в центральный процессор. Затем ЦП адресует сигналы на выходные модули, к которым могут быть подключены исполнительные устройства — реле, светосигнальные индикаторы, входы частотных преобразователей и т. д.
Как правило, к логическому контроллеру также подключается человеко-машинный интерфейс (HMI – Human Machine Interface), который представляет собой сенсорный ЖК-экран. На экране может отображаться меню настроек, выводиться текстовые и графические сообщения о ходе выполнения технологического процесса.
Простейшие контроллеры не позволяют менять алгоритм работы программы. Главное преимущество такого оборудования – минимизация вероятности человеческой ошибки. Однако, в сложных производственных линиях, в состав которых входит несколько приводов и устройств получения информации, без вмешательства оператора в ход программы не обойтись.
В современных системах давно используется ограниченное количество аппаратных органов управления и индикации. В основном включение/выключение различных режимов и настройка устройства производятся через HMI. Однако некоторые важные функции — запуск системы, остановка приводов (штатная и аварийная), увеличение/уменьшение скорости – реализуются аппаратно. На это есть три основные причины:
Важное преимущество систем управления на основе программируемых логических контроллеров – возможность реализовать расширенную систему оперативных сообщений и диагностики, позволяющую отслеживать различные рабочие режимы, сообщать об ошибках и авариях.
Отдельным видов контроллеров являются контроллеры безопасности, или реле безопасности (Safety Relay), которые в последние годы стали обязательным элементом производственных линий.
Контроллер безопасности управляет подачей питания на приводы, а также на основной контроллер. Для начала проверяется состояние всех защитных устройств – кнопок «Аварийный останов» (Emergency Stop»), различных барьеров, ограждений и кожухов. Если всё в порядке, оператор должен нажать кнопку «Сброс», и только после этого становится возможной работа линии. Как только происходит событие, подвергающее опасности персонал или оборудование, контроллер блокирует приводы. После того, как проблема устранена, оператор нажимает «Сброс», и линия вновь готова к работе.
В промышленном оборудовании важную роль играют надежность и стабильность работы. На рынке есть несколько производителей, которые по праву завоевали репутацию лучших. К таким производителям можно отнести:
Кроме этих гигантов стремительно развиваются китайские бренды, среди которых наиболее известны Delta и Fotek. Из российских производителей можно отметить Овен. Однако в серьезных системах продукция этой компании применяется нечасто ввиду сравнительно низкой надежности и и ограниченного функционала.
При выборе конфигурации контроллера необходимо прежде всего четко уяснить суть технологического процесса. По итогам анализа составляется алгоритм работы, необходимый для выполнения всех нужных операций. Далее формируется список дискретных датчиков и органов управления (кнопок, переключателей), которые понадобятся для получения информации контроллером. На основании этого определяется количество дискретных входов ПЛК. Если необходимо, дополнительно приобретаются модули расширения.
Далее нужно определить количество выходов контроллера. Выходы управляют питанием различных приводов (катушек пускателей и реле), пневматическими и гидравлическими клапанами, запуском преобразователей частоты.
Важная часть контроллера – аналоговые модули, необходимые для обработки сигналов аналоговых датчиков и потенциометров. Выходные аналоговые сигналы также могут использоваться для управления скоростью двигателей (через преобразователь частоты) и различными приводами, например электропневматическими преобразователями.
Отметим, что важно иметь доступ к управляющей программе ПЛК для диагностики и изменения рабочего алгоритма. Однако большинство производителей закрывают этот доступ, используя пароли и другие методы защиты. Это необходимо учитывать при покупке оборудования и обсуждать с производителем данный момент. Как вариант, при использовании модуля доступа в Интернет возможно подключение к контроллеру и коррекция программы из любой точки мира.
Другие полезные материалы:
Общие сведения об устройствах плавного пуска
Подключение двигателей к различным видам ПЧ
Мотор-редуктор для буровой установки
Санкт-Петербург
Ростов-на-Дону
Екатеринбург
Новосибирск
