Ugradnja i spajanje programibilnih logičkih kontrolera (PLC) u automatske ormare i panele

Programabilni logički kontroler (PLC) posebna je vrsta računala koja se koristi za automatizaciju tehnoloških procesa i objekata.

Pojam PLC (engleska kratica — (PLC) programabilni logički kontroler) uveo je Odo Joseph Struger, inženjer u Allen-Bradley USA 1971. On je također odigrao ključnu ulogu u objedinjavanju PLC programskih jezika.

Kod primjene algoritma na upravljački sustav obično su potrebne logičke operacije i posebna organizacija komunikacije sa senzorima, aktuatorima i sučeljem čovjek-stroj.

Važna značajka PLC-a je njegov rad u stvarnom vremenu. To je osigurano korištenjem posebnih mikroprocesora koji jamče odgovor sustava na zahtjev u određenom vremenskom intervalu.

PLC-ovi obično rade u nepovoljnim vanjskim uvjetima — temperatura, vlaga, prašina, elektromagnetsko zračenje, radijacija. Stoga se obična kućna računala nisu koristila kao kontrole.

U Rusiji od 2007.na snazi ​​je poseban programabilni kontroler GOST R IEC 61131-1-2016.

PLC-ovi se temelje na mikrokontroleri — specijalizirani mikroprocesori s arhitekturom s jednim čipom. Mikrokontroleri mogu raditi bez čipseta i matične ploče, bez operativnog sustava. Ali ovaj način se uglavnom koristi u jednostavnim lokalnim sustavima automatizacije. U složenim sustavima koriste se dovoljno snažni procesori pod kontrolom posebnih operacijskih sustava.

Za više informacija o namjeni, uređajima i vrstama PLC-a pogledajte ovdje: Što su programabilni logički kontroleri

Raznolikost PLC-ova je vrlo velika. Nema niti jedne tvrtke u području automatizacije i elektronike koja ne proizvodi vlastite PLC-ove. Ipak, sve PLC-ove spaja zajednička arhitektura i standardizacija sučelja za povezivanje vanjskih uređaja.

Najveći svjetski proizvođači PLC-ova danas su Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato. PLC-ove proizvode mnogi drugi proizvođači, uključujući ruske tvrtke Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon i druge.

OWEN programabilni logički kontroleri

Siemens programabilni kontroleri iz serije SIMATIC S7

Primjer izgleda PLC-a u standardnom monobloku prikazan je na slici. To su PLC tvrtke OWEN (Rusija) i PLC tvrtke 9 Siemens (Njemačka). Priključci za napajanje, senzore i aktuatore nalaze se s obje strane kutije.

Programabilni logički kontroler PLC 63 tvrtke OWEN (Rusija) i PLC tvrtke Siemens (Njemačka)

Postoje sljedeće vrste ulaza-izlaza: diskretni, analogni, univerzalni, namjenski i sučelje.

Obično se diskretni ulazi koriste za spajanje senzora koji mogu biti u dva stanja: "aktivno - pasivno" ili "uključeno - isključeno". Pomoću diskretnih ulaza možete spojiti gumbe, prekidače, granične prekidače, termostate i drugu opremu.

Diskretni ulazi regulatora TAns obično su proračunati da prihvate standardne signale s razinom od +24 V DC. Tipična vrijednost struje za jedan digitalni ulaz (pri +24 V ulaznom naponu) je oko 10 mA.

PLC diskretni izlazi koriste se za generiranje izlaznih signala s električnim parametrima kao diskretnim ulazom. Općenito se koriste za kontrolu uključivanja i isključivanja pogona.

Prema GOST IEC 61131-2-2012 (datum uvođenja 2014-07-01), analogni ulaz je uređaj koji pretvara kontinuirani signal u diskretni binarni broj za rad u programabilnom upravljačkom sustavu.

Za analogne ulaze, najčešći standardni rasponi istosmjernog napona su –10… + 10 V i 0… + 10 V. Za strujne ulaze, rasponi su 0–20 mA i 4–20 mA.

Analogni ulazi omogućuju spajanje analognih senzora na PLC.

U skladu s GOST 61131-2-2012 (datum uvođenja 2014-07-01), analogni izlaz je uređaj koji pretvara binarni broj u analogni signal.

PLC-ovi mogu biti opremljeni specijaliziranim I/O koji omogućuju mjerenje trajanja, fiksiranje rubova, brojanje impulsa i kontrolu motora.

Broj ovih ili ovih ulaza-izlaza je glavni faktor koji određuje mogućnosti PLC-a, kada se na njemu temelji sustav automatizacije.

PLC izlazi i spajanje vanjskih uređaja

Po izvedbi i načinu montaže postoje četiri izvedbe PLC kućišta:

• kućište za montažu na DIN šinu;
• kućište za zidnu montažu;
• ploča verzija;
• dizajn otvorenog okvira za ugrađene modularne sustave.

Kućište za montažu na DIN tračnicu dizajnirano je za montažu PLC-a na ploču upravljačkog ormara i ima posebnu opružnu bravu za pričvršćivanje na standardnu ​​DIN tračnicu.

Kućište za zidnu montažu obično se proizvodi u skladu sa standardima zaštite od prašine i vlage i ima ugrađene zapečaćene brtve za spajanje vanjskih električnih žica, energetskih i signalnih.

Panel verzija PLC-a koristi se kada se PLC ugrađuje u ulazna vrata ormara automatike. Panel PLC-ovi obično imaju zaslon osjetljiv na dodir koji prikazuje mnemonički dijagram automatizirane procesne linije ili lokalnog sustava automatizacije i koji se koristi za unos kontrolnih parametara od strane operatera.

Open-frame PLC koristi se za stvaranje ugrađenih (ugrađenih) sustava automatizacije. U ovom slučaju PLC je tiskana pločica sa skupom konektora za spajanje vanjskih uređaja i pričvrsnih elemenata za spajanje na druge ploče.

Konektori mogu biti napravljeni sa žicama spojenim na PLC ispod vijčane stezaljke ili odvojivi. Potonji imaju jasnu prednost u održavanju, na primjer kod zamjene PLC-a. U ovom slučaju nemoguće je zbuniti vezu žica. Međutim, korištenje dvostrukih konektora poskupljuje PLC, zbog čega proizvođači češće koriste vijčane spojeve žica u PLC-ovima nego rastavljive.

Monoblok PLC obično imaju ugrađene ili udaljene zaslone instalirane na prednjim pločama upravljačkih ormara. Mogu biti grafički, sintetizirajući ili osjetilni.

Donja slika prikazuje PLC s ugrađenim LCD zaslonom i tipkovnicom koja se koristi za lokalno podešavanje parametara upravljačkog algoritma.

Kontakti PLC konektora omogućuju korisniku PLC-a mogućnost povezivanja različitih tipova senzora: analognih, diskretnih, kao i aktuatora i I/O uređaja.

Osim toga, PLC-ovi imaju skup standardnih sučelja za alate za implementaciju distribuiranih sustava automatizacije koji koriste različite vrste komunikacijskih kanala: žicu, radio, Internet.

Programabilni logički kontroleri osnova su za proizvodnju automatizacijskih ormara (ili panela) raznih namjena.

Ugradnja elemenata automatizacije na ploču ormara provodi se prema projektu električnog kruga, koji se razvija prema specifikacijama zasebno za svaki sustav.

Tehnologija ugradnje ormara za automatizaciju omogućuje odvojeno usmjeravanje energetskih i signalnih žica u razvodne kutije (na primjer, energetske žice — u desnim kutijama i signalne žice — u lijevim kutijama, u odnosu na montažnu ploču), obvezno označavanje žica, prema prema projektu, te presovanje krajeva na žicama posebnim stezaljkama.

Ormari za automatizaciju mogu imati ugrađene klima-uređaje ili grijače za unutarnju kontrolu temperature.

Ormar za automatizaciju temeljen na PLC-u

Gotovo svi moderni PLC-ovi imaju ugrađeno sklopno napajanje koje osigurava napajanje iz vanjskog izvora u rasponu izmjeničnog napona od 110 do 265 volti (AD-DC pretvarač napona) ili iz istosmjernog napajanja (DC-DC pretvarač napona).

Uklopni izvori napajanja imaju ugrađen niz automatskih zaštita: od kratkog spoja, pregrijavanja i preopterećenja.

Tipični priključak napajanja PLC-a zahtijeva prethodno filtar za suzbijanje prenapona. Odabir impulsnih izvora napajanja vrši se prema vrijednosti potrebne potrošnje energije i potrebnim izlaznim vrijednostima nazivnih snaga.

Ako je glavni izvor ulaznog napona isključen zbog nesreće ili kvara, tada se rad ili pravilno isključivanje uređaja ili sustava može osigurati neprekinutim napajanjem.

Stupanj zaštite PLC-a šifriran je oznakom IP (Ingress Protection Rating). IP se doslovno prevodi kao stupanj zaštite od prodora. Trenutno je ovo najčešći sustav označavanja za zaštitu opreme od utjecaja vanjskog okruženja. Koristi se za označavanje zaštite od prodiranja raznih fizičkih čestica u opremu geometrijskim dimenzijama, uključujući prašinu i vodu.

IP stupanj zaštite — dekodiranje, primjeri opreme

PLC kućišta, kao i ormarići ili paneli u koje su instalirani, mogu imati određeni stupanj zaštite.

Instalacija i spajanje specifičnih programibilnih logičkih kontrolera (PLC) u automatske ormare i panele mora se izvršiti u skladu s uputama proizvođača.

Slike automatiziranih ploča s programabilnim logičkim kontrolerima: