Què és un controlador lògic programable

Controlador (de l'anglès Control) — control. El controlador en sistemes automatitzats és una eina tècnica que realitza les funcions de control de processos físics d'acord amb l'algorisme definit, utilitzant informació rebuda dels sensors i mostrada en dispositius finals. Qualsevol dispositiu que pugui funcionar automàticament inclou un controlador de control, un mòdul que defineix la lògica de funcionament del dispositiu.

Controladors lògics programables (PLC) — Mitjans tècnics utilitzats per automatitzar processos tecnològics. És un dispositiu electrònic especialitzat que funciona en temps real.

Un PLC es pot programar digitalment i, per tant, adaptar-se molt fàcilment als requisits d'un procés concret. Amb les demandes creixents de màquines i processos de producció moderns, les solucions d'automatització PLC s'han convertit en una part integral de la producció industrial diària.

El principal mode de funcionament d'un PLC és el seu ús autònom a llarg termini, sovint en condicions ambientals adverses, sense grans manteniments i sense intervenció humana.Els PLC s'utilitzen normalment per controlar processos seqüencials, utilitzant entrades i sortides per determinar l'estat d'un objecte i emetre accions de control.

Els controladors lògics programables són ideals per al control individual de diverses aplicacions, màquines, sistemes i processos o per a la gestió digital de l'energia.

Un controlador lògic programable és un dispositiu de microprocessador dissenyat per recollir, convertir, processar, emmagatzemar informació i generar ordres de control, amb un nombre finit d'entrades i sortides, sensors, interruptors, actuadors connectats a ells a l'objecte de control i dissenyat per funcionar en modes en temps real.

Un PLC típic consta de les parts següents:

• Per exemple, botons, barreres de llum o sensors de temperatura es connecten a la unitat de control mitjançant les entrades. Gràcies a aquests components, el sistema PLC pot controlar l'estat actual de la màquina.
• Les sortides estan connectades a un dispositiu com ara motors elèctrics, vàlvules hidràuliques que el PLC utilitza per controlar una màquina determinada.
• Programa d'usuari: programari PLC, proporciona commutació de sortides en funció de l'activació de les entrades.
• La interfície de comunicació s'utilitza per connectar el PLC a altres sistemes.
• Un PLC també inclou la seva pròpia font d'alimentació, CPU i bus intern.

Els sistemes de control de contacte de relé utilitzats actualment es caracteritzen per una baixa fiabilitat, presència de contactes oberts, etc. L'ús de controladors lògics programables (PLC) per a l'automatització de sistemes de control locals és el més efectiu.

Amb el temps, els PLC continuen evolucionant i adaptant-se a necessitats específiques de l'entorn industrial.Les funcions PLC tenen una sèrie d'avantatges: per la seva flexibilitat, es poden utilitzar en una gran varietat d'indústries. La configuració es pot canviar en qualsevol moment sense interferir amb el funcionament de l'equip.

Només els dispositius programables individualment per al control, el seguiment i la regulació del rendiment de les màquines de producció poden satisfer els alts requisits de la indústria moderna.

Normalment, un PLC es pot instal·lar directament a la màquina de producció. Això estalvia l'espai necessari. A més de poder controlar de manera remota un PLC, un dels seus majors avantatges és la seva capacitat de comunicació.

Els PLC es programen d'acord amb l'estàndard IEC-61131-3. Els PLC es programen amb l'ajuda de complexos especialitzats, un dels més populars és CoDeSys. Inclou els següents llenguatges: gràfic (diagrama de barres, diagrama de blocs de funcions, diagrama de funcions seqüencials, diagrama de funcions contínues), text (llista d'instruccions, text estructurat).

El primer controlador lògic programable del món va aparèixer a mitjans del segle XX. El Modicon 084 era un armari amb un conjunt de relés i contactes interconnectats, la seva memòria era de només 4 kilobytes. El terme PLC va ser encunyat per Allen-Bradley el 1971. Juntament amb Richard Morley, és el «pare del PLC».

El primer d'aquests sistemes s'atribueix a dos tècnics, Richard E. Morley i Odo J. Strugger. Mentre que Morley va presentar el seu sistema Modicon 084 com a "ordinador semiconductors semiconductors" el 1969, Odo J. Struger va ajudar a desenvolupar PLC per a Allen-Bradley, amb seu a Wisconsin. Tots dos enginyers es consideren els creadors del primer controlador lògic programable (PLC).Amb el temps, les exigències dels entorns de producció d'arreu del món han crescut. Així, el PLC va evolucionar i es va posar en servei en moltes versions.

— Enginyer elèctric Yakov Kuznetsov

L'estructura del controlador lògic programable:

Algorisme de treball del PLC:

El principal mode de funcionament d'un PLC és el seu ús autònom a llarg termini, sovint en condicions ambientals adverses, sense grans manteniments i pràcticament sense intervenció humana.

Els PLC tenen una sèrie de característiques que els distingeixen d'altres dispositius electrònics utilitzats en enginyeria mecànica:

• A diferència d'un microcontrolador (ordinador d'un sol xip) —un microcircuit dissenyat per controlar dispositius electrònics—, els PLC s'utilitzen normalment en processos de producció industrial automatitzats en el context d'una planta de fabricació;

• a diferència dels ordinadors, els PLC se centren a treballar amb unitats de màquines mitjançant l'entrada sofisticada de senyals sensorials i la sortida de senyals als actuadors, centrats en la presa de decisions i el control de l'operador;

• A diferència dels sistemes encastats, els PLC es fabriquen com a productes independents, separats dels equips que controlen.

• la presència d'un nombre ampliat d'operacions lògiques i la possibilitat de configurar temporitzadors i comptadors.

• Tots els llenguatges de programació PLC tenen fàcil accés a la manipulació de bits en paraules màquina, a diferència de la majoria dels llenguatges de programació d'alt nivell dels ordinadors moderns.

Hi ha PLC amb diferents nivells de complexitat, en funció de la complexitat de les tasques d'automatització a resoldre.

Les operacions bàsiques d'un PLC corresponen al control combinat de circuits lògics d'unitats específiques: mecàniques, elèctriques, hidràuliques, pneumàtiques i electròniques.

En el procés de control, els controladors generen senyals de sortida (encès — apagat) per controlar actuadors (motors elèctrics, vàlvules, solenoides i vàlvules) en funció dels resultats del processament dels senyals rebuts de sensors o dispositius de nivell superior.

Els controladors programables moderns també realitzen altres operacions, com ara combinar les funcions d'un comptador i un temporitzador d'interval, i gestionar els retards del senyal.

Els controladors lògics programables de nivell mitjà i alt solen tenir integrats maquinari i programari de control de moviment, especialment mòduls de comptador d'alta velocitat, mòduls de posicionament, etc., que permeten una implementació relativament fàcil de funcions de control de moviment i proporcionen un posicionament d'alta precisió.

Estructuralment, els PLC estan adaptats per funcionar en condicions industrials típiques, tenint en compte les atmosferes contaminades, els nivells de senyal, la resistència tèrmica i a la humitat, la falta de fiabilitat de les fonts d'alimentació, així com els xocs i vibracions mecàniques. Amb aquesta finalitat, la peça de maquinari està tancada en una carcassa robusta que minimitza l'impacte negatiu d'una sèrie de factors de producció.

La principal diferència entre els circuits de control de PLC i de relé són els algorismes que s'implementen mitjançant programes. Un únic controlador pot implementar circuits equivalents a milers d'elements lògics durs. A més, la fiabilitat del circuit no depèn de la seva complexitat.

Els controladors lògics programables funcionen tradicionalment a la part inferior dels sistemes de control de plantes automatitzats (ACS), sistemes directament relacionats amb les tecnologies de fabricació.

Els PLC solen ser el primer pas en els sistemes de control d'edificis. Això és degut a que la necessitat d'automatitzar una màquina o planta sempre és la més evident. Dóna un ràpid efecte econòmic, millora la qualitat de la producció, evita treballs físics exigents i rutinaris. Els PLC per definició es construeixen per a aquesta feina.

El principal avantatge del PLC és que un petit mecanisme pot substituir un gran nombre de relés electromecànics, així com un temps d'escaneig ràpid, sistemes d'E/S compactes, eines de programació estandarditzades i interfícies especials que permeten connectar directament a dispositius d'automatització no estàndard. el controlador o combinant diferents equips en un únic sistema de control.

Com triar el PLC adequat

L'elecció d'un controlador programable és una tasca important i difícil a l'hora de crear sistemes de control automàtic de paràmetres tecnològics en qualsevol empresa industrial.

A l'hora de triar-lo, cal tenir en compte i avaluar un gran nombre de factors. En combinar els requisits tecnològics d'un objecte específic per al control automàtic amb una anàlisi comparativa dels controladors lògics programables moderns, podeu prendre la decisió correcta.

Classificació PLC:

Quan compreu un PLC, el primer pas és considerar acuradament quin tipus és adequat per al propòsit.

Els PLC clàssics són mòduls que normalment es poden programar mitjançant un ordinador. Després d'això, l'ordinador ja no és necessari per fer funcionar el propi PLC.En principi, cal distingir entre PLC modulars, compactes i ranurats.

Els PLC compactes són generalment més barats i ocupen menys espai. Després d'això, s'utilitza principalment per a petits processos d'automatització.

A més de les aplicacions basades en la plataforma de PC, també hi ha PLC compactes que es poden programar des d'un panell de control sense PC.

Els PLC modulars ofereixen la possibilitat de muntar de manera flexible la unitat de control a partir de mòduls individuals de manera que es puguin programar tasques automatitzades més complexes.

Hi ha mòduls que es poden implementar al sistema com a targetes endollables en una ranura lliure de la placa base.

També cal distingir entre els PLC en la manera de fer la seva feina. A més dels models que controlen les entrades en un cicle predeterminat i els PLC que processen les sortides en diverses etapes, també estan disponibles models de PLC basats en esdeveniments.

Abans de comprar un PLC, cal prestar especial atenció al nombre d'entrades i sortides i, a més, cal tenir en compte altres paràmetres que no es van tenir en compte durant la planificació inicial. Considereu també si necessiteu un PLC amb pantalla i panell tàctil integrats. En alguns casos, la lectura dels valors i la gestió del sistema a través de la infraestructura informàtica existent pot ser suficient.

Què és l'HMI

HMI (Human Machine Interface): una interfície de comunicació home-màquina. Aquestes interfícies intuïtives i fàcils d'utilitzar s'utilitzen per permetre als usuaris operar i operar màquines sense un coneixement profund de la programació de PLC. Un tipus de dispositius HMI són els sistemes SCADA: Adquisició de dades i sistemes de control operacional (sistemes SCADA)