Lue mikä tahansa raportti tehtaan toiminnan ja valmistuksen tulevaisuudesta, ja yksimielisyys on vain yksi: automaatio häiritsee käytännössä kaikkia alueita ja prosesseja, mukaan lukien laiteviestintä, huolto ja korjaus sekä tuotanto.
Toistaiseksi ainoa tuotantoalue, johon automaation haltuunotto ei vaikuta, ovat ohjelmoitavat logiikkaohjaimet eli PLC:t. on syy, miksi PLC:iden globaalit markkinat ovat 16 miljardia dollaria vuodessa ja kasvavat 9,2 % vuodessa. Niiden vankka muotoilu, alhaiset kustannukset ja yksinkertaisuus monimutkaisessa integraatiossa ovat tehneet niistä olennaisen osan valmistusta.
Ilman PLC:itä monet organisaatiot eivät pystyisi tukemaan uusien ohjaustekniikoiden käyttöönottoa. Toistaiseksi PLC:t ovat olennainen osa Industry 4:n lupaamaa digitaalista muutosta.0.
Mihin PLC on suunniteltu?
PLC on lyhenne sanoista "Programmable Logic Controller" ja se on sekä yksiköiden yhdistelmä että teoreettinen malli tulo- ja lähtömoduulien ohjaamiseen. PLC:n on sisällettävä neljä peruskomponenttia ollakseen täydellinen järjestelmä:
- CPU-moduuli:Tämä on keskusprosessori ja muisti, jota tarvitaan tietojen tallentamiseen ja tehtävien suorittamiseen. Kaikki tietojen laskelmat ja käsittely tapahtuu vastaanottamalla syötteitä ja generoimalla lähtöjä.
- Virtalähde:Kaikki PLC:n moduulit riippuvat virtalähteestä. PLC:t on suunniteltu vastaanottamaan vaihtovirtaa ja muuttamaan sen tasavirtalähteeksi.
- Ohjelmointilaitteet:PLC:t vaativat ohjelmointiohjelmiston, joka tuo ohjauslogiikan järjestelmään. Käyttäjä voi sitten luoda, siirtää ja tehdä muutoksia tilapäisesti PLC-ohjelmistossa.
- Tulo/lähtömoduulit:Nämä yksiköt ovat tärkeä osa PLC-järjestelmää. Tulo- ja lähtömoduulit keräävät tietoja antureista ja toimilaitteista, syöttävät ne PLC-järjestelmään ja luovat sitten luettavaa tietoa. Nämä moduulit voivat olla digitaalisia tai analogisia.
Se, että yksikkö tai järjestelmä on ohjelmoitava, on suuri parannus aiempaan tehtävänhallinnan käsittelyyn. Tämä on myös PLC:iden kilpailuedun lähde: teknikkojen ei tarvitse vaihtaa johtoja vaihtaessaan tehtäviä tai sovelluksia. Sen sijaan he voivat yksinkertaisesti ohjelmoida laitteen uudelleen.
PLC koostuu prosessorista, joka suorittaa ohjaustoimintoja tulo- ja lähtömoduulien toimittamien tietojen perusteella. PLC-järjestelmää hallitseva ohjauslogiikka kehitetään ensin ja siirretään sitten PLC-järjestelmään.
Helpoin tapa visualisoida PLC on kuvitella tietokone, jossa on mikroprosessori, mutta ilman näppäimistöä, hiirtä tai näyttöä. Sen laaja valikoima teollisia käyttötarkoituksia tarkoittaa usein, että tämä fyysisesti kestävä järjestelmä kestää erittäin ankaria ympäristöjä.
PLC:n toiminnallisia ominaisuuksia voivat olla ajastimet ja laskurit, mittauslaitteet ja anturit parametreille, kuten tärinä, paine, lämpötila ja virtaus. Vaikka joillakin toimialoilla on ainutlaatuisia tehtäviä ja sovelluksia, PLC:t suorittavat yleensä seuraavat toiminnot:
- Releen kytkentä
- Analogisten arvojen laskenta, laskenta ja vertailu
- Ohjauslogiikan muuttaminen mahdollisimman lyhyessä ajassa
- Nopea reagointi prosessiparametrien muutoksiin (vaste voidaan ohjelmoida)
- Seuranta ja ohjaus ajan mittaan yleisen ohjausjärjestelmän luotettavuuden lisäämiseksi (edellyttää manuaalista toimenpiteitä)
- Yhä yksinkertaisempi ja tehokkaampi vianetsintä ajan myötä
- Saumaton integrointi HMI (Human Machine Interface) -tietokoneisiin
Oikein rakennettuina yritykset voivat hyödyntää PLC:itä ja käyttää niitä monenlaisissa sovelluksissa useilla toimialoilla. Et ehkä ymmärrä, että olemme tulleet luottamaan PLC:ihin, jotta kaikkein arkipäiväisimpien, arkipäiväisimpien teknologioiden toiminta toimii kunnolla. Leipomot, pesukoneet, hissit ja jopa liikennevalot ovat niitä monia siviilisovelluksia, jotka vaativat PLC-ohjausta ja tiedonkeruuta tehtävien säätelyyn.
Miksi valmistusyritykset käyttävät PLC:itä?
Vuonna 2019 (ja sen jälkeen) PLC:t jatkavat loistamista niiden luontaisen yksinkertaisuuden ja joustavuuden ansiosta. Ne ovat riittävän tehokkaita sopeutumaan monenlaisiin ympäristöihin ja tehtäviin, mutta silti riittävän yksinkertaisia, jotta jopa teknikot, joilla ei ole ohjelmointi- tai komentosarjatietoa, voivat hallita ne nopeasti.
Tietyt PLC:iden erityisominaisuudet tekevät niistä ensimmäisen valinnan teollisuudelle, joka luottaa näihin järjestelmiin. Öljy ja kaasu, vesilaitokset, elintarvikkeiden ja juomien valmistus sekä julkisten töiden käyttö ovat vain muutamia esimerkkejä toimialoista, jotka luottavat PLC:iden tarjoamiin mahdollisuuksiin.
1) PLC:t on helppo ohjelmoida
Kun joku mainitsee PLC-järjestelmien joustavuuden etuna, hän puhuu siitä, kuinka nämä järjestelmät voivat ohjelmoida henkilöt, joilla on huonoin tietotaso.
Tämä tarkoittaa, että teknikot voivat käyttää niitä yhtä helposti kuin kuluttajat. Voit myös laajentaa PLC-järjestelmää ohjelmoimalla sen noudattamaan tiettyjä ohjeita, jos tietyt ehdot täyttyvät.
Kun käytössä on laaja valikoima eri toimialoja, jokaisen yrityksen työntekijöillä on omat taitosarjansa. PLC:itä käytettäessä ohjauslogiikan ohjelmoinnin yksinkertaisuus järjestelmään tarkoittaa, että sinun ei tarvitse ketään, joka on perehtynyt tietokonekielen vivahteisiin, kirjoittamaan ohjelmaa uudelleen tehtävän tai sovelluksen muuttuessa.
2) PLC:t voivat tarjota yhtenäisen ohjelmointiympäristön
PLC:t ovat suosituin tapa ohjata, mitata ja suorittaa tehtäviä monimutkaisissa valmistus- ja teollisuussovelluksissa, koska ne toimivat hyvin muiden järjestelmien kanssa. PLC:t toimivat hyvin tietokoneiden, ohjelmoitavien automaatioohjainten, liikkeenohjauslaitteiden ja käyttöliittymän kanssa.
Toimiakseen yhtenäisen ympäristön on kuitenkin oltava hyvin suunniteltu, eikä se saa olla käyttäjälle liian vaikeaa käyttää. Suuremmissa ohjelmointiympäristöissä sijaitsevat PLC:t antavat kuitenkin perustietoa omaaville käyttäjille mahdollisuuden käyttää useita toimintoja, jotka voivat kommunikoida keskenään, toimittaa tietoja toisilleen ja suorittaa monimutkaisia tehtäviä.
3) PLC kerää luotettavaa tietoa
Käyttäjä määrittää PLC-järjestelmään asettamiesi tulojen määrän. Tämä tarkoittaa, että tietolähteiden lukumäärää ja sisään virtaavan tiedon määrää ei ole rajoitettu. Mittauslaitteet, anturit ja liikeohjaimet voivat hankkia useita parametreja, joten käyttäjä voi päättää, miten nämä tiedot kerätään ja miten ne kerätään. miten lähdöt näytetään.
4) PLC:itä voidaan käyttää ennakoivaan ylläpitoon
Koska nykypäivän PLC:t on varustettu enemmän muistia ja prosessointitehoa, ne voidaan ohjelmoida suorittamaan monimutkaisia ja vaativia tehtäviä. Yksi näistä tehtävistä on ennakoiva ylläpito. Ennakoivan ylläpidon tehoa, varsinkin Teollisuus 4:n alussa.0, ei voi liikaa korostaa.
Yhdistetyssä tehtaassa, joka on yksi neljännen teollisen vallankumouksen piirteistä, yksi kone voidaan kytkeä ja vastata useiden muiden prosessien toiminnasta. Tämän seurauksena ennakoiva huolto voi merkittävästi lisätä tehokkuutta ja vähentää seisokkien ja katastrofien esiintymistiheyttä.
Ennakoiva huolto alkaa ennakoivalla huollolla. Jos tietty laite saavuttaa ennalta määrätyn kynnyksen, anturi sammuu ja kertoo teknikolle, että laite on huollettava tai vaihdettava. Riittävä määrä näistä raporteista kerätään sitten itse tietopisteiksi, jotta järjestelmä ilmoittaa, mitkä tekijät ennustavat kulumista tai tulevia ongelmia. PLC on vuorovaikutuksessa SCADA:n kanssa näyttääkseen huoltoaikataulut tai mahdollistaakseen joustavuuden uusien huoltosääntöjen määrittämisessä.
Johtopäätös
PLC:t osoittavat nyt enemmän kuin koskaan arvoaan, kun valmistus- ja kasvipohjaiset teollisuusyritykset omaksuvat markkinaraon edellyttämän digitaalisen muutoksen. Niiden perustavanlaatuinen helppokäyttöisyys ja yksinkertaisuus tekevät niistä joustavan ja tutun ratkaisun monimutkaisuuden lisääntyessä.
Ammattilaiset suosivat PLC-järjestelmiä käyttäessään muita IoT-sovelluksia tai työskennellessään ohjausjärjestelmien, kuten SCADA:n, kanssa. Logiikkana ohjausjärjestelmänä PLC:t sopivat hyvin Industry 4:n.{1}} trendeihin, jotka edellyttävät datan ennustamista, virhetilan ennustamista, kahden tai useamman riippumattoman PLC-tietovirran välisen korrelaation havaitsemista ja järjestelmän optimointia.
PLC:n kriittinen asema ja rooli edellyttää myös, että se pysyy täysin toimintakykyisenä koko ajan. Valmistajat ja tehdasyhtiöt voivat omaksua parhaita käytäntöjä varmistaakseen, että nämä ydinkomponentit toimivat aina kitkattomasti.