Почитайте любой отчет о будущем работы предприятий и производства, и вы поймете только одно: автоматизация нарушит практически все сферы и процессы, включая связь оборудования, техническое обслуживание и ремонт, а также производство.
На сегодняшний день единственная область производства, которая, кажется, не затронута поглощением автоматизации, — это программируемые логические контроллеры, или ПЛК. Недаром мировой рынок ПЛК составляет 16 миллиардов долларов в год и растет на 9,2% в год. Их надежная конструкция, низкая стоимость и простота в условиях сложной интеграции сделали их неотъемлемой частью производства.
Без ПЛК многие организации не смогли бы поддерживать внедрение новых технологий управления. На данный момент ПЛК остаются неотъемлемой частью цифровой трансформации, обещанной Индустрией 4.0.
Для чего предназначен ПЛК?
ПЛК означает «Программируемый логический контроллер» и представляет собой как комбинацию блоков, так и теоретическую модель для управления входными и выходными модулями. Чтобы ПЛК была полноценной системой, она должна включать четыре основных компонента:
- Модуль ЦП:Это центральный процессор и память, необходимые для хранения информации и выполнения задач. Все вычисления и обработка данных производятся путем получения входов и генерации выходов.
- Источник питания:Все модули ПЛК зависят от источника питания. ПЛК предназначены для получения переменного тока и преобразования его в постоянный ток.
- Устройства программирования:ПЛК требуют программного обеспечения для программирования, которое вводит логику управления в систему. Затем пользователь может создавать, передавать и временно вносить изменения в программное обеспечение ПЛК.
- Модули ввода/вывода:Эти блоки являются важной частью системы ПЛК. Модули ввода и вывода собирают данные с датчиков и исполнительных механизмов, передают их в систему ПЛК, а затем генерируют считываемую информацию. Эти модули могут быть цифровыми или аналоговыми.
Тот факт, что блок или система программируемы, является существенным улучшением по сравнению с предыдущим управлением задачами. Это также является источником конкурентного преимущества для ПЛК: техникам не нужно менять проводку при переключении между задачами или приложениями. Вместо этого они могут просто перепрограммировать устройство.
ПЛК состоит из процессора, который выполняет операции управления на основе данных, поставляемых входными и выходными модулями. Логика управления, которая управляет системой ПЛК, сначала разрабатывается, а затем переносится в систему ПЛК.
Самый простой способ визуализировать ПЛК — это представить себе компьютер с микропроцессором, но без клавиатуры, мыши или монитора. Его широкий спектр промышленного использования часто означает, что эта физически прочная система может выдерживать очень суровые условия.
Функциональные особенности ПЛК могут включать таймеры и счетчики, измерительные приборы и датчики для таких параметров, как вибрация, давление, температура и поток. Хотя некоторые отрасли имеют уникальные задачи и приложения, ПЛК обычно выполняют следующие функции:
- Релейное переключение
- Подсчет, вычисление и сравнение аналоговых величин
- Модификация логики управления в кратчайшие сроки
- Быстрая реакция на изменение параметров процесса (реакция может быть запрограммирована)
- Мониторинг и контроль с течением времени для повышения общей надежности системы управления (требуется ручное вмешательство)
- Все более простое и эффективное устранение неполадок с течением времени
- Полная интеграция с компьютерами HMI (человеко-машинный интерфейс)
При правильном построении компании могут использовать ПЛК и применять их в широком спектре приложений в различных отраслях. Чего вы, возможно, не осознаете, так это того, что мы стали полагаться на ПЛК для правильной работы самых обыденных, повседневных технологий. Пекарни, стиральные машины, лифты и даже светофоры — вот лишь некоторые из многочисленных гражданских приложений, которым требуется управление и сбор данных ПЛК для регулирования задач.
Почему производственные компании используют ПЛК?
В 2019 году (и далее) ПЛК продолжат блистать благодаря своей присущей им простоте и гибкости. Они достаточно мощные, чтобы адаптироваться к широкому спектру сред и задач, но при этом достаточно простые, чтобы даже технические специалисты без знаний программирования или написания скриптов могли быстро их освоить.
Определенные особенности PLC делают их первым выбором для отраслей, которые полагаются на эти системы. Нефть и газ, водоснабжение, производство продуктов питания и напитков, а также общественные работы — вот лишь несколько примеров отраслей, которые полагаются на возможности, предлагаемые PLC.
1) ПЛК легко программировать
Когда кто-то расхваливает гибкость систем ПЛК как преимущество, он говорит о том, что эти системы могут программироваться людьми с самым низким уровнем знаний.
Это означает, что техники могут использовать их так же легко, как и потребители. Вы также можете расширить систему ПЛК, запрограммировав ее на выполнение набора инструкций, если выполняются определенные условия.
При широком спектре использования в различных отраслях, сотрудники каждой компании будут иметь свои собственные наборы навыков. При использовании ПЛК простота программирования логики управления в вашей системе означает, что вам не нужен кто-то, разбирающийся в нюансах компьютерного языка, чтобы переписывать программу при изменении задачи или приложения.
2) ПЛК могут обеспечить единую среду программирования
ПЛК являются предпочтительным методом управления, измерения и выполнения задач в сложных производственных и промышленных приложениях, поскольку они хорошо работают с другими системами. ПЛК хорошо работают с ПК, ПКА (программируемыми контроллерами автоматизации), устройствами управления движением и HMI.
Однако, чтобы быть эффективной, единая среда должна быть хорошо спланирована и не должна быть слишком сложной для пользователя в эксплуатации. Однако ПЛК, расположенные в более крупных программных средах, позволяют пользователям с базовым уровнем знаний получать доступ к нескольким функциям, которые могут взаимодействовать друг с другом, предоставлять данные друг другу и выполнять сложные задачи.
3) ПЛК собирает достоверные данные
Количество входов, которые вы устанавливаете в системе ПЛК, определяется пользователем. Это означает, что нет ограничений на количество источников данных и объем данных, которые могут поступать. Измерительные устройства, датчики и элементы управления движением могут получать несколько параметров, поэтому пользователь сам решает, как эти данные собираются и как отображаются выходы.
4) ПЛК можно использовать для профилактического обслуживания
Поскольку современные ПЛК оснащены большим объемом памяти и вычислительной мощностью, их можно запрограммировать на выполнение сложных и ответственных задач. Одной из таких задач является предиктивное обслуживание. Силу предиктивного обслуживания, особенно в начале четвертой промышленной революции.0, невозможно переоценить.
На подключенном заводе, который является одной из особенностей четвертой промышленной революции, одна машина может быть подключена и отвечать за работу нескольких других процессов. В результате предиктивное обслуживание может значительно повысить эффективность и сократить частоту простоев и катастрофических событий.
Прогностическое обслуживание начинается с профилактического обслуживания. Если определенная часть оборудования достигает заданного порогового значения, датчик отключается, сообщая техникам, что оборудование нуждается в обслуживании или замене. Затем собирается достаточное количество этих отчетов в виде точек данных, чтобы сообщать системе, какие факторы прогнозируют износ или надвигающиеся проблемы. ПЛК будет взаимодействовать со SCADA для отображения графиков обслуживания или обеспечения гибкости в настройке новых правил обслуживания.
Заключение
PLC сейчас как никогда доказывают свою ценность, поскольку производственные и промышленные компании, работающие на заводах, принимают цифровую трансформацию, необходимую для их нишевых рынков. Их фундаментальная простота использования и простота делают их гибким и привычным решением перед лицом растущей сложности.
Профессионалы предпочитают системы PLC при использовании других приложений IoT или при работе с системами управления, такими как SCADA. Как логическая система управления, PLC хорошо подходят для тенденций Industry 4.0, которые требуют прогнозирования данных, прогнозирования состояния ошибки, обнаружения корреляции между двумя или более независимыми потоками данных PLC и оптимизации системы.
Критическое положение и роль ПЛК также требуют, чтобы он всегда оставался полностью функциональным. Производители и компании-заводы могут использовать лучшие практики, чтобы гарантировать, что эти основные компоненты всегда работают гладко.