Oletko kyllästynyt eksymään PLC-valintaan? Noudata näitä 8 käytännön periaatetta tehdäksesi oikean valinnan!
Oletko kyllästynyt eksymään PLC-valintaan? Noudata näitä 8 käytännön periaatetta tehdäksesi oikean valinnan!
Oletko kyllästynyt eksymään PLC-valintaan? Noudata näitä 8 käytännön periaatetta tehdäksesi oikean valinnan!
Ennen kuin valitset PLC:n, ensimmäinen askel on määrittää järjestelmävaatimukset. Kun tämä on selvää, voit valita valmistajan ja mallin. Mutta miten teet nämä päätökset? Tämä artikkeli sisältää yksityiskohtaisen oppaan, joka auttaa sinua valitsemaan tarpeisiisi parhaiten sopivan PLC:n, joka kattaa valmistajat, mallit, I/O-pisteet ja ohjaustoiminnot.
1. PLC-valmistajat
PLC-valmistajaa määritettäessä tulee ottaa huomioon avaintekijät, kuten käyttäjän vaatimukset, suunnittelijan tuntemus eri merkeistä, tukituotteiden yhteensopivuus ja tekninen palvelutuki. Yleisesti ottaen suurten kansainvälisten yritysten tuotteet ovat luotettavia. Pienemmille, itsenäisille laitteille tai yksinkertaisille ohjausjärjestelmille japanilaiset PLC:t tarjoavat usein paremman vastineen. Suurissa järjestelmissä, joissa on korkeat verkko- ja viestintävaatimukset, teolliset PLC:t Euroopasta ja Yhdysvalloista ovat yleensä edullisempia niiden ylivertaisten viestintäominaisuuksien vuoksi.
Erikoistuneilla teollisuudenaloilla, kuten metallurgia tai tupakka, on suositeltavaa valita PLC-järjestelmät, joilla on todistetusti suorituskyky ja luotettava kokemus näillä aloilla.
2. Input/Output (I/O) -pisteet
I/O-pisteiden määrä on PLC:n perusparametri. Määritä tarvittavat I/O-pisteet laskemalla ohjauslaitteeseesi tarvittavien I/O-pisteiden kokonaismäärä. Yleensä sinun tulee sisällyttää 10–20 prosentin marginaali skaalautuvuutta varten. Tilauksen yhteydessä tulee tehdä säätöjä myös valmistajan PLC-tuotteen ominaisuuksien perusteella.
3. Tallennuskapasiteetti
PLC:n tallennuskapasiteetti viittaa sen tarjoamiin laitteiston tallennusyksikköihin. Ohjelmakapasiteetti, käyttäjäsovelluksiin tosiasiallisesti käytetty tallennustila, on pienempi kuin kokonaistallennuskapasiteetti. Koska ohjelman kapasiteettia ei tiedetä suunnitteluvaiheessa (ennen käyttäjäsovellusohjelman kirjoittamista), se on arvioitu tallennuskapasiteetin perusteella. Yleinen estimointikaava on: (digitaalisten I/O-pisteiden lukumäärä × 10–15) + (analogisten I/O-pisteiden määrä × 100) = sanojen kokonaismäärä (16 bittiä sanaa kohti), 25 %:n marginaalilla.
4. Ohjaustoiminnot
Kun valitset PLC:tä, ota huomioon seuraavat keskeiset ominaisuudet: laskentatoiminnot, ohjaustoiminnot, viestintäominaisuudet, ohjelmointiominaisuudet, diagnostiikkatyökalut ja käsittelynopeus.
Laskennalliset funktiot
Perus-PLC:t tukevat tyypillisesti loogisia toimintoja, ajoitusta ja laskentaa. Keskitason PLC:t sisältävät myös tiedonsiirto- ja vertailutoimintoja. Kehittyneet laskentatoiminnot, kuten algebralliset operaatiot ja tiedonsiirto, ovat yleisiä suuremmissa PLC:issä. Huippuluokan PLC:t tukevat jopa PID-toimintoja analogista ohjausta ja muita edistyneitä laskelmia varten. Sovelluksesta riippuen useimmat skenaariot vaativat vain logiikkaa ja ajoitus/laskentatoimintoja, kun taas toisissa voidaan tarvita tiedonsiirtoa ja vertailua.
Ohjaustoiminnot
Ohjaustoimintoja ovat PID-säätö, myötäkytkentäkompensointi, suhdesäätö jne. PLC:itä käytetään ensisijaisesti peräkkäiseen logiikkaan. Monissa tapauksissa yksi- tai monisilmukkaiset ohjaimet hoitavat analogisia ohjaustehtäviä. Monimutkaisia ohjaustoimintoja varten älykkäät tulo-/lähtömoduulit (esim. PID-yksiköt tai nopeat laskurit) voivat parantaa käsittelynopeutta ja säästää muistia.
Viestintätoiminnot
Keskisuurten ja suurten PLC-järjestelmien tulisi tukea useita kenttäväyliä ja vakiotietoliikenneprotokollia (esim. TCP/IP) ja niiden pitäisi kyetä tarvittaessa kytkeytymään tehtaan hallintaverkkoihin. Viestintäliitäntöihin tulisi kuulua sarja-/rinnakkaisportit, teollisuus-Ethernet jne. Redundanssin ja luotettavuuden vuoksi tietoliikenneväylien tulee olla kansainvälisten standardien mukaisia ja etäisyysvaatimusten mukaisia.
Ohjelmointitoiminnot
PLC-ohjelmamming voidaan tehdä offline-tilassa (jaettu CPU PLC:n ja ohjelmoijan välillä) tai online-tilassa (erilliset CPU:t PLC:lle ja ohjelmoijalle). Viisi standardoitua ohjelmointikieltä ovat SFC (Sequential Function Chart), tikapuukaavio (LD), Function Block Diagram (FBD), Instruction List (IL) ja Structured Text (ST). Ihannetapauksessa PLC:n pitäisi tukea erikoissovelluksia varten myös muita kieliä, kuten C tai Basic.
Diagnostiikkatoiminnot
PLC-diagnostiikka kattaa sekä laitteiston että ohjelmiston. Laitteistodiagnostiikka tunnistaa viat loogisten tarkistusten avulla, kun taas ohjelmistodiagnostiikka sisältää sisäiset (suorituskykyyn liittyvät) ja ulkoiset (viestintään liittyvät) tarkistukset. Vahvat diagnostiikkaominaisuudet vähentävät huoltoon kuluvaa aikaa ja teknisiä vaatimuksia käyttäjille.
Käsittelyn nopeus
PLC:n käsittelynopeus vaikuttaa reaaliaikaiseen suorituskykyyn. Jos signaalin kesto on lyhyempi kuin PLC:n pyyhkäisyjakso, signaali saattaa puuttua. Käsittelynopeus riippuu tekijöistä, kuten ohjelman pituudesta ja suorittimen ominaisuuksista. Nykyaikaiset PLC:t käsittelevät binäärikäskyt 0,2–0,4 mikrosekunnissa ja täyttävät nopeat ohjausvaatimukset. Skannausjaksoaikojen tulisi olla ≤0,5 ms/K pienissä PLC:issä ja ≤0,2 ms/K suuremmissa järjestelmissä.
5. PLC-tyypit
PLC:t luokitellaan integroituihin ja modulaarisiin tyyppeihin. Integroiduissa PLC:issä on rajoitetut ja kiinteät I/O-pisteet, joten ne sopivat pieniin ohjausjärjestelmiin (esim. Siemens S7-200, Mitsubishi FX -sarja). Modulaariset PLC:t tarjoavat joustavia I/O-konfiguraatioita vaihdettavien moduulien avulla, ja ne ovat ihanteellisia suurempiin järjestelmiin (esim. Siemens S7-300/S7-400, Mitsubishi Q-sarja).
6. Moduulin valinta
Digitaaliset I/O-moduulit
Digitaalisten I/O-moduulien tekniset tiedot (esim. relelähdöt, transistorilähdöt) ja I/O-pisteet (8, 16, 32 pistettä) vaihtelevat. Relelähdöt ovat kustannustehokkaita, mutta niillä on lyhyempi käyttöikä, kun taas tyristorilähdöt ovat nopeampia mutta kalliimpia. Valinnan tulee olla hakemuksen vaatimusten mukainen.
Analogiset I/O-moduulit
Analogiset tulomoduulit käsittelevät signaaleja, kuten 4–20 mA virta tai 0–10 V jännite. Analogiset lähtömoduulit antavat vastaavasti virta- tai jännitesignaaleja. Moduulien kanavien määrä vaihtelee (2, 4, 8 kanavaa), ja ne tulee valita erityistarpeiden mukaan.
Toimintomoduulit
Toimintomoduuleita ovat tiedonsiirto, paikannus, pulssilähtö, nopea laskenta, PID-säätö ja lämpötilan säätömoduulit. Harkitse valinnassa sekä laitteiston että ohjelmiston yhteensopivuutta.
7. Redundanssitoiminnot
Kriittisissä sovelluksissa redundanssi voidaan toteuttaa ohjausyksiköille (esim. 1B1-redundanssi CPU:lle ja virtalähteelle) ja I/O-liitäntöille. Redundantit kokoonpanot lisäävät järjestelmän luotettavuutta.
8. Yleiset säännöt
Kun PLC-tyyppi ja tekniset tiedot on määritelty laajasti, määritä kunkin komponentin perustiedot ja -parametrit ohjausvaatimusten perusteella. Kun valitset moduuleja, aseta etusijalle:
- Taloudellinen tehokkuus: Tasapainoa kustannus-suorituskykysuhteet, laajennettavuus ja käytön helppous.
- Helppokäyttöisyys: Yksinkertaista suunnittelua ja vähennä ulkoisia ohjauselementtejä.
- Standardointi: Käytä yhtenäisiä moduuleja hankinnan ja ylläpidon helpottamiseksi.
- Yhteensopivuus: Varmista, että kaikki komponentit ovat yhteensopivia, mieluiten samalta valmistajalta.