Микро-ПЛК

Малогабаритные и надежные программируемые логические контроллеры (ПЛК) входят в один из самых быстрорастущих сегментов логических устройств управления. Программируемые контроллеры автоматизации (PAC) выполняют аналогичные функции с различными опциями.

Что вам нужно – микро-ПЛК или PAC (программируемый контроллер автоматизации)? В чем различие между ними, и если вам действительно нужен контроллер с программируемой логикой, то что тогда обозначает «микро-ПЛК», и применяются ли еще традиционные наименования?

Функциональность контроллера определяется проектом автоматизации. Может оказаться так, что функциональность, которую контроллер демонстрирует в ходе аппаратной реализации, применения, ремонта и модернизации более важна, чем тип контроллера. Что касается размеров, самыми главными считаются такие традиционные критерии, как подсчет входов/выходов (I/O). В расчет принимаются также функции, необходимые для приложения, возможно с небольшим запасом.

В общем по форм-фактору и функционированию PAC подобны ПЛК, у них рассчитанная на промышленное применение логика и производительность на основе PC. Вместе с тем, они отличаются от ПЛК большей открытостью и легкостью поддержки связи с помощью встроенных средств, а также часто и большей гибкостью программирования.

Даже при этих условиях ПЛК продолжают лидировать по удобству применения, возможностям связи и ряду других функций. В середине 2004 г. в ARC Advisory Group отмечали, что «ПЛК стали сейчас настолько распространенным товаром, что их поставщики часто не знают, какова цель приобретения нанои микро-ПЛК, которые продаются через дистрибьюторoв». В материале по итогам исследования рынка ПЛК, опубликованном в Control Engineering Россия (№ 2, 2005 г.) было отмечено: «Чаще всего устанавливаются ПЛК, относящиеся к типу микрои средних ПЛК».

Малогабаритные ПЛК располагают такими возможностями, которые были неизвестны несколько лет назад, утверждает Сидни Брукс, главный специалист по технической поддержке Panasonic Electric Works Corp. of America (ранее – Aromat, NAiS). Так, например, новый компактный ПЛК FP-X блочного типа имеет кассеты ввода/вывода, которые устанавливают на верхней части ПЛК. Он содержит восемь встроенных быстродействующих счетчиков для энкодеров, датчиков близости или фотоэлектрических датчиков, в то время как конкурирующие устройства имеют в среднем два таких счетчика, говорит Брукс.

Как и другие ПЛК «большая часть микро-ПЛК принимает стандарт программирования IEC 61131-3, который определяет набор стандартных инструкций, типы данных и среду программирования», – разъясняет Марк ДеКреймер, менеджер по реализации и продвижению перспективной электронной аппаратуры в компании Wago. Преимущества, о которых чаще всего говорят, включают повторно используемый код, независимое от процессора программирование, переносимость кода ПЛК от разных производителей. К преимуществам ДеКреймер также относит более быструю кривую обучения: «Если вы не используете микро-ПЛК, поддерживаемый программированием IEC 61131-3, то деньги, сэкономленные на оборудовании микро-ПЛК, уйдут в качестве издержек на проектирование и обучение».

 

PAC, ПЛК или и то и другое?

Приложение само должно помочь в решении – что следует использовать: ПЛК или PAC (или и то, и другое), отмечает Грича Рейтер, менеджер по реализации и продвижению аппаратуры сбора данных в компании National Instruments.

«Современные процессы управления зависят от огромного числа сигналов и данных, поступающих от аналоговых и цифровых устройств ввода/вывода на высокоскоростные камеры с высоким разрешением и на контроллеры многоосного движения, – говорит Рейтер. – Такие приложения, как скоростные производственные процессы, мониторинг в реальном времени окружающей среды, в которой работает механизм, высокоточый контроль и управление сложным процессом требуют высокоскоростного сбора данных, продвинутых методов анализа и алгоритмов обработки для детерминированного исполнения».

Он признает, что мощные ПЛК могут отвечать некоторым из этих требований, однако «инженерам необходимы такие вычислительные ресурсы, как процессоры с плавающей точкой и достаточная память для эффективной обработки этих сигналов. PAC объединяют это серийное оборудование с операционной системой реального времени и предоставляют экономичную платформу инженерам по системам управления». Продукты NI включают PAC и платы логики, но не ПЛК.

Когда нужно сделать выбор между ПЛК меньшего размера или PAC большего, «необходимо рассмотреть объем и широту приложения и определить, соответствует ли такой малый ПЛК, как нано-ПЛК, целям применения. НаноПЛК можно выбрать для сложных механизмов, в то время как PAC обычно предпочтителен для сложных процессов», – отмечает Тим Робертс, штатный специалист и руководитель группы по производству оборудования управления начального уровня в Schneider Electric. «Если меньший ПЛК подходит для приложения, важно определить, имеет ли он достаточное число входов/выходов (дискретных или аналоговых), контуры ПИД, достаточный объем памяти, возможности связи и достаточно высокую скорость обработки данных. Если пространство ограничено, следует рассмотреть физические размеры ПЛК», – продолжает он. Приложения демонстрируют преимущества и применимость современных миниатюрных контроллеров.

Автоматическая окраска

Компании North Eastern Ohio Co., OEM-производителю автоматических окрашивающих установок, потребовалось согласование в реальном времени перемещения по нескольким осям с цифровыми и аналоговыми выходами.

Предыдущая установка включала плату управления перемещением и плату (платы) ввода/вывода, установленные на промышленном PC с Real Time Unix. Код находился в PC и в плате управления перемещением.

Для того, чтобы установленное оборудование управления перемещением и его дополнительная логика на основе входов/выходов могли независимо осуществлять такие неавтоматизированные функции, как загрузка краски, было необходимо обновление. Новое приложение объединило автономный контроллер перемещения, подключенный к Ethernet, Microsoft Windows PC и Wago Ethernet Programmable Field Bus Coupler. Artomation By Digital Coating Devices Inc. поставила и объединила контроллер и HMI. Чак Грин, заместитель руководителя по развитию продукта, подчеркнул следующие его преимущества:

  • применение контроллера перемещения от того же производителя позволило не изменять программное обеспечение;
  • Microsoft Windows PC снизила стоимость PC более чем на 50%;
  • соединения входов/выходов Wago обеспечили прямую связь с перемещением с помощью протокола Modbus. Стоимость модулей ввода/ вывода снизилась на 10-20% для стандартного оборудования и до 40% – на устройства, где требуются расширенные соединения ввода/вывода, которые могут быть добавлены на месте при любом напряжении, используя модуль подачи питания. Соединения с многочисленными полевыми устройствами включали RS485.

«Мы можем написать утилиту конфигурации, которая позволяет нам добавлять точки ввода/вывода без переписывания программного обеспечения. Просто сконфигурируйте и работайте», – отмечает Грин. В Wago 842 PFC (программируемом полевом контроллере) используется стандарт программирования IEC 61131-3 и собственные функции. Управление перемещением передает через Modbus команды на устройства ввода/вывода для запуска конкретной операции. Устройство ввода/вывода запускает операцию независимо от перемещения и PC, таким образом, подается команда на загрузку краски, проверку установки краскопульта и т. д.. Если применение не требует перемещения, контроллер Wago работает автономно. С помощью специального модуля он считывает данные энкодера, установленного на конвейере, и приводит в действие соответствующие краскопульты при передвижении деталей.

Быстрая откачка сточных вод

Бывает так, что на железнодорожных станциях и на промышленных предприятиях вы чувствуете запах стоячей воды, который не вызывает у вас положительных эмоций. Лучше всего обеспечить быструю откачку такой воды в предназначенное для этого место. Когда в распоряжении компании Toronto Transportation Co. (TTC) оказались стандартизованные контроллеры, она установила системы откачки Logimac на основе ПЛК от ITT Flygt на всех своих станциях. ITT Flygt Canada нашла надежную, экономичную и мощную систему управления с гибкими коммуникациями и стабильным обслуживанием и поддержкой.

Система Logimac предназначена для использования в составе сдвоенных, строенных и счетверенных насосных станций. Она включает ПЛК, выполняющий стандартную специализированную для данной отрасли программу, которую ITT Flygt Canada разработала для идентификации неисправного оборудования, а также для безопасной и надежной работы насосной станции и интерфейса оператора. Система контролирует перегрев статора и шарикоподшипников двигателя насоса, просачивание жидкости внутрь статора двигателя и в распределительную коробку насоса, а также обнаруживает неисправности регуляторов уровня. Кроме того, она контролирует входы, включая переключатели или датчики давления, которые измеряют объем поступающего потока. Если уровень сточных вод превышает установленное значение, ПЛК посылает на один или несколько насосов команду для начала перекачки на водоочистную станцию.

Мощность системы Logimac достаточна, чтобы рассчитать откачиваемый объем, – говорит Люк-Лепаайн, менеджер продукта ITT Flygt Canada. – Система автоматически вводит в действие необходимое число насосов. Это позволяет предотвратить переливание неочищенных сточных вод в реки и обеспечивает их лучшую очистку». Лепайн говорит, что микро ПЛК GE Fanuc приносят ощутимую пользу ITT Flygt Canada и ее клиентам. Используемый в настоящее время VersaMax Micro PLC может быть расширен до 84 точек ввода/вывода и использован с частотно-регулируемым электроприводом и устройствами плавного пуска. «Эти контроллеры являются мощными, надежными и экономичными, – также отмечает Лепайн. – Они легко настраиваются, что важно для нас и наших клиентов». Стандартизованное в промышленности и легкое в применении программирование позволяет ITT Flygt Canada быстро вводить в строй насосные станции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *