ПЛК: контроль технологических процессов

В настоящее время специалисты по системам управления имеют в своем распоряжении множество типов логических устройств, предназначенных для контроля технологических процессов и станков. Компьютеры и компьютерные технологии предоставляют практически неограниченные возможности управления вне зависимости от задачи. ПЛК все еще занимают значительную долю рынка — по данным последнего опроса, более половины респондентов планируют увеличить расходы на ПЛК в ближайшие 12 месяцев. Более 40% планируют сохранить тот же уровень расходов, что и за предыдущий год.

Изначально станки и системы позиционирования основывались на базовой логике. Те же логические принципы используются и в современных компьютерах. В зависимости от станка и его функции, логическая схема середины 20 века могла быть механической, пневматической, электрической или смешанной. Годами позже, специалисты по системам управления стали применять простейшую релейно-контакт-ную логику, чтобы задавать последовательность операций и создавать системы управления производственных линий и станков. Такого рода многоступенчатые схемы включали множество компонент (реле, таймеры, катушки, переключатели, сигнальные лампы, кнопки и т.д.) в защищенном корпусе с внешними разъемами. Хотя процесс разработки систем управления такого типа был достаточно прост, необходимость в более быстром, дешевом, точном и сложном оборудовании привела к появлению более совершенного решения — программируемого логического контроллера или ПЛК.

Некоторое время назад ПЛК стал предпочтительным средством управления для широкого спектра задач. Согласно последнему опросу по Интернет, проведенному журналом Control Engineering совместно с Reed Research (более 300 респондентов, занимающихся разработкой спецификаций, консультированием или закупками ПЛК), большая часть опрошенных использует ПЛК в задачах управления станками. На втором месте — задачи, связанные с управлением технологическими процессами, затем управление перемещениями, периодическими процессами, а также диагностические задачи. Чаще всего ПЛК применяются для решения собственных задач (54%), реже — для производства оборудования OEM (25%), или для того и другого (17%).

Использование языков программирования для ПЛК

Использование языков программирования для ПЛК

Расходы увеличиваются, размер уменьшается

Опрос 2005 года показал, что 51% респондентов планируют увеличить расходы на ПЛК, в то время как 8% планируют сократить расходы. Оставшаяся часть (42%) хотят сохранить уровень расходов в следующем году на прежнем уровне. Эти показатели отражают мощную тенденцию в распределении расходов: по данным опроса 2002 года лишь 29% респондентов планировали увеличение расходов, 64% предполагали, что уровень расходов останется на прежнем уровне, а 7% ожидали сокращения. Опрос 2005 года показал 2-5% увеличение использования нано-ПЛК (менее 15 соединений ввода/ вывода), микро-ПЛК (12-128 соединений ввода/вывода), и ПЛК среднего размера (128-512 соединений ввода/вывода). Использование больших ПЛК (более 512 соединений) и решений на основе платформы PC снизилось на 4%.

Небольшой "спад" популярности платформы PК среди пользователей ПЛК может быть связан с объединением видов продукции. Устройства на базе платформы PК с форм-фактором ПЛК (также известные как программируемые контроллеры автоматизации или PAC) размывают границу между PК и ПЛК. Некоторые производители даже называют свои контроллеры PAC простыми "контроллерами" или ПЛК. Эта терминология также размывает границу между ПЛК и устройствами класса "контроллеров обратной связи".

Показатели использования ПЛК, основанных на программной логике, и встраиваемых систем управления остались в 2005 году практически неизменными.

Поддержка универсальных средств разработки ПО наиболее серьезное преимущество на рынке ПЛК

Поддержка универсальных средств разработки ПО наиболее серьезное преимущество на рынке ПЛК

Майк Миклот, менеджер по продукции отдела компании Rockwell Automation, наблюдает эти тенденции с позиции поставщика — небольшие ПЛК набирают популярность по сравнению с крупными системами и решениями на платформе PК. Миклот называет три причины успеха небольших ПЛК. Во-первых, новые компактные контроллеры обладают большими возможностями и могут заменить более крупные аналоги. Во-вторых, распределенная архитектура на основе объединенных в сети небольших ПЛК становится общепринятой (ключевыми факторами здесь являются производительность и автономность). Третья причина, по словам Миклота, состоит в сокращении общих затрат.

Есть ли предел миниатюризации этих устройств? Если контроллеры и станут компактней современных нано-ПЛК, то, скорее всего, лишь благодаря дальнейшему уменьшению размеров используемых производителем электронных компонент. "Но, хотя устройства становятся все более мощными и компактными, на некотором этапе их применение на производстве станет нецелесообразным из-за слишком сложной установки или эксплуатации",- утверждает Миклот.

Следуя тенденциям миниатюризации, компания Divelbiss Corp. предлагает ПЛК на основе всего одной микросхемы.

Ступенька за ступенькой

У специалистов по системам управления есть свои традиции. Нет ни одного инженера или технического специалиста, не знакомого с одним из самых первых и долгоживущих языков программирования для ПЛК — старыми добрыми многоступенчатыми схемами. Прочно занявшие лидерство со времен релейно-контактной логики, многоступенчатые схемы снова получили подавляющее число голосов в опросе 2005 года (смотри соответствующую диаграмму). Немногое изменилось по сравнению с 2004 годом, и даже с более ранними опросами. Тремя лидирующими языками программирования для ПЛК продолжают оставаться многоступенчатые схемы, функциональные блоки и последовательные структурные схемы. Изменения в нижней части списка коснулись языка С и наборов инструкций — их показатели возросли.

По словам Джо Рубино (Joe Rubino), менеджера по продажам ПЛК в компании Omron Corp., многоступенчатые схемы, похоже, будут сохранять лидерство в течении еще некоторого времени. "Спрос на программирование при помощи многоступенчатых схем вызван необходимостью поддержки имеющегося производственного оборудования. Внутренний рынок поставщиков ПЛК прочно связался с многоступенчатыми схемами в процессе перехода с устаревших панелей управления, использующих релейно-контактную логику, на программируемые логические контроллеры. Многоступенчатые диаграммы, имитирующие проводные соединения устаревших релейных панелей, обеспечили наиболее эффективный метод перехода. Благодаря этому, значительно улучшилась кривая обучения работе с ПЛК. Персонал, ранее занимавшийся обслуживанием релейных панелей, может разрабатывать и поддерживать привычные схемы панелей, реализованные в виде электронных ПЛК”,- объясняет Рубино.

По мнению Omron, может ли другой язык программирования со временем вытеснить многоступенчатые схемы? "Нет, — отвечает Рубино, — мы считаем, что функциональные блоки и последовательные структурные схемы останутся дополнительными средствами программирования ПЛК и не вытеснят многоступенчатые диаграммы. Важно предоставить гибкость методов создания управляющего кода".

Связь не обрывается

Тенденции в использовании сетевых технологий мало отличаются от предыдущего опроса. Большинство респондентов сообщают, что основная часть их ПЛК работает автономно (32,9%). Несколько меньший показатель у ПЛК, подключенных к персональному компьютеру по сети (26,5%). Некоторые респонденты также сообщали об использовании сетевых соединений с другими ПЛК (22,8%) и распределенными системами управления (17,6%). Судя по данным опроса, основная масса ПЛК (более двух третьих) подключена к сети того или иного типа.

Отвечая на вопрос о требованиях к ПЛК, закупка которых планируется в будущем, респонденты выбирают все ту же тройку лидирующих вариантов, но в несколько другом порядке по сравнению с предыдущими опросами (см. соответствующую диаграмму). Из результатов опроса становится ясно, что специалисты обращают внимание на возможность простого сетевого доступа к ПЛК. Наличие единого программного обеспечения для различных устройств или платформ занимает первое место среди самых необходимых функций. На втором месте — возможность подключения ПЛК к компьютеру, а на третьем — наличие дополнительных подсистем ввода/вывода.

Когда Майка Шулима (Mike Shulim), главного технического специалиста компании DST Controls (системного интегратора из Сан-Франциско), спросили, какие достижения в области разработки ПЛК, по его мнению, являются наиболее важными, он назвал ПЛК PК-совместимыми процессорами, нано- и микро-ПЛК, а также ПЛК с дополнительными удаленными подсистемами ввода-вывода, в таком же порядке. Хотя выбор Шулима и не отражает результатов опроса, очевидно, что специалисты по системам управления предпочитают компактные, быстрые и функциональные ПЛК. Общее снижение расходов (ПЛК с удаленными подсистемами ввода/вывода позволяют экономить на проводных соединениях) тоже является плюсом.

"СДЕЛАНО В РОССИИ"*

Российский рынок контроллеров характеризуется острой конкуренцией между продукцией известных зарубежных и отечественных фирм. Существует мнение, что современные решения в области автоматизации предлагаются только зарубежными компаниями. На наш взгляд, это не соответствует современному состоянию автоматизации в России. Сегодня ряд фирм предоставляет полный комплекс услуг по созданию АСУТП на базе апробированных аппаратных и программных платформ российского производства.

В таких развитых индустриальных странах и регионах как США, Западная Европа и Япония, лидерами рынка выступают контроллеры национальных фирм. Мы уверены, что и на российском рынке автоматизации должен лидировать отечественный производитель.

Все включено!

Сегодня мы выделяем несколько ключевых тенденций, определяющих развитие контроллеров. Прежде всего, это наличие у фирмы поставщика широкой линейки ПЛК различных классов (от Micro до Large) с единой системой программирования. Такой подход дает проектировщику АСУТП возможность выбрать необходимое контроллерное оборудование "из одних рук" и получить гарантии, что вся техника будет программно и аппаратно совместимой. Единообразие программной и аппаратной платформы также сократит издержки на освоение новой техники.

Другая ярко выраженная тенденция — это увеличение спроса на компактные недорогие контроллеры для решения таких задач, как автоматизация отдельных агрегатов, учет энергоресурсов, мониторинг и диспетчеризация территориально распределенных промышленных объектов и объектов ЖКХ: тепловых пунктов, котельных, насосных станций, газораспределительных пунктов и трансформаторных подстанций.

В классе "тяжелых", традиционно популярных в России контроллеров, востребованы резервированные структуры с развитой диагностикой и мощные процессоры, снимающие ограничения на масштаб проекта и сложность технологических алгоритмов. Доля "большой" автоматизации еще долгое время будет значительной в силу сырьевого характера нашей экономики.

Решения для встраиваемых приложений

Комплектная поставка технологического оборудования со встроенными системами управления — еще одна мощная современная тенденция. К сожалению, отечественные машиностроители проигрывают зарубежным поставщикам, предлагая технологическое оборудование с устаревшей автоматикой или пытаясь адаптировать под свои нужды импортные технологические контроллеры. Еще большей ошибкой ряда машиностроителей, на наш взгляд, является попытка разрабатывать собственную автоматику, вместо того чтобы воспользоваться услугами специализированных фирм-разработчиков и производителей электронной "начинки”. Компания Текон, например, имеет опыт такого партнерства и предлагает готовые OEM-ПЛК различных конфигураций, а также выполняет разработку специализированных электронных устройств по техническим требованиям фирмы-партнера.

Можно сказать, что главная тенденция, определяющая развитие всего рынка автоматизации — это перенос предпочтений потребителя в сторону комплексных заказных решений "под ключ".

УСТРОЙСТВА КЛАССА ПЛК

Подробнее о производителях можно узнать на указанных ниже сайтах.

Недорогой контроллер с поддержкой перенастройки во время работы.

Контролер Allen-Bradley MicroLogix 1100 - недорогое и эффективное решение, предоставляющее пользователям возможность перенастройки во время работы

"Контролер Allen-Bradley MicroLogix 1100 — недорогое и эффективное решение, предоставляющее пользователям возможность перенастройки во время работы", — считает Rockwell Automation. Новый контроллер стоимостью 550 $ позволяет вносить модификации в программу, а также регулировать ее параметры, в том числе коэффициенты ПИД, не прерывая работу. Благодаря встроенному сетевому порту и поддержке протокола EtherNet/IP, пользователи могут легко организовать передачу данных на предприятии, при этом сэкономить время и избежать финансовых расходов, связанных с дополнительными сетевыми соединениями. Кроме того, встроенный веб-сервер предоставляет пользователям удаленный доступ к данным контроллера, что позволяет увеличить эффективность производства, обеспечивая информацией OEM-партнеров и службу удаленной технической поддержки. Предназначенный для задач, требующих распределенного управления по Ethernet (например, в системах разгрузки/загрузки материалов или сборки), контроллер может быть дистанционным терминалом (RTU) в SCADA-системах.
www.rockwellautomation.ru
Rockwell Automation/Allen Bradley

Функциональность ПЛК и контроллера перемещений в одном устройстве.

Модели S7-317T и S7-315T компании SIEMENS экономит время и деньги, совмещая функции логического контроллера и контроллера перемещений в одном ПЛК серии Simatic. Благодаря программному обеспечению STEP7 компании SIEMENS, для выполнения задач управления перемещениями и логикой необходима всего одна программа, что облегчает настройку и программирование, а также позволяет сократить расходы на оборудование и обучение. ПЛК может осуществлять управление до 16 осями. Среди поддерживаемых функций управления перемещениями — абсолютное, относительное и аддитивное позиционирование, а также суперпозиционный режим. К дополнительным функциям относится редукторное синхронное движение, перемещение до жесткого упора, наличие электронного эквивалента кулачка и контактной измерительной головки (для корректировки меток).
www.siemens.ru/ad/as
Siemens Automation&Drives

Дополнительные возможности коммуникации

Компания AutomationDirect представила два новых коммуникационных модуля для микро-ПЛК серии DL05/DL06

Компания AutomationDirect представила два новых коммуникационных модуля для микро-ПЛК серии DL05/DL06. Модуль D0-DCM дополняет контроллер DL05 или DL06 двумя последовательными портами со скоростью до 115,2 Кбит/с. Порт 1 использует интерфейс RS-232 и поддерживает ModBus RTU, DirectNet и протокол ведомых устройств K-Sequence. Порт 2 может работать в качестве ведущего на шинах DirectNet или ModBus и использует интерфейс RS-232/422/485. Модуль F0-CP128 CoProcessor имеет три последовательных порта, которые можно программировать при помощи языка Basic, поддержка которого встроена в контроллер. К особенностям модуля относится высокая тактовая частота 100 МГц, интерфейс данных RS-232 или RS-485, скорость передачи до 512 Кбит/с. Модуль может быть установлен в дополнительный слот контроллера DL05 или в любой из четырех слотов DL06.
www.automationdirect.com
AutomationDirect

Контроллеры серии Twido выпускаются в двух вариантах — компактном и модульном

Ряд компактных ПЛК Twido предлагает решение "все в одном" при минимальных габаритах (8 0/9 5х9 0х7 0мм). Доступны три базовых блока, различающихся по производительности, количеству входов на 24В и количеству релейных выходов (10, 16 и 24 входов/выходов). Все базы подключаются к переменному напряжению 100-240В и имеют встроенный источник питания 24В, 250мА постоянного тока для датчиков. Преимущества ПЛК Twido в компактном исполнении: значительное количество входов/выходов при небольших габаритах, а также многообразие модулей расширения и опций.

Для модулей расширения имеются различные типы соединения, в том числе съемный клеммник, соединения пружинного типа. Дисплей и съемная карта памяти позволяют легко изменять программу, переносить ее с ПЛК на ПЛК, а также создавать резервные копии.

Линейка модульных ПЛК включает в себя пять базовых блоков, отличающихся между собой производительностью, количеством и типом входов/выходов, типом присоединения проводов, с релейными или транзисторными выходами. Они могут быть дополнены любыми из 18 различных модулей расширения. Все базовые блоки питаются напряжением 24В постоянного тока.

В дополнение к простоте программирования с помощью TwidoSoft, многообразию модулей расширения, наличию съемной карты памяти, картриджа с часами реального времени, цифрового дисплея, доступного в компактном исполнении, особенностями контроллера модульного исполнения являются максимально допустимое количество модулей расширения (4 или 7) в зависимости от модели, два слота для кассет памяти и часов реального времени, один встроенный аналоговый вход 0-10В.

Существует базовый блок компактного ПЛК Twido с интегрированным портом Ethernet. При использовании порта расширения можно подключать AS-i устройства. Работа с Twido возможна также через модем и/или используя порт USB персонального компьютера.
www.schneider-electric.ru
Schneider Electric

Большой объем памяти и функции управления перемещениями

Компактный ПЛК FX3U компании Mitsubishi Electric отличается высокой производительностью, большим объемом памяти и расширенной поддержкой управления перемещениями

Компактный ПЛК FX3U компании Mitsubishi Electric отличается высокой производительностью, большим объемом памяти и расширенной поддержкой управления перемещениями. Благодаря простоте использования и отличной функциональности, ПЛК может применяться в широком спектре задач. Контроллер имеет шесть встроенных высокоскоростных каналов ввода с частотой 100 кГц, три канала вывода с частотой 100 кГц, 64 KB памяти для программ, а также поддержку связи по трем шинам RS одновременно. В наличии также имеется новый модуль Profibus Master и оптический сетевой модуль SSCNET, обеспечивающий высокоскоростное соединение с сервоусилителями Mitsubishi (поддерживается до 16 осей).
www.mitsubishi-automation.ru
Mitsubishi Electric

Широкие возможности и компактный размер

ПЛК серии CJ1 компании Omron относятся к самым компактным на рынке, занимают на 40-60% меньше места на стойке, чем традиционные ПЛК средних размеров и при этом обладают отличной функциональностью. Процессор позволяет работать с временным разрешением около 20 нс и поддерживает до 2560 каналов ввода/вывода. Несколько модулей, каждый из которых не больше колоды карт, соединяются друг с другом при помощи простых разъемов, без использования занимающих место шасси.

ПЛК серии CJ1 компании Omron относятся к самым компактным на рынке, занимают на 40-60% меньше места на стойке, чем традиционные ПЛК средних размеров и при этом обладают отличной функциональностью

Шина PC21, разработанная Omron специально для ПЛК CS1 средних размеров, обеспечивает высокоскоростную связь отдельных модулей с процессором CJ1. ПЛК также поддерживает средства коммуникации, характерные для высокоуровневых платформ и позволяет легко совмещать разработанный Omron протокол FINS с последовательной шиной, сетями уровня устройств, протоколами Ethernet и Controller Link для организации обмена данными и программирования. ПЛК программируется с помощью приложения CX-Programmer.
www.omron-industrial.ru
Omron Electronics Оу

Компактный, многофункциональный и доступный ПЛК

ПЛК XC200 поддерживает широкий набор функций и при этом имеет низкую стоимость

ПЛК XC200 поддерживает широкий набор функций и при этом имеет низкую стоимость. Площадь основания его корпуса — всего 60 х 100 мм, время исполнения тысячи программных инструкций составляет 0,5 мс. Среди других особенностей — среда программирования, соответствующая стандарту IEC-61131, большой объем памяти, слот для внешних карт памяти, порт USB, многозадачный процессор, встроенный RAM-диск, расширяемая соединительная панель, а также интегрированные средства ввода/вывода, включая высокоскоростные счетчики, поддержку внешних прерываний, шин RS-232 и Fieldbus. Мощные программные средства позволяют разрабатывать, конфигурировать, отлаживать программный код, а также создавать веб-станицы на основе Java. Интерфейс контроллера интуитивно понятен, а поставляемые вместе с ним библиотеки значительно облегчают программирование. Благодаря конструкции по принципу "подключи и работай", аппаратные компоненты меняются при помощи одной отвертки. Поддержка стандарта Fast Ethernet позволяет менять код программы и получать доступ к данными практически откуда угодно.
www.moeller.ru
Moeller

t-mezon — фирменная процессорная платформа от ЗАО ПК "Промконтроллер"

ЗАО ПК "Промконтроллер" (торговая марка — "ТЕКОН") начало поставки фирменной процессорной платформы t-mezon и комплекта разработчика t-mezon Starter Kit.

t-mezon - фирменная процессорная платформа от ЗАО ПК www.tecon.ru
ТЕКОН

Новые контроллеры PAC

Компания Opto 22 представила две новые версии программируемых контроллеров автоматизации под названием Snap PAC

Компания Opto 22 представила две новые версии программируемых контроллеров автоматизации под названием Snap PAC. Первая модель относится к серии Snap PAC-S. Это высокопроизводительный автономный котроллер, подходящий для работы в составе распределенных систем управления, а также для задач, требующих более 128 каналов ввода/вывода или сложной архитектуры сети Ethernet. В модели Snap-PAC-S1 установлены: 32-битный многозадачный процессор, поддерживающий вычисления с плавающей точкой, 32 MB оперативной памяти, 16 MB flash-памяти и 8 МВ памяти с питанием от аккумулятора. Вторая модель относится к серии Snap PAC-R и представляет собой контроллер на основе шасси ввода/ вывода, предназначенный для управления производственными ячейками и других задач, требующих небольшого количества размещенных в одном месте каналов ввода/вывода.
www.opto22.com
Opto 22

Два в одном: ПЛК и контроллер перемещений

MintDriveII — программируемый контроллер перемещений и одновременно ПЛК, работающий в фоновом режиме. В одном компактном многофункциональном устройстве сочетаются мощный контроллер перемещений и сервопривод. Программирование осуществляется на простом языке с поддержкой многозадачности, позволяющем реализовать функции управления перемещениями, человеко-машинным интерфейсом и ПЛК. В контроллер встроены средства аналогового и цифрового ввода, которые могут быть использованы для управления внешними приборами. Среди возможностей данного ПЛК — логические операторы и генерация условий да/нет для управления следующими действиями: перемещение, выбор пользовательских каналов вывода, включение и выключение двигателя и т.д. Количество каналов аналогового и цифрового ввода/вывода может быть увеличено посредством подключаемых по шине CAN модулей или устройств CANopen, совместимых с DS401. Поддерживаются также шины DeviceNet и Profibus-DP.
www.baldor.com
Baldor Inc.

* автор раздела "Сделано в России" — Дмитрий Аркадьевич Филимонов, директор по маркетингу ЗАО ПК "Промконтроллер" (Группа компаний "ТЕКОН")
fil@tecon.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.