Montaža in priklop programabilnih logičnih krmilnikov (PLC) v avtomatske omare in panele

Programabilni logični krmilnik (PLC) je posebna vrsta računalnika, ki se uporablja za avtomatizacijo tehnoloških procesov in objektov.

Izraz PLC (angleška okrajšava — (PLC) programabilni logični krmilnik) je uvedel Odo Joseph Struger, inženir pri Allen-Bradley USA leta 1971. Imel je tudi ključno vlogo pri poenotenju programskih jezikov PLC.

Pri uporabi algoritma v krmilnem sistemu so običajno potrebne logične operacije in posebna organizacija komunikacije s senzorji, aktuatorji in vmesnikom človek-stroj.

Pomembna lastnost PLC-ja je njegovo delovanje v realnem času. To je zagotovljeno z uporabo posebnih mikroprocesorjev, ki zagotavljajo odziv sistema na zahtevo v določenem časovnem intervalu.

PLC običajno delujejo v neugodnih zunanjih pogojih - temperatura, vlaga, prah, elektromagnetno sevanje, sevanje. Zato običajni domači računalniki niso bili uporabljeni kot krmilniki.

V Rusiji od leta 2007.velja poseben programabilni krmilnik GOST R IEC 61131-1-2016.

PLC temeljijo na mikrokontrolerji — specializirani mikroprocesorji z enočipno arhitekturo. Mikrokontrolerji lahko delujejo brez nabora čipov in matične plošče, brez operacijskega sistema. Toda ta način se uporablja predvsem v preprostih lokalnih sistemih avtomatizacije. V kompleksnih sistemih se uporabljajo dovolj zmogljivi procesorji pod nadzorom posebnih operacijskih sistemov.

Za več informacij o namenu, napravah in tipih PLC glejte tukaj: Kaj so programabilni logični krmilniki

Raznolikost PLC-jev je zelo velika. Na področju avtomatizacije in elektronike ni podjetja, ki ne bi izdelovalo lastnih PLC-jev. Kljub temu vse PLC-je druži skupna arhitektura in standardizacija vmesnikov za povezovanje zunanjih naprav.

Največji svetovni proizvajalci PLC-jev so danes Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato. PLC-je proizvajajo številni drugi proizvajalci, vključno z ruskimi podjetji Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon in drugimi.

Programabilni logični krmilniki OWEN

Siemens programabilni krmilniki iz serije SIMATIC S7

Primer izgleda PLC-ja v standardnem monobloku je prikazan na sliki. To sta PLC podjetja OWEN (Rusija) in PLC podjetja 9 Siemens (Nemčija). Konektorji za priključitev napajanja, senzorjev in aktuatorjev se nahajajo na obeh straneh škatle.

Programabilni logični krmilnik PLC 63 proizvajalca OWEN (Rusija) in PLC proizvajalca Siemens (Nemčija)

Obstajajo naslednje vrste vhodov-izhodov: diskretni, analogni, univerzalni, namenski in vmesniški.

Običajno se diskretni vhodi uporabljajo za povezavo senzorjev, ki so lahko v dveh stanjih: "aktivno - pasivno" ali "vklopljeno - izklopljeno". Z diskretnimi vhodi lahko priključite gumbe, stikala, končna stikala, termostate in drugo opremo.

Diskretni vhodi krmilnikov TAns so običajno izračunani za sprejem standardnih signalov z nivojem +24 V DC. Tipična vrednost toka za en digitalni vhod (pri vhodni napetosti +24 V) je približno 10 mA.

Diskretni izhodi PLC se uporabljajo za generiranje izhodnih signalov z električnimi parametri kot diskretnim vhodom. Na splošno se uporabljajo za krmiljenje vklopa ali izklopa pogonov.

V skladu z GOST IEC 61131-2-2012 (datum uvedbe 2014-07-01) je analogni vhod naprava, ki pretvarja zvezni signal v diskretno binarno število za delovanje v sistemu programirljivega krmilnika.

Za analogne vhode so najpogostejša standardna območja enosmerne napetosti –10… + 10 V in 0… + 10 V. Za tokovne vhode sta območja 0–20 mA in 4–20 mA.

Analogni vhodi omogočajo priklop analognih senzorjev na PLC.

V skladu z GOST 61131-2-2012 (datum uvedbe 2014-07-01) je analogni izhod naprava, ki pretvori binarno število v analogni signal.

PLC-ji so lahko opremljeni s posebnimi V/I, ki omogočajo merjenje trajanja, fiksacijo robov, štetje impulzov in nadzor motorja.

Število teh ali teh vhodov-izhodov je glavni dejavnik, ki določa zmogljivosti PLC-ja, ko na njegovi osnovi ustvarimo sistem avtomatizacije.

PLC izhodi in priklop zunanjih naprav

Po zasnovi in ​​načinu montaže obstajajo štiri različice ohišja PLC:

• ohišje za montažo na DIN letev;
• Ohišje za pritrditev na steno;
• plošča različica;
• odprt okvir za vgrajene modularne sisteme.

Ohišje za montažo na DIN letev je zasnovano za montažo PLC na ploščo krmilne omare in ima posebno vzmetno ključavnico za pritrditev na standardno DIN letev.

Ohišje za stensko montažo je običajno izdelano po standardih za zaščito pred prahom in vlago in ima vgrajena tesnila za priključitev zunanjih električnih žic, tako napajalnih kot signalnih.

Panelna izvedba PLC-ja se uporablja pri vgradnji PLC-ja v vhodna vrata omarice za avtomatizacijo. Panelni PLC-ji imajo običajno zaslon na dotik, ki prikazuje mnemonični diagram avtomatizirane procesne linije ali lokalnega sistema avtomatizacije in ki se uporablja za vnos krmilnih parametrov s strani operaterja.

PLC odprtega okvirja se uporablja za ustvarjanje vgrajenih (vgrajenih) sistemov za avtomatizacijo. PLC je v tem primeru tiskano vezje z nizom konektorjev za priklop zunanjih naprav in pritrdilnih elementov za priklop na druge plošče.

Konektorji so lahko izdelani z žicami, povezanimi s PLC pod vijačno sponko ali snemljivi. Slednji imajo očitno prednost pri vzdrževanju, na primer pri zamenjavi PLC-ja. V tem primeru je nemogoče zamenjati povezavo žic. Vendar pa uporaba dvojnih konektorjev podraži PLC, zato proizvajalci v PLC-jih pogosteje uporabljajo vijačne povezave žic kot pa ločljive.

Monoblock PLC-ji imajo običajno vgrajene ali oddaljene zaslone, nameščene na sprednjih ploščah krmilnih omaric. Lahko so grafični, sintetizirajoči ali senzorični.

Spodnja slika prikazuje PLC z vgrajenim LCD zaslonom in tipkovnico, ki se uporablja za lokalno nastavitev parametrov krmilnega algoritma.

Kontakti PLC konektorja omogočajo uporabniku PLC priključek različnih vrst senzorjev: analognih, diskretnih ter aktuatorjev in I/O naprav.

Poleg tega imajo PLC nabor standardnih vmesnikov za orodja za implementacijo porazdeljenih sistemov avtomatizacije z uporabo različnih vrst komunikacijskih kanalov: žice, radia, interneta.

Programabilni logični krmilniki so osnova za izdelavo avtomatskih omaric (ali panelov) za različne namene.

Montaža elementov za avtomatizacijo na omarni plošči se izvaja po načrtu električnega tokokroga, ki je izdelan po specifikacijah za vsak sistem posebej.

Tehnologija namestitve omar za avtomatizacijo zagotavlja ločeno napeljavo napajalnih in signalnih žic v razdelilnih omaricah (na primer napajalne žice - v desnih omaricah in signalnih žic - v levih omaricah glede na montažno ploščo), obvezno označevanje žic v skladu z projektu in stiskanje koncev na žicah s posebnimi sponkami.

Omarice za avtomatizacijo imajo lahko vgrajene klimatske naprave ali grelnike za zagotavljanje notranjega nadzora temperature.

Omara za avtomatizacijo na osnovi PLC-ja

Skoraj vsi sodobni PLK-ji imajo vgrajen stikalni napajalnik, ki zagotavlja napajanje iz zunanjega vira v območju izmenične napetosti od 110 do 265 voltov (AD-DC pretvornik napetosti) ali iz enosmernega napajalnika (DC-DC pretvornik napetosti).

Stikalni napajalniki imajo vgrajene številne avtomatske zaščite: pred kratkim stikom, pregrevanjem in preobremenitvijo.

Običajna napajalna povezava PLC-ja zahteva predhodno filter za dušenje prenapetosti. Izbira impulznih napajalnikov poteka glede na vrednost zahtevane porabe energije in zahtevane izhodne vrednosti nazivnih moči.

Če je glavni vir vhodne napetosti izklopljen zaradi nesreče ali okvare, lahko delovanje ali pravilno zaustavitev naprave ali sistema zagotovi neprekinjeno napajanje.

Stopnja zaščite PLC-ja je šifrirana z oznako IP (Ingress Protection Rating). IP dobesedno pomeni stopnja zaščite pred vdorom. Trenutno je to najpogostejši sistem označevanja za zaščito opreme pred vplivi zunanjega okolja. Uporablja se za označevanje zaščite pred prodiranjem različnih fizičnih delcev v opremo z geometrijskimi dimenzijami, vključno s prahom in vodo.

Stopnja zaščite IP — dekodiranje, primeri opreme

Ohišja PLC, kot tudi omare ali plošče, v katere so nameščeni, imajo lahko določeno stopnjo zaščite.

Namestitev in priključitev specifičnih programabilnih logičnih krmilnikov (PLC) v avtomatske omare in panele je treba opraviti v skladu z navodili proizvajalca.

Slike avtomatskih plošč s programabilnimi logičnimi krmilniki: