config

NAJNOWSZE

Rynek

 

SZKOLENIA I EVENTY

 

STUDIA PRZYPADKÓW

 

PUBLIKACJE

 

TAGI

5Why   5xS  ERP   bezpieczeństwo   deklaracja zgodności   dyrektywa maszynowa   dystrybucja mediów
energia elektryczna   International Forklift Truck of the Year Award   IFOY   TPM   zużycie mediów
Just in Time   Kaizen   Lean   MES   monitorowanie   ocena zgodności   oznakowanie CE   Poka Yoke
projektowanie maszyn   Six Sigma   efektywność energetyczna   Przemysł 4.0   klimatyzacja
raport   rynek pracy   aluminium   automatyka   wypadek przy pracy   awaria   strefa niebezpieczna   
ocena ryzyka   TÜV Rheinland   CO2   falowniki   napędy   panele HMI   energia odnawialna   fotowoltaika 
BIPV   oleje przemysłowe   smary przemysłowe   automatyzacja   robotyzacja   sterowniki PLC   wizualizacja procesow   
SCADA   sterowanie   diagnostyka   własności dynamiczne maszyn   akumulatory   baterie   kody kreskowe   RFID 
IoT – Internet Rzeczy   żywotność majątku technicznego   tworzywa naprawcze   silniki   
przemienniki częstotliwości   łożyska   innowacje   FOS   bhp   zasilacze   przetwornice napięcia PAC
programowanie   konserwacje   prewencja   prędkość obrotowa   pomiary   monitoring zdalny   komunikacja   serwonapędy
rozwiązania mobilne  audyt  rekrutacja  inżynier  rzeczywistość rozszerzona  termowizja  analiza drgań  analiza chemiczna siłowniki urządzenia wykonawcze pneumatyka odzież robocza ciecze obróbcze pompy procesy regulacja systemy sterowniki

 

Sterowniki PLC to grupa urządzeń nie tylko duża, ale i różnorodna. Są bowiem wśród nich modele proste modele, począwszy od tzw. przekaźników programowalnych, poprzez kompaktowe, modułowe lub rozproszone wersje sterowników, a także skomplikowane urządzenia, których możliwości są zbliżone do komputerów przemysłowych.

 

Sterowniki PLC bardzo często klasyfikuje się z uwzględnieniem liczby wejść/wyjść. Stąd też dostępne są nanosterowniki, mikrosterowniki oraz urządzenia średnie i duże. Na polskim rynku dużym uznaniem cieszą się mikrosterowniki (od 33 do 128 punktów wejść/wyjść) oraz sterowniki ze średnią liczbą wejść/wyjść (od 128 do 1021). Na kolejnym miejscu pod względem popularności plasują się nanosterowniki (do 32 punktów) oraz urządzenia duże.

Na przykład sterowniki TP03 marki TECO przeznaczone są do pracy w małych i średnich układach sterowania. Główną jednostkę wyposażono w 20/30/40/60 wejść/wyjść dyskretnych z możliwością rozszerzenia do 256 wejść/wyjść. Do dyspozycji programisty są trzy języki programowania [drabinkowy, IL (Instructions list), SFC]. Zastosowane funkcje i instrukcje to m.in. ADD/SUB/MUL/DIV/SIN/COS/TAN/PID.

Dużym uznaniem w systemach automatyki cieszą się urządzenia firmy Siemens. O silnej pozycji tej firmy decyduje przede wszystkim szeroki przekrój oferty oraz dobra relacja ceny do jakości. Dodatkowo istotny jest bogaty pakiet szkoleń organizowanych niemal na całym świecie.

Urządzenia innych firm w wielu przypadkach nie odbiegają jakością i funkcjonalnością, a niejednokrotnie sterownik innego producenta może okazać się nawet lepszym wyborem. Warto tutaj wspomnieć o producentach, takich jak GE Inteligent Platform, Allen-Bradley, Omron, a także Scheider Electric czy Mitsubishi Electric.

Na przykład sterownik Siemens S7-1500 to następca S7-300 oraz S7-400. W sterowniku jest zaimplementowana obsługa diagnostyki na poziomie systemu operacyjnego (ang. firmware). Tym sposobem programista nie musi tworzyć kodu do diagnostyki sterownika PLC, co było konieczne w przypadku sterownika S7-300. Wyświetlacz montowany na S7-1500 umożliwia podgląd parametrów oraz informacji diagnostycznych sterownika.

Z kolei w sterownikach PLC Saia PCD z oferty firmy Sabur przewidziano pakiet oprogramowania narzędziowego PG5 Controls Suite – wiele języków programowania, takich jak IL, FUPLA, GRAFTEC itp. oraz dodatkowe narzędzia diagnostyczne i specjalizowane. Pakiet PG5 umożliwia pisanie programów i zawiera rozbudowane biblioteki bloków funkcyjnych FBOX. W skład pakietu wchodzą również narzędzia do tworzenia stron HTML w sterownikach oraz konfiguratory sieciowe i biblioteki programistyczne. Podstawowe moduły pakietu Saia PG5 Controls Suite to PG5, Web-Editor, FBox-Builder, Web-Builder, HMI-Editor, Web-Connect i inne.

 

Wymiana danych

 

W mniejszych aplikacjach zastosowanie znajdują sterowniki kompaktowe z liczbą wejść/wyjść 12/8. Ważne miejsce zajmują wejścia i wyjścia analogowe oraz możliwość współpracy z urządzeniami peryferyjnymi. Popularnym standardem wymiany danych jest Modbus RTU, Modbus TCP oraz ASCII. Niejednokrotnie stosuje się bezpośrednie drivery komunikacyjne przeznaczone do współpracy z urządzeniami i systemami, takimi jak np. falowniki, regulatory temperatury czy systemy wizyjne. Wielu użytkowników oczekuje rozwiązań, które łączą funkcje sterownika i paneli operatorskich m.in. ze względu na możliwość zastosowania tego samego oprogramowania.

Nowoczesne sterowniki nie obejdą się bez portu Ethernet oraz portów USB. Wiele sterowników jest w stanie przejąć funkcjonalność bramki komunikacyjnej. W efekcie nie ma potrzeby stosowania urządzeń pośredniczących w komunikacji.

Na przykład sterowniki EH-MICRO firmy Hitachi wyposażono w 32-bitowy procesor typu RISC, wyjścia w liczbie od 10 do 176 oraz wejścia/wyjścia analogowe. Czas wykonania instrukcji prostej wynosi 0,9 ľs. Jest możliwe rozszerzenie zakresu wejść/wyjść. Oprócz tego sterowniki cechują wyjścia impulsowe i z regulacją PWM, programowanie zgodne z IEC 61131-3, wejścia szybkich liczników, wejścia przerwaniowe oraz zegar czasu rzeczywistego.

 

Języki programowania

Zgodnie z normą IEC 61131-3 języki programowania dzielą się na graficzne i tekstowe. Podstawowe cechy wszystkich języków to istnienie rozkazów, wyrażeń lub bloków operacji logicznych oraz podobieństwo sposobu ich przedstawiania do form, które stosuje się w technice przekaźnikowej. W zakresie języków graficznych należy wymienić sekwencyjny język graficzny (SFC), język schematów bloków funkcyjnych (FBD) oraz język schematów drabinkowych (LD). Należy również wspomnieć o językach tekstowych – strukturalnym (ST) oraz instrukcji (IL).

Sekwencyjny język graficzny (SFC) opisuje operacje przy użyciu reprezentacji graficznej dla poszczególnych kroków procesu i warunków nazywanych tranzycjami. Język ten powstał w oparciu o metody opisu automatów sekwencyjnych, takich jak używanie grafu przejść, gdzie każdy węzeł grafu jest związany ze stanem automatu, natomiast łuk grafu jest określony przez zmienną logiczną lub funkcję kilku zmiennych. Oprócz tego zastosowanie znajduje metoda tablicy stanów, której liczba kolumn rośnie wykładniczo ze wzrostem liczby wejść oraz metoda związana z fizyczną realizacją metody schematów drabinkowych opierającą się na analogii do schematów przekaźnikowych.

Język graficzny FBD (ang. function block diagram) bazuje na przepływie sygnału. Używane są gotowe bloki funkcyjne lub procedury przygotowane przez producenta w postaci bibliotek. Aplikacje są tworzone poprzez wybór odpowiedniego bloku funkcyjnego i umieszczane we właściwym miejscu obwodu. Funkcje te widać w edytorze programu jako prostokąty z opisanymi zmiennymi wejściowymi i wyjściowymi.

Język schematów drabinkowych (LD) używa standardowych symboli graficznych, które umieszcza się w obwodach w sposób podobny jak w szczeblach drabinkowych schematów przekaźnikowych układów sterowania. Obwód LD (ang. ladder diagram) jest po obu stronach ograniczony za pomocą szyn prądowych, które nie są elementami obwodu. Prawa szyna może być rysowana w sposób jawny lub pozostawać w domyśle. W języku LD mogą występować standardowe funkcje i bloki funkcyjne.

Języki tekstowe bazują na sekwencjach instrukcji, z których każdą zapisuje się od nowego wiersza. Instrukcja zazwyczaj zawiera nazwę operatora oraz niejednokrotnie modyfikatory i jeden lub kilka operandów (stałych lub zmiennych). Każda instrukcja może być poprzedzona etykietą zakończoną dwukropkiem.

Inżynierowie cenią proste programowanie sterownika. Stąd też w praktyce największym uznaniem cieszy się drabinkowy język programowania, a w następnej kolejności język bloków funkcyjnych. Nieco rzadziej używa się tekstowych języków programowania.

Na przykład sterowniki bezpieczeństwa 1752 SmartGuard™ 600 mają 16 bezpiecznych wejść, 8 bezpiecznych wyjść, 4 źródła testowania pulsowego oraz opcjonalny port EtherNet/IP™. Każdy sterownik zawiera połączenie DeviceNet™ wspierające oba standardy CIP oraz CIP safety. Można je konfigurować i programować poprzez EtherNet/IP, DeviceNet lub poprzez wbudowany port USB. Sterowniki mogą komunikować się z GuardLogix® oraz innymi sterownikami bezpieczeństwa GuardLogix® i przesyłać informacje bezpieczeństwa.

 

Sterowniki PAC

 

Warto podkreślić wzrost zainteresowania urządzeniami klasy PAC 9 (ang. programmable automation controllers), które łączą w sobie funkcjonalność sterownika PLC z możliwościami PC. Urządzenia działają w ramach otwartej, elastycznej architektury programowej. Sterowniki PAC mają większe możliwości obliczeniowe, komunikacyjne i programistyczne w porównaniu z PLC. Warto przy tym podkreślić szerszą funkcjonalność sterowników PAC w zakresie obsługi dyskretnych i analogowych wejść/wyjść z komunikowaniem poprzez łącza szeregowe oraz akwizycję danych z systemu sterowania.

W sterownikach PAC zastosowanie znajduje zaimplementowane środowisko programowe umożliwiające budowanie aplikacji w oparciu o jeden ze standardowych języków programowania. Oprócz języka drabinkowego jest możliwe programowanie z uwzględnieniem: SFC – sekwencyjnych schematów funkcjonalnych, IL – listy instrukcji, ST – tekstu strukturalnego i FBD – diagramów bloków funkcyjnych. Stosowane języki można mieszać w ramach jednej aplikacji, uwzględniając potrzeby programisty przy doborze narzędzi programistycznych w zależności od zadań w tworzonej aplikacji. Standaryzacja języków programowania zgodnie z normą IEC 61131-3 pozwala na zwiększenie elastyczności pracy programisty, redukując czas potrzebny na opracowanie programu.

Sterowniki PAC cechują szerokie możliwości w zakresie komunikacji. Sieci sterowania są w stanie współpracować z rozszerzonymi modułami wejść/wyjść, a także napędami, systemami klasy SCADA, innymi sterownikami PAC, panelami operatorskimi oraz różnymi urządzeniami automatyki. Niejednokrotnie wprowadzone są gotowe algorytmy przeznaczone do realizacji dodatkowych funkcji automatyki, takich jak np. regulacja PID czy tworzenie pętli zwrotnych w sterowanych aplikacjach.

Sterowniki PAC bazują na logicznym mapowaniu wejść/wyjść, co ułatwia dodawanie, modyfikowanie oraz usuwanie modułów współpracujących ze sterownikiem na wspólnym interfejsie. Sterowniki PAC projektuje się bowiem z myślą o pracy w sieci oraz innymi modułami zewnętrznymi. Rozszerzenia dołączane są tradycyjnie na szynach montażowych oraz za pomocą interfejsu sieciowego, tak jak w przypadku rozproszonych modułów wejść/wyjść. Sterownik może stanowić również element większego systemu automatyki w ramach rozproszonych węzłów sieciowych. Używane jest przy tym logiczne mapowanie wejść i wyjść dla zebrania danych z systemu i realizowanego programu.

Na przykład PACSystems RX3i z oferty firmy Astor to kontrolery o budowie modułowej, których główną cechą jest pełna skalowalność, uniwersalność oraz możliwość pracy w systemach redundantnych. Urządzenie przeznaczone jest do sterowania maszynami, kontrolowania linii technologicznych oraz kompleksowego sterowania całym procesem produkcyjnym w branży chemicznej, petrochemicznej, wydobywczej, energetycznej oraz wodno-kanalizacyjnej.

Z kolei LabVIEW firmy National Instruments to oprogramowanie stworzone dla inżynierów tworzących elastyczne i skalowalne aplikacje na potrzeby testów, pomiarów i sterowania. Graficzne środowisko programistyczne łączy łatwość użytkowania narzędzi opartych na konfiguracji z elastycznością wydajnego języka programowania.

 

Podsumowanie

 

Sterowniki PLC, które wdrażane były jeszcze kilkanaście lat temu, znacznie różnią się od urządzeń używanych obecnie. Stawia się na modułową konstrukcję oraz możliwość rozproszenia sterowania poprzez otwarte sieci komunikacyjne, takie jak POWERLINK, CANopen, Profibus itd. Zastosowanie znajdują przy tym moduły I/O o różnym stopniu ochrony, przez co montaż można uwzględnić poza szafą sterowniczą. Dąży się do możliwości integracji wielu komponentów automatyki, takich jak panele operatorskie, napędy, systemy bezpieczeństwa, systemy wizyjne itp. bez konieczności modyfikowania kodu programu. Przykładowo Astraada One DC2000 z oferty firmy Astor to sterownik PLC z terminalem HMI z rodziny Astraada One zintegrowany z terminalem operatorskim Astraada One HMI Terminal. Jest to seria sterowników PLC z wyświetlaczem 4,3" i 7". Urządzenie cechuje m.in. CODESYS V3 (programowanie, wizualizacja, komunikacja), krótkie cykle czasowe, wyświetlacze rezystancyjne, EtherCAT master, CANopen master, porty szeregowe, a także wbudowane cyfrowe i analogowe I/O. Ważne są moduły rozszerzeń oraz Web Server.

Inżynierowie zwracają uwagę na możliwość zdalnego dostępu do systemów automatyki. Tym sposobem zyskuje się zdalne nadzorowanie systemów, a więc niższe koszty obsługi i możliwość niemal natychmiastowej reakcji na awarie. Zwraca się uwagę na kompatybilność nowych urządzeń z wcześniejszymi wersjami. W niektórych urządzeniach wszystkie niezbędne modyfikacje do nowych platform sprzętowych wykonuje się w systemie operacyjnym sterowników.

 

Janusz Kociemba

 

---

KOMENTARZE EKSPERTÓW

 

Jak wygląda rynek sterowników PLC w Polsce?

Jakie nowatorskie rozwiązania uwzględnia się w sterownikach PLC (w odniesieniu do oferty Państwa firmy)?

W jakim kierunku rozwijają się sterowniki PLC?

 

Krzysztof Gołąb

kierownik Działu Automatyki i Napędów

 

 Rynek sterowników PLC w Polsce jest dość mocno nasycony ofertą tych urządzeń. Jednocześnie cały czas branża PLC się rozwija. Głównym motorem napędowym tego rozwoju są coraz to większe wymogi stawiane wykonywanym elementom, precyzji i szybkości sterowania. Rozwojowi sprzyja również chęć inwestorów do zwiększenia wydajności swoich maszyn oraz dofinansowania na innowacyjne rozwiązania z Unii Europejskiej. Wszystko to powoduje, że rynek sterowników swobodnie programowalnych cały czas pnie się do góry od przeszło dekady.

Wraz z rozwojem sterowników i rosnącymi wymogami klientów idą nowe rozwiązania i zastosowania PLC. Jeszcze kilkanaście lat temu skokiem technologicznym była automatyczna kontrola stanowiska i regulatory PID. Obecnie wyzwania są coraz większe: komunikacja z urządzeniami peryferyjnymi, komunikacja w czasie rzeczywistym, udostępnienie danych na WWW lub poprzez sieć Ethernet, systemy rozproszone, które zbierają informacje z całych zakładów i linii produkcyjnych do centralnego punktu sterującego czy też do zarządzającego zakładem z dowolnego miejsca. Aktualnie jako nowatorskie rozwiązania w PLC można wymienić: sieć czasu rzeczywistego EtherCAT, wbudowane protokoły komunikacyjne w jednostkę główną, szybką transmisję danych pomiędzy urządzaniami tego samego producenta (RS485 na sterownikach FATEK może osiągnąć prędkość 920 kbps), specjalizowane moduły rozszerzeń, np. do obsługi sprzężeń zwrotnych, głosowe, wagowe, do potencjometrów i inne.

 

Urządzenia sterujące, w tym PLC, i ich rozwój ukierunkowany jest aktualnie w stronę sieci, dostępności z dowolnego miejsca, serwisu łatwego i w miarę możliwości zdalnego. Rozwój internetu pozwolił na szybkie przekazywanie danych pomiędzy urządzeniami oraz możliwość przeprowadzania diagnostyki na odległość. Odpowiednio przygotowana aplikacja pozwala w późniejszym czasie na oszczędność czasu i pieniędzy inwestorom i serwisowi.

 

 

W jakim kierunku rozwijają się sterowniki PLC?

 

Piotr Adamczyk

specjalista ds. systemów sterowania

ASTOR

 

Kierunek rozwoju sterowników PLC jako nieodłącznych elementów każdej instalacji przemysłowej zacznie kształtować koncepcja czwartej rewolucji przemysłowej. Podniesienie efektywności zakładów produkcyjnych, zwiększenie innowacyjności czy lepsze zarządzanie i planowanie produkcji wymaga dostępu do bieżących danych pochodzących wprost z produkcji. Z tego powodu nowoczesne sterowniki PLC wyposaża się w szereg interfejsów komunikacyjnych, które pozwalają integrować w jeden spójny system wszystkie elementy mające wpływ na produkcję. Szybkość komunikacji sięgająca kilku gigabitów, wysoka przepustowość, determinizm w komunikacji czy mechanizmy redundancji gwarantujące dostęp do danych (nawet w przypadku uszkodzenia magistrali) będą w najbliższej przyszłości standardem większości urządzeń automatyki przemysłowej. Oczywiste staną się również metody wymiany danych, które uniezależnią się od warstwy sprzętowej, systemów operacyjnych oraz producentów automatyki – przykładem może być tutaj OPC-UA. W parze z rozwojem możliwości komunikacyjnych pójdzie także wzrost bezpieczeństwa transmisji danych. Będzie to realizowane z poziomu urządzeń sterujących. Już teraz pierwsi dostawcy, jak np. GE Automation & Controls, dostarczają produkty z certyfikatem Achilles Level 1 i Level 2, który gwarantuje odporność na cyberataki. Naturalnym rozwojem będzie także dalsze podnoszenie wydajności sterowników PLC przy jednoczesnym skróceniu czasu ich wprowadzenia na rynek. Z punktu widzenia nadzoru operatorskiego dedykowane panele HMI powoli mogą zacząć ustępować miejsca urządzeniom mobilnym, takim jak tablet. BYOD (ang. bring your own device) staje się coraz popularniejszy dzięki przygotowywaniu wizualizacji w technologii webowej, gdzie gotowa aplikacja jest przechowywana na sterowniku, a tablet pełni fnkcję jedynie wyświetlacza mającego bezprzewodowy dostęp do sterownika.

OPINIE

TECHNOLOGIE I USŁUGI

 

ARTYKUŁY

 

Oferta: automatyka magazynowa, case study, centrum logistyczne, dystrybucja, logistyka, magazyn, magazynier, operator logistyczny, palety, regały, studia przypadków, system wms, wózek widłowy, wózki widłowe

Background Image

Header Color

:

Content Color

:

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług zgodnie z Polityką prywatności. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do cookie w Twojej przeglądarce lub w konfiguracji usługi. Polityka prywatności.