Sistemele de automatizare industriala au devenit esentiale intr-o multime de domenii, in vederea accelerarii proceselor de productie si nu numai. Doar cu ajutorul automatizarilor, au devenit posibile si foarte multe servicii complexe care deservesc populatiei din intreaga lume. Printre cele mai importante componente ale automatizarilor necesare in foarte multe domenii de activitate sunt controlerele logice programabile, cunoscute ca PLC, acronimul pentru Programmable Logic Controller. Ce este un PLC, asadar?

Concret, PLC-ul este coloana vertebrala ale sistemelor de automatizare industriala, avand rol in controlul si monitorizarea multor procese complexe. Dispozitivele electronice din aceasta categorie au inregistrat o evolutie impresionanta de la momentul introducerii in industrie, devenind in timp esentiale in cele mai importante ramuri ale acesteia. In acest articol, poti afla cele mai importante detalii despre ce sunt automatele programabile, cum se programeaza, ce componente au si in ce domenii se utilizeaza cu preponderenta.

Cuprins:

1. Ce este un PLC - definitie, programare, functionare, componente si aplicatii
2. Ce inseamna PLC - componentele statiilor SIMATIC si limbajul STEP7

1 Ce este un PLC - definitie, programare, functionare, componente si aplicatii

Domeniul aumatizarilor industriale este unul care a atras si continua sa atraga foarte mult interes, datorita importantei pe care o au sistemele din aceasta categorie. In lipsa unor sisteme de automatizare eficiente si complexe, companiile din diverse industrii nu ar putea sa actioneze eficient si sa tina ritmul cu o lume care functioneaza la o viteza tot mai mare. Printre cele mai importante sisteme de automatizare sunt automate programabile(PLC).

Ce sunt PLC-urile?

PLC-ul este un dispozitiv electronic de specialitate, proiectat in vederea controlarii si monitorizarii proceselor industriale si a aparatelor implicate in acestea. Initial, rolul PLC-ului a fost acela de a inlocui releele si contactorii care se foloseau in vederea controlarii proceselor si aparatelor la nivel industrial.

Principala functie a unui controler PLC este executarea instructiunilor oferite in limbaj matematic si logic de programare, cu scopul de a controla procesele industriale din diverse domenii. Asadar, pentru a putea oferi randamentul scontat, trebuie ca PLC-ul sa fie programat in mod corect.

Cum se programeaza un PLC?

Procesul de programare a unui PLC presupune dezvoltarea unui set de instructiuni care dicteaza cu precizie modul in care dispozitivul va actiona in diverse situatii in care este necesara functionarea sa. Programarea se poate realiza cu ajutorul limbajelor specifice PLC-urilor, precum Ladder Logic, Structured Text, Instruction List sau STEP7. Iata cateva etape esentiale si generice, din procesul de programare a unui PLC:

Pentru a raspunde la intrebarea ”In ce scop este folosit paratrasnetul?” este nevoie de putina cercetare asupra problemei. Toata lumea stie ca problema cea mai mare cu care se confrunta oamenii este legata de posibilitatea aparitiei de incendii, imediat dupa ce trasnetul a descarcat curentul electric. Astfel, paratrasnetul are rolul de a proteja oamenii si bunurile materiale ale acestora, dar si de a preveni aparitia incendiilor, atragand curentul electric si ghidandu-l spre sol, ceea ce reduce foarte mult orice risc de incendiere.

1 Definirea obiectivelor - acest prim pas implica identificarea proceselor sau a aparatelor care trebuie sa fie controlate prin intermediul sistemului PLC. Apoi, se stabilesc obiectivele precise de control si monitorizare.

2 Crearea programului - prin folosirea limbajului de programare specific PLC-ului, se creeaza instructiuni logice. Sunt implementate conditiile si algoritmii necesari pentru ca sistemul sa poata sa functioneze corect.

3 Verificarea si testarea - al treilea pas implica testarea programului in simulatoare PLC sau in circumstante reale, pentru a asigura functionarea optima a logicii de control.

4 Implementarea - odata testat si verificat, programul care va controla functionarea PLC-ului poate fi transferat pe sistemul PLC.

5 Monitorizare si intretinere - dupa punerea in functiune a sistemului, acesta trebuie monitorizat si intretinut in timpul functionarii sale. De asemenea, programul trebuie actualizat pentru a putea sa se adapteze modificarilor de proces sau cerintelor sistemului.

2. Cum functioneaza un PLC?

PLC-urile functioneaza in baza unui ciclu de scanare continuu. Acesta include etape multiple, care se repeta in bucla pentru a asigura controlul continuu si monitorizarea permanenta a proceselor industriale. Iata etapele functionarii PLC-ului:

1 Scanarea intrarilor - se detecteaza toate schimbarile in starea dispozitivelor de intrare conectate la PLC, cum sunt senzorii.

2 Executia programului - programul PLC este executat, iar instructiunile logice sunt aplicate, in vederea aflarii starii dispozitivelor de iesire.

3 Controlul dispozitivelor de iesire - elementele controlate in mod automat prin intermediul PLC sunt puse in functiune sau intrerupte in baza instructiunilor logice din program.

4 Repetarea ciclului - acesti pasi se repeta in mod continuu, ceea ce garanteaza functionarea constanta si eficienta a sistemului.

Componentele hardware ale PLC-urilor

Pe langa program, PLC-ul are nevoie si de o serie de componente hardware esentiale, fiecare cu rol specific in functionarea dispozitivului. Iata care sunt acestea:

• Sursa de alimentare - este componenta prin care se furnizeaza energia electrica necesara pentru functionarea PLC-ului.
• Unitatea centrala de procesare (CPU) - este componenta responsabila de executarea programului si de coordonarea mecanismului de functionare a sistemului PLC
• Modulele de intrare/iesire (I/O) - modulele de intrare conecteaza semnalele de la senzori sau alte dispozitive, iar cele de iesire controleaza functionarea supapelor, motoarelor sau a altor aparate care necesita automatizare.
• Memoria - exista memorie RAM si ROM. Memoria ROM stocheaza programul in regim permanent, in vreme ce memoria RAM stocheaza datele in mod temporar, la fel ca in cazul oricarui sistem computerizat.
• Interfata de comunicare - permite sistemului PLC sa comunice cu alte dispozitive sau sa fie integrate in retele complexe, industriale.
• Carcasa - asigura protectie sistemului si inglobeaza toate celelalte componente intr-un singur spatiu.

Toate componentele prezentate conlucreaza in vederea functionarii fluide a sistemului PLC si a oferirii unui raspuns eficient la cerintele existente in cadrul proceselor industriale.

Domenii de utilizare a controlerelor PLC

Controlerele PLC sunt folosite intr-o varietate deosebita de aplicatii industriale, oferind control flexibil si fiabil al proceselor si aparatelor. De la producerea automobilelor si pana la procese chimice complexe, PLC-urile sunt esentiale in automatizarea industriala. Iata care sunt cele mai importante aplicatii in care ele sunt integrate:

1 Automatizarea liniilor de productie - acesta este un domeniu major in care PLC-urile se folosesc in mod extensiv. Cu ajutorul lor, se controleaza liniile de asamblare, aparatele de prelucrare si sistemele de transport, pentru asigurarea unei productii eficiente si calitative.

2 Controlul aparatelor cu comanda numerica - PLC-urile se folosesc si pentru a controla echipamentele tip aparate CNC (cu comanda numerica), asigurand executia precisa a pasilor necesari in procesul de prelucrare din industria prelucrarii lemnului si din industria metalurgica.

3 Automatizarea proceselor chimice - in industria chimica, se folosesc PLC-uri pentru controlarea si monitorizarea proceselor complexe. Ele au rol de dozaj precis al substantelor chimice, pot controla temperaturile si presiunile si pot sa gestioneze si rezervoarele de stocare.

4 Sisteme de ambalare si etichetare - PLC-urile asigura functionarea corecta a sistemelor de etichetare si ambalare din industria alimentara, industria bunurilor de consum si industria farmaceutica. Ele controleaza aparatele responsabile cu ambalarea, dozatoarele si asigura sincronizarea tuturor operatiunilor.

5 Procesele de fabricare a hartiei - in industria producerii de hartie, PLC-urile se folosesc pentru comandarea diverselor faze ale procesului, de la productia pastei de hartie, pana la taierea si ambalarea produsului finit.

<6>6 Controlul sistemelor HVAC - PLC-urile se folosesc si pentru a controla sistemele de incalzire, ventilatie si aer conditionat. Ele contribuie la cresterea eficientei energetice si la imbunatatirea confortului din zonele in care actioneaza acestea, prin asigurarea unei functionari conforme cu nevoile utilizatorului.

7 Instalatiile de ridicare si manipulare - in diverse depozite si unitati industriale, PLC-urile controleaza sistemele de ridicare si manipulare, inclusiv macaralele si robotii de manipulare.


 

8 Sisteme de control acces si securitate - controlerele PLC se folosesc pentru gestionarea sistemelor de securitate si control al accesului in cladirile comerciale si industriale. Ele permit asigurarea unui control optim al usilor, portilor si sistemelor de alarma.

9 Sisteme de alimentare cu apa si tratare a apelor uzate - PLC-urile monitorizeaza si gestioneaza procesele in instalatiile de tratare a apei, ceea ce garanteaza distributia eficienta a apei potabile si evacuarea corecta a celei uzate.

10 Sisteme de ridicare si transport la aeroporturi - PLC-urile se folosesc si in industria aeroportuara, cu scopul de imbunatatire a preciziei functionarii sistemelor de transport al bagajelor, a scarilor mobile, precum si a altor echipamente critice pentru asigurarea functionarii eficiente si sigure a aeroportului

Asadar, controlerele PLC sunt esentiale pentru automatizarile industriale, la fel cum sunt si releele inteligente (LOGO) si panourile operatoare (HMI). Procesele de programare a controlerelor logice programabile sunt esentiale pentru a asigura monitorizarea si controlul proceselor din mediul industrial, iar componentele hardware joaca si ele un rol cheie. In cele ce urmeaza, poti afla mai multe despre statiile de automatizare SIMATIC si limbajul de programare STEP7

Ce inseamna PLC - componentele statiilor SIMATIC si limbajul STEP7

In domeniul automatizarii industriale, utilizarea statiilor si a programelor specializate reprezinta o actiune absolut esentiala. Automatizarea a devenit un element esential in mediul industrial actual, iar statiile SIMATIC, dezvoltate de catre compania Siemens, sunt o solutie completa pentru gestionarea si analiza proceselor industriale complexe.

Acestea sunt mecanisme complexe, care cuprind inclusiv un controler PLC. In continuare, poti afla care sunt toate componentele unei statii de automatizare SIMATIC, precum si ce presupune limbajul de programare STEP7, element esential pentru dezvoltarea si gestionare programelor PLC.

Componentele esentiale ale statiilor de automatizare SIMATIC

• PLC SIMATIC - este, la fel ca orice alt PLC, unitatea centrala de control care ruleaza in baza unui program. La nivelul PLC-ului, se desfasoara procesarea instructiunilor care dicteaza functionarea sistemelor si aparatelor conectate la statia de automatizare.
• Module de intrare si iesire SIMATIC - acestea colecteaza informatiile de la dispozitivele de intrare, precum senzori si transmit comenzi catre dispozitivele controlate, in vederea executarii instructiunilor
• Interfata HMI (Human-Machine) SIMATIC - poate fi prezent sub forma unui panou de control sau a unui ecran care ofera operatorilor acces la o interfata intuitiva, prin care sa monitorizeze si sa controleze functionarea sistemului.

• Sisteme de comunicare industriala - este vorba despre module si protocoale pentru conectarea la retelele industriale. Acest sistem faciliteaza comunicarea eficienta intre statia SIMATIC si alte dispozitive, pentru crearea unui sistem amplu de automatizare
• Soft de programare SIMATIC - Siemens a dezvoltat o platforma specializata in programarea si gestionarea PLC-urilor SIMATIC. Este vorba despre TIA Portal. Acest soft ofera un mediu foarte bine integrat, in vederea coordonarii tuturor activitatilor legate de automatizare, de la programare, pana la simulare si diagnosticare.
• Module de comunicare - sunt module care permit statiei SIMATIC sa comunice cu alte echipamente si dispozitive, intr-un sistem industrial complex. Au rol esential pentru asigurarea unui flux de informatii fluid, intre diversele componente ale intregului sistem

Limbajul de programare STEP7

Acest limbaj de programare are un rol esential in dezvoltarea aplicatiilor de automatizare pentru PLC-urile SIMATIC. El ofera inginerilor operatori un set foarte amplu de instrumente, care se pot folosi pentru a crea programe eficiente. Iata care sunt principalele elemente definitorii pentru limbajul STEP7.

• Structured Control Language - este un limbaj de programare care se bazeaza pe limbajul Structured Text. El permite crearea de programe complexe, prin oferirea unei structuri foarte clare a codului.
• Function Block Diagram - este un limbaj grafic care apeleaza la blocuri functionale, in vederea reprezentarii logicii de control.
• Instruction List - reprezinta un limbaj de programare text, asemanator cu limbajul de asamblare, care se foloseste in programarea avansata.
• Simulare in TIA Portal - TIA Portal vine cu optiuni de simulare care permit programatorilor sa testeze si sa depaneze programele, inainte de a fi lansate pe dispozitivele reale, intr-un mediu virtual.
• Debugging si diagnostic - TIA Portal ofera si instrumente eficiente in vederea depanarii programelor, dar si sisteme de diagnoza a erorilor si monitorizare a starii sistemului in timp real.

Integrarea componentelor hardware ale unei statii SIMATIC cu limbajul de programare STEP7 ofera beneficii multiple in automatizarea industriala, precum eficienta operationala, flexibilitatea in programare, simularea avansata, dar si interfata HMI deosebit de intuitiva

Acum ca stii totul despre PLC, ce inseamna si ce face un PLC, dar si despre semnificatia unei statii SIMATIC si al limbajului STEP7, poti alege solutii de automatizare profesionale. In gama disponibila pe Tablourielectrice.ro poti sa gasesti o multime de optiuni de echipamente de automatizare industriala, de la switch-uri si comunicatii, pana la PLC-uri SIMATIC si relee inteligente. Asadar, daca ai nevoie de echipamente specifice acestui domeniu, poti alege sa le comanzi online din oferta noastra

Surse foto: Unsplash.com, Tablourielectrice.ro