PLC's: Efficiëntie ontgrendelen in uw industrie-automatisering

Probeerbare logische controllers: de ruggengraat van industriële automatisering

Programmeerbare logische controllers, of PLC's, zijn digitale computers gebruikt voor het automatiseren van specifieke taken of processen voor diverse toepassingen. Ze kunnen machines op montagebanden, achtbanen in pretparken of verlichtingsarmaturen besturen. Tegenwoordig groeit de vraag naar industriële automatisering in productiefaciliteiten wereldwijd. Automatisering wordt een centraal aspect in de productie omdat faciliteiten te maken krijgen met dunne winstmarges en nog steeds werken binnen just-in-time productiemethoden. Bedrijven begrijpen dat ze, om te leveren voor deze processen, klantvraag moeten vervullen terwijl ze tegen lagere kosten, massaproductie, aanpasbaarheid en flexibiliteit opereren. Het hoofddoel van dit artikel is om faciliteiten te helpen het voordeel te begrijpen van het overschakelen van ruwe handmatige productielijnen naar het automatiseren van specifieke taken met PLC's.

Programmeerbare logische controller ontrafeld

PLC's zijn een hoeksteen van industriële automatisering geworden, vaak dienend als schakel tussen machines en mensen. Als universele controllers kunnen PLC's worden geprogrammeerd om een verscheidenheid aan taken uit te voeren, van pneumatische operaties tot wiskundige berekeningen. Met de verwerkingskracht, dataopslag en communicatiemogelijkheden van moderne computers, bieden PLC's een heel ander niveau van toepassingsbesturing. PLC's zijn ontworpen om betrouwbare operaties te leveren in enkele van de meest uitdagende situaties, zoals hoge temperaturen, elektrische ruis, schok en trillingen.

PLC's interacteren via directe verbinding met invoer- en uitvoertoestellen. Signal van sensoren, schakelaars en andere besturingapparaten leveren externe fysieke data over de omgevingsoperaties van de PLC. PLC's zijn oorspronkelijk ontworpen via ladder-logica, maar moderne PLC's zijn niet alleen beperkt tot ladder-logica, en PLC-uitgangen leveren terugkoppeling om de best mogelijke beslissing te nemen om het proces of de omgeving te veranderen.

Voordelen van PLC's

• Flexibiliteit
  • Eén enkele PLC kan gemakkelijk meerdere typen machines aansturen.
• Foutcorrectie:
  • Voor PLC's moesten relaispanelen fysiek gewijzigd worden om een nieuw schakelontwerp te bereiken. Met PLC's kan een wijziging in schakelontwerp eenvoudig worden aangepast door de controller opnieuw te programmeren. Het corrigeren van fouten in controllers is extreem kort van duur en kosteneffectief.
• Ruimte-efficiëntie:
  • Met de ontwikkeling van PLC-geheugen is de mogelijkheid om contacten, spoelen, timers, sequencers en tellers op een enkele controller te gebruiken, sterk toegenomen. Duizenden instrumenten kunnen in één controller worden aangesloten. Dit vermindert de behoefte aan verschillende paneeldozen voor meerdere systemen.
• Lage kosten:
  • PLC-kosten variëren van een paar honderd tot een paar duizend euro. Het verminderen van het aantal externe componenten om een enkel systeem te bedienen door de aankoop van één PLC kan geld besparen op directe en installatiekosten.
• Testen:
  • PLC's kunnen in een beveiligde labomgeving worden getest en geëvalueerd. Het programma kan getest, gevalideerd en gecorrigeerd worden, wat zeer waardevolle tijd bespaart.

PLC-implementatie biedt talloze prestatievoordelen, zoals verminderde hardwarevereisten, verhoogde efficiëntie en minder productafval. Moderne PLC's zijn hoogst aanpasbaar en kunnen worden ontworpen voor individuele besturingstoepassingen, terwijl de productievloerruimte aanzienlijk wordt verminderd.

Met ingebouwde controllers maken PLC's installatie eenvoudiger omdat ze minder ruimte nodig hebben. Ook verbeteren PLC-displays de operator-interactie, wat leidt tot verhoogde productie-efficiëntie.

Onderhoud en troubleshooting, reparaties worden verminderd door plug-in componenten en het vervangen van modules. De kans op PLC-fouten en de tijd die nodig is om fouten te herstellen, is aanzienlijk verminderd, wat leidt tot volledige eliminatie van herbedrading van relaispanelen en accessoire-componenten. Bovendien kunnen foutdetectieschakelingen en diagnostische indicatorintegratie in grote componenten controleren of componenten correct functioneren.

Hoe PLC's werken

Een programmeerbare logische controller is een speciale computer die machines en processen bestuurt. Het deelt daarom een gemeenschappelijke basis met PC's zoals centrale verwerkingseenheid, geheugen, software en communicatie. In tegenstelling tot PC's is de PLC ontworpen om te overleven in zwaardere industriële omgevingen en is zeer flexibel in het interfaceren met in- en uitgangen.

PLC's hebben typisch de volgende componenten:

• Voeding en rack
• Centrale verwerkingseenheid (CPU)
• Invoer/Uitvoer Systeem

PLC's komen in veel verschillende vormen en maten. Sommige passen in uw zak, terwijl grotere besturingssystemen grote PLC-racks vereisen.

• Voeding en Rack
  • De rack houdt alles bij elkaar. Het kan ontworpen zijn om meerdere modules te houden. Het houdt de kaarten om te communiceren met de CPU. De voeding regelt de DC-stroom naar elke van de modules op de rack.
• CPU
  • Dit is de brein achter de PLC. De CPU zit typisch achter de voeding. De CPU bestaat uit een microprocessor, geheugenchip en andere logische schakelingen voor monitoring en communicatie. Dit is waar het logica-programma geïmplementeerd wordt en het programma uitvoert en het proces bedient.
• Invoer/Uitvoer Systeem
  • Dit is waar de fysieke verbindingen tussen apparatuur en de PLC samenkomen. Een klemstrook wordt gebruikt voor de I/O-kaarten voor de apparaataansluitingen.

Het invoer/uitvoersysteem werkt in tandem met de CPU. Waar de invoerapparaten de data die ontvangen wordt door de monitoringcomponenten registreren en meten en informatie verstrekken voor de CPU om te bepalen wat de machine of het proces ermee moet doen. Het uitvoersysteem stuurt de uitvoering van het programma van de CPU naar de opererende machines en processen. Meestal voert de PLC een enkel type uitvoering uit voor een specifieke taak of proces. Dit stelt het systeem in staat om de taak te automatiseren op basis van de PLC-terugkoppelingssensoren.

Welke industrieën gebruiken PLC's?

Met PLC-ontwerp en -ontwikkeling die elk jaar nieuwe hoogtes bereikt, blijven de potentiële industriële toepassingen groeien. Hier zijn een paar van de industrieën die PLC's gebruiken en de toepassingen ervoor.

Snack- en voedingsmiddelenindustrie

• Ovenbesturingssystemen
• Doseringssystemen
• Kooksystemen
• Extrusie- en snijsystemen
• Slibmeng- en distributiesystemen

Materiaaltransport

• Materiaalhandling
• Variabele snelheidsaandrijvingen en systemen
• Motor Control Center Systemen
• Klepsequentiëlebesturingssystemen
• Verstoppingsdetectiecontroles

Bouwproducten

• Ovenbesturingssystemen
• Snijbesturingssystemen
• Vormsystemen
• Gipsmeng- en distributiesystemen

Farmaceutische industrie

• Autoklaafbesturingssystemen
• Flesdopmachines
• Validatierapporten
• R&D operaties
• Fleswassen
• Fleslabelen

Staalindustrie

• Machinebesturing
• Ovenbesturingssystemen

Verpakking en Etikettering

• Materiaalpositionering
• Voorraadbestedingssystemen
• Producttransportsystemen

Zijn PLC's geschikt voor uw industrie?

1. Zijn PLC's nodig voor uw productie?

Het is basis, maar het begrijpen van toepassingsvereisten helpt bepalen of PLC's het best zijn voor uw automatiseringssysteem. Typische fabrieksautomatiseringstoepassingen, waarvoor PLC's zijn ontworpen, omvatten de productie/montage van specifieke items. Deze toepassingen omvatten een of meer machines en een grote hoeveelheid materiaalverplaatsing. Typisch worden deze processen gemonitord door een operator die de voortgang door de productielijn volgt. Deze processen zijn sterk logica-gestuurd en vereisen hoge snelheidsvereisten. Dit wordt vaak bestuurd door een combinatie van PLC's en Human Machine Interface (HMI).

2. Productwaarde versus downtime kosten

Als de productwaarde relatief laag is, en/of downtime resulteert in verloren productie, maar met weinig additionele kosten of schade aan het proces, is de PLC een goede keuze. Voor on-demand productproductie, waar productie niet continu is, en een bedrijf juiste afsluitingen voor onderhoud, troubleshooting of upgrades toestaat met weinig impact op productie, roept dit naar de PLC-toepassing.

3. Wat heeft een succesvolle operator nodig?

Typisch in een PLC-omgeving hanteert de operator primair uitzonderingen. Statusinformatie en alarmering helpen de operator bewust te blijven van wat het proces doet. Dit is essentieel de definitie van "Lights Out Manufacturing". Als een operator alleen nodig is om te superviseren, dan kan een PLC-systeem voor u zijn.

4. Wat is de gewenste productieprestatie?

PLC's zijn ontworpen voor hoge-snelheidstoepassingen die hoge scantempo's vereisen met bewegingsbesturing, hoge-snelheidvergrendeling, of besturing van motoren en aandrijvingen. Snelle scantempo's zijn nodig om volledig effectief te zijn in het besturen van deze apparaten. Wat ze geweldig maakt voor de on-demand productmarkt.

5. Is er behoefte aan aanpassing?

PLC's zijn ontworpen als de aanpassingskoning. De ontwikkeling van aangepaste routines en functies is vereist om unieke toepassingsbehoeftes te vervullen. Een systeemintegrator kan vandaag van één type productiemachine schakelen en morgen er in een volledig ander systeem gebruiken. Dit is de kracht van programmeerbare logische controls en hun vermogen om van de ene toepassing naar de andere te schakelen door de code herschrijven.

6. Engineering verwachtingen?

Fabrieksindustriële automatiseringsingenieurs willen aanpasbare platforms waar individuele componenten herprogrammeerd kunnen worden om de gewenste taak te bereiken. Integrators en ingenieurs breken de PLC's open en beginnen te programmeren op basis van wat ze nodig hebben. De tools die door PLC's worden geleverd, ondersteunen typisch een "bottoms-up" benadering van engineering, wat wonderen doet voor kleinere toepassingen.

De nasleep

PLC's hebben hun recht verdiend in automatiseringsindustrieën met hun hoge productiesnelheid en systeemflexibiliteit. Ze zijn al langere tijd aanwezig, maar ontwikkelen zich nog steeds tot krachtige tools voor elke industriële toepassing. Volgende week gaan we in op hoe u een PLC correct selecteert voor uw toepassing en PLC-documentatie begrijpt.

Zou een PLC uw faciliteit helpen? Laat ons weten wat u wilt automatiseren in de reacties hieronder.