PLC-de areng: programmeeritavate loogikakontrollerite ajalugu ja kuidas neid valida või asendada

Jalutage läbi peaaegu iga vanema tehase ja leiate paradoksi. Üks rida jookseb ikka veel viisteist või kakskümmend aastat tagasi kirjutatud redelloogikat kontrolleril, mille tootmist on juba kümmekond aastat katkestatud, samal ajal kui selle kõrval asuv rakk voogesitab andmeid IIoT platvormile ennustavaks hoolduseks. Mõlemad teevad oma tööd. See vahe, mis istub kõrvuti samal korrusel, on tõesti lugu sellest, kuidas programmeeritavad loogikakontrollerid kasvasid. PLC-de arengu mõistmine ei ole ainult tööstuslik tühiasi. See ütleb teile, miks teie installitud baas näeb välja selline, nagu ta välja näeb, ja kujundab kaks otsust, millega iga tehas lõpuks silmitsi seisab: milline kontroller järgmisena osta ja mida teha, kui see, millele usaldate, oma eluea lõppu jõuab.

Enne PLC-sid: miks releeloogika tööstuse tagasi hoidis

Enne PLC-d juhtisid masinaid elektromehaanilised releed. Protsessi loogika, mis tähendab, et see klapp avaneb ja mootor käivitub, elas füüsilises juhtmestikus sadade või isegi tuhandete releede vahel, mis on paigutatud suurtesse kappidesse.

See lähenemine töötas, kuid see oli kallist viisi rabe. Juhtimisjärjestuse muutmine tähendas paneeli käsitsi ümberpaigutamist, mis võib kesta päevi või nädalaid, kui liin seisis jõude. Üksik rikkis relee või lahtine juhe võib tootmise peatada ja vea leidmine juhtmestiku rägastikus oli aeglane töö. Kapid ise tarbisid põrandapinda ja pärast aastaid kestnud väikseid muudatusi ei vastanud dokumentatsioon tegelikult ehitatule.

Surve jõudis USA autotööstuses pea peale. Autotootjad, nagu General Motors, tegid oma tootesarja igal mudeliaastal ümber ja iga tööriist tähendas releepaneelide väljarebimist ja ümberehitamist tohutute kuludega. 1960. aastate lõpuks muutis see iga-aastane katkestus kiireloomuliseks ümberprogrammeeritava alternatiivi otsimise. Põhisoov oli lihtne: usaldage töökindlusinsenere, kuid tehke vase asemel muudatusi tarkvaras. See surve viis otse spetsifikatsioonini, mis lõi esimese PLC.

PLC sünd (1968): Modicon 084 ja Ladder Logic

1968. aastal kirjutas General Motorsi Hydramaticu osakond nüüd-kuulsa spetsifikatsiooni releejuhtimise pooljuht{2}}asenduseks. See nõudis vastupidavat seadet, mida saaks ilma juhtmestikku ühendamata ümber programmeerida, mis taluks tehase põrandat ja mida saaks hooldada tehase olemasolevad elektrikud, mitte arvutispetsialistid.

Väike insenerifirma Bedford Associates võttis väljakutse vastu. Nende vastuseks insener Richard "Dick" Morley ja tema kolleegide juhtimisel sai Modicon 084, mis on laialdaselt tunnustatud kui esimene programmeeritav loogikakontroller. Nimi "Modicon" tuli Modular Digital Controllerilt" ja "084" oli lihtsalt ettevõtte projektinumber. Morleyt nimetatakse selle töö puhul sageli PLC isaks.

Kõige olulisem otsus 084 taga ei olnud töötlemata jõudlus. See oli programmeerimismeetodi valik. Selle asemel, et leiutada uus arvutikeel, lasi meeskond inseneridel programmeerida kontrolleri redeliloogika abil, skeemi, mis nägi välja peaaegu täpselt samasugune nagu releedeli skeemide elektrikud, mida juba iga päev loevad. See oli tohutult oluline. Inimesed, kes neid masinaid hooldasid, olid elektrikud, mitte programmeerijad, ja nad said uue kontrolleri kasutusele võtta ilma ümberõppeta. See üksainus disainivalik, mis puudutab kasutajaid seal, kus nad juba olid, on suur põhjus, miks PLC-d nii kiiresti levisid ja miks redelloogika jääb domineerivaks programmeerimiskeeleks enam kui viiskümmend aastat hiljem. See on ka põhjus, miks mõned tehased käitavad ikka veel aastakümneid tagasi kirjutatud redeliprogramme, mille juurde pöördume tagasi, kui arutame pärandriistvara väljavahetamist.

Alates sellest esimesest tellimusest levis kontseptsioon kiiresti. Teised tootjad järgnesid ja mõne aasta jooksul oli PLC liikunud ühest autotööstuse eksperimendist standardse tööriistani kõigis tööstusharudes.

Kuidas PLC-d arenesid, aastakümnete kaupa

Kui kontseptsioon ennast tõestas, arenesid PLC-d pidevalt ja iga kümnendiga lisandus võime, mida tolleaegne tööstus nõudis.

1970ndatel ja 1980ndate alguses oli pöördepunktiks mikroprotsessori tulek. PLC-d muutusid väiksemaks ja kiiremaks, omandasid rohkem mälu ja valisid oma esimesed sidepordid, mis võimaldavad kontrolleritel üksteisega rääkida, mitte eraldi töötada.

1990ndad olid seotud ülespoole, masina kohal olevate inimeste ja taimedega. Inim-masina liidesed (HMI-d) andsid operaatoritele näidikutulede asemel graafilised ekraanid ja PLC-d hakkasid andmeid vahetama kõrgema-tasemega tehasesüsteemidega. See periood tõi kaasa ka 1993. aastal avaldatud IEC 61131-3 standardi, mis määratles ühise programmeerimiskeelte komplekti ja vähendas lukustumist iga üksiku müüja stiiliga.

2000ndad pakkusid funktsioone, mis kunagi vajasid eraldi riistvara. Liikumisjuhtimine ja mõnel juhul masinnägemine muutusid funktsioonideks, mida üks kontroller sai koordineerida, samas kui Etherneti-põhised protokollid muutsid mitme -müüja süsteemide ühendamise palju lihtsamaks.

2010. aastatest tänapäevani sai PLC-st palju suurema võrgu sõlm. Kontrollerid ühendavad nüüd ERP- ja MES-tarkvara, toidavad IIoT-platvorme ja toetavad masina lähedal asuvat servaarvutust. Sama oluline on see, et need tuleb nüüd kujundada küberturvalisust silmas pidades, sest võrgus olev kontroller on ka sellele avatud kontroller.

Kui soovite näha, kuidas üks tootja neist samadest etappidest läbi läks, jätkake meie sügavat sukeldumistOmron PLC riistvara areng 50 aasta jooksuljälgib seda kaare läbi ühe kaubamärgi tootesarja.

Pärand vs kaasaegsed PLC-d: mis tegelikult muutus

Kümnendi{0}}ha-lugu selgitab, kuidas me siia jõudsime. Kui kõrvuti panna, ilmneb erinevus pärand-PLC ja kaasaegse vahel viies mõõtmes ning mõlemal on praktilised tagajärjed süsteemi omanikule.

Turvaliin väärib märkust. Paljud pärand-PLC-d loodi ajastul, mil kontrollerit ei eeldatud kunagi laiemat võrku puudutavat. Ühendage see kaasaegse tehasevõrguga ja see võib muutuda ründajate jaoks pehmeks kohaks, mis on üks praktilisi põhjusi, miks taimed otsustavad vanema riistvara välja vahetada, selle asemel, et seda ümber lappida.

PLC vs PAC vs DCS vs mikrokontroller: segaduse kõrvaldamine

Neid nelja terminit kasutatakse lõdvalt ja segadus võib viia vale klassi riistvara ostmiseni. Siin on lühike versioon.

A PLChaldab diskreetset, loogika{0}}põhist masinate ja liinide juhtimist, mis on selle kodumaa. APAC(programmeeritav automatiseerimiskontroller) on võimsam nõbu, mis on loodud keerukaks matemaatikaks, andmetöötluseks ja täiustatud programmeerimiseks suuremates süsteemides. ADCS(hajutatud juhtimissüsteem) on mõeldud suurte pidevate protsesside jaoks, nagu kemikaalid, nafta ja gaas või energia, kus tuhanded ahelad jooksevad ööpäevaringselt. Amikrokontrolleron üks kiip, mis on manustatud ühte seadmesse või tootesse, mis tegeleb ühe spetsiaalse ülesandega.

Üherealine juhend: valige PLC diskreetse masinaloogika jaoks, PAC, kui vajate rasket arvutust ja täiustatud programmeerimist, DCS suurte pidevate protsesside tehastele ja mikrokontroller lihtsaks-seadme juhtimiseks. Kui piirid on selged, on järgmine küsimus praktiline: millised kaubamärgid neid kontrollereid tegelikult teevad ja mille poolest need erinevad?

Tänapäeva peamised PLC kaubamärgid

Enamiku ostude nimekirjades domineerivad kuus kaubamärki. Igal neist on tõeline raskuskese, mitte lihtsalt "usaldusväärne ja arenenud", ning teadmine, kus igaüks on tugevaim, säästab aega.

Lugege tabelist, mis teeb iga kaubamärgi erinevaks.Siemenson tugev, kui soovite üht platvormi väikseimast kontrollerist suurimani, mis on Euroopas levinud ja diskreetne.Allen-Bradley, mis on osa Rockwellist, on Põhja-Ameerika standard, millel on sügav kohalik integraatoribaas.Mitsubishieelistavad masinaehitajad, kes vajavad kiirust konkurentsivõimelise hinnaga.Omronpaistab silma, kui joon puudutab nii kontrolli kui ka liikumist.Schneider, mis kannab algset Modiconi põlvnemist, on tugev infrastruktuuri ja protsesside{0}}külgnemise osas. ABB kipub võitma seal, kus ABB ajamid ja mõõteriistad on juba standardiseeritud.

Olenemata märgist sobivad kolm tegurit rohkem kui ükski andmeleht:

• Ökosüsteem lukustub-sisse.Programmeerimistarkvara, litsentsid ja koolitus seovad teid platvormiga. Hilisem kaubamärgi vahetamine on harva lihtsalt riistvaravahetus.
• Varuosade{0}}saadavus.Bränd on täpselt nii hea, kui hea on teie võime mooduleid kiiresti hankida, eriti vanemate tootesarjade jaoks. Ühe kaardi pikad teostusajad võivad rea jõude hoida.
• Integratsiooni ühilduvus.Kontrollige, kas kontroller räägib protokolle, mida teie olemasolevad draivid, HMI-d ja ülesvoolusüsteemid juba kasutavad.

Laiema loendi ja -pea-üksikasjade vaatamiseks vaadake meie juhenditparimad PLC-tootjad. Kui teate juba vajalikku kaubamärki, saate seda tehasirvige PLC-mooduleid tootja järgiotse.

Kuidas valida oma rakenduse jaoks õige PLC

Kui brändi valikloend on koostatud, sobitage see teie ees oleva tööga. Suurema osa otsuse langetab viis tegurit.

I/O arv ja laiendatavus.Loendage oma sisendid ja väljundid ning lisage seejärel ligikaudu 20–30 protsenti vaba ruumi. Suuruse määramine tänapäeva täpse arvu järgi tähendab, et taimed asendavad terve kontrolleri, et lisada kaks aastat hiljem paar andurit.

Töötlemisvõime.Lihtne sisse/välja loogika vajab vähe; PID-silmused, liikumine või raske andmetöötlus vajavad tugevamat protsessorit ja kiiremat skannimisaega. Sobitage protsessor liini kõige raskema ülesandega, mitte keskmise ülesandega.

Sideprotokollid.Loetlege protokollid, mida teie olemasolevad seadmed kasutavad, nagu PROFINET, EtherNet/IP, Modbus või EtherCAT, ja valige kontroller, mis räägib neid emakeeles. Lüüside hiljem paigaldamine lisab kulusid ja tõrkepunkte.

Keskkonnahinnang.Temperatuur, vibratsioon, tolm ja niiskus otsustavad, kas vajate standardset või karastatud riistvara. Puhta kapi jaoks mõeldud kontroller ei pea vastu pesus-või õues.

Eelarve ja teostusaeg.Odavaim moodul ei ole soodne, kui selle teostusaeg on kaksteist{0}}nädalat ja teie liin on maas. Kaaluge ühiku hinda tegeliku saadavuse ja viivitusega seotud kuludega.

Kiire kontroll-loend, mida saate uuesti kasutada:

• Kas teie I/O arv sisaldab 2–3 aastat laienemist?
• Kas protsessor on teie kõige nõudlikuma ülesande jaoks mõeldud, mitte keskmine?
• Kas kontroller toetab algselt teie olemasolevaid protokolle?
• Kas keskkonnahinnang on tegeliku paigalduskoha jaoks õige?
• Kas olete kinnitanud tegeliku laoseisu ja tarneaja, mitte ainult hinnakirja?
• Kas see sobib brändi ökosüsteemiga, mida teie meeskond juba tunneb?

Kui teie olemasolev kontroller on korras ja te lihtsalt laiendate, kehtib sama loogika. Raskem juhtum on järgmine: mida teha, kui PLC, millest sõltute, lõpetatakse.

Pärandi või kasutusest kõrvaldatud PLC-de asendamine

Kontrolleri vahetamine on harva vaba valik; seda sunnib tavaliselt üks vähestest signaalidest. Kaaluge asendamist tõsiselt, kui näete järgmist.

• Vananeva kontrolleri korduvad vead ja planeerimata seisakud.
• Ametlik kasutusea-lõpu{-teatis või toote kasutamise lõpetamise teatis tootjalt.
• Originaalseid varumooduleid pole saadaval või on ainult küsitav hall{0}}turg.
• Hooldus- ja seisakukulud, mis on vaikselt kasvanud suuremaks kui uuendamise kulu.

Kui mõni neist kehtib, on esimene praktiline samm hankimine. Kontrollige, kas teie täpne osanumber on ikka veel toodetud, ja kui ei, siis tuvastage ühilduv asendus või veel -laos olev ekvivalent. Siin on oluline reaalse laoseisuga turustaja, sest tihtipeale on lõpetatud osa number õigete kanalite kaudu leitav veel kaua pärast seda, kui tegija on edasi liikunud.

Sealt edasi peate tegema ühe tõelise otsuse: näiteks-kas-asendus või täielik täiendamine.

A ühilduv asendussäilitab teie olemasoleva programmi, juhtmestiku ja I/O paigutuse. See on madalam risk, odavam ja kiire, mistõttu on see tavaliselt õige kõne, kui liin lihtsalt peab töötama. Valige see tee, kui seisakud on teie peamine vaenlane ja ümbritsev süsteem on muidu terve.

A täielik uuendusmoodsa platvormi kasutuselevõtt maksab rohkem ja võtab kauem aega, kuid see nullib kella: praegune varuosade{0}}kättesaadavus, kaasaegne side ja sisseehitatud küberturvalisus. Valige see siis, kui kogu süsteem vananeb, kui laiem moderniseerimine on juba planeeritud või kui vana arhitektuur takistab seda, mida soovite edasi teha.

Kui töötate läbi konkreetse migratsiooni, vaadake meie ülevaadetModiconi pärandkontrollerite valimine ja migreeriminenäitab, kuidas need kompromissid{0}}reaalse tootevaliku puhul toimivad. Ja kui teate juba osa, mida vajate hankida või asendada,saatke meile laokontrolli ja hinnapakkumise mudeli number.

PLC-de tulevik: Edge AI, autonoomne optimeerimine ja OT/IT konvergents

Kolm vahetust kujundavad, kuhu PLC-d järgmisena lähevad, ja igaühel neist on täna tehtud ostu jaoks kaasavõetav võimalus.

Edge AIliigutab analüüsi kontrollerile või selle kõrvale, nii et sellised toimingud nagu anomaaliate tuvastamine toimuvad kohapeal ilma pilve edasi-tagasi. Vihje: kui eelistate täna servandmetöötlust toetavaid kontrollereid, saate nende funktsioonide jaoks hiljem ruumi.

Autonoomne optimeeriminevõimaldab süsteemidel häälestada oma parameetreid reaalajas andmete, mitte fikseeritud seadeväärtuste põhjal. Vihje: avatud andmejuurdepääs ja standardprotokollid on siin olulisemad kui ükski müüja funktsioon.

OT/IT konvergentshägustab jätkuvalt piiri tehase põranda ja ettevõtte tarkvara vahel. Vihje: tugeva ja turvalise võrguga kontroller integreerub palju lihtsamini kui saareks kujundatud kontroller.

Ükski sellest ei tähenda uusima asja tagaajamist. See tähendab, et kui rakendate ülaltoodud valiku kontroll-loendit, on ühenduvuse ja avatud protokollide veidi kõrgem kaalumine odav-viis, et hoida ost kauem asjakohasena.

Kuhu siit edasi minna

PLC-de areng on tegelikult lugu tööriistast, mis kohtus oma kasutajatega seal, kus nad olid, alates redeliloogikast 1968. aastal kuni turvaliste ühendatud kontrolleriteni tänapäeval. Kuhu te järgmisena lähete, sõltub sellest, kus te seisate:

• Ikka veel maastikku kaardistamas?Võrrelgepeamised PLC kaubamärgidja kuidas need erinevad enne nimekirja lisamist.
• Kas valite oma järgmise kontrolleri?Käivitage ülaltoodud valiku kontroll-loend oma tegeliku rakendusega.
• Kas tegelete vananeva või katkestatud PLC-ga?Tuvastage osa, otsustage ühilduva asendamise või versiooniuuenduse vahel, seejärel kontrollige laoseisu.

Olenemata sellest, millises etapis te olete, rääkige meile moodulitest, millega töötate, ja me aitame teil kiiresti õiged moodulid hankida.Küsi hinnapakkumist või laokontrollialustamiseks.

KKK

 

 

Mis oli esimene PLC ja kes selle leiutas?

Modicon 084, mille ehitas Bedford Associates aastatel 1968–1969 vastuseks General Motorsi spetsifikatsioonile. Insener Dick Morleyt peetakse laialdaselt selle peamiseks loojaks ja teda nimetatakse sageli PLC isaks.

Mis on viis IEC 61131-3 programmeerimiskeelt?

Relee{0}}stiililoogika redelskeem (LD), signaalivoo funktsiooniplokkskeem (FBD), teksti-põhise koodi struktureeritud tekst (ST), juhiste loend (IL), madala-taseme-keel ja järjestikuste funktsioonide diagramm (SFC) sammujadade jaoks.

Milline PLC kaubamärk on parim?

Pole olemas ühte parimat; see sõltub kolmest asjast: teie piirkonnast ja kohalikust toest, ökosüsteemist, mida teie meeskond juba teab, ja teie rakenduse tüübist. Siemens ja Schneider juhivad suurt osa Euroopast ja infrastruktuurist, Allen-Bradley Põhja-Ameerikas ning Mitsubishi ja Omron Aasia masinaehituses. Võrrelge neid meiebrändi juhend.

Kuidas valida õiget PLC-d?

Ühendage oma rakendusega neli asja: sisend-/väljundarv koos ruumi laiendamiseks, töötlemisvõimsus kõige raskema ülesande jaoks, sideprotokollid, mida teie seade kasutab, ja paigalduskoha keskkonnahinnang. Seejärel kinnitage tegelik laoseis ja tarneaeg. Täielik kontrollnimekiri on ülal.

Kas ma saan katkestatud PLC-mooduli asendada?

Tavaliselt jah. Paljud müügist kõrvaldatud osanumbrid on endiselt saadaval edasimüüjate laoseisu kaudu ja kui neid pole, saate hankida ühilduva või täiendatud ekvivalendi.Saada meile mudeli numberja kontrollime saadavust.

Kas sama kaubamärgi uued ja vanad PLC-d ühilduvad?

Oleneb. Samas tooteseerias on asendused sageli-peaaegu tulema. Põlvkondade või seeriate lõikes võib tekkida vajadus tarkvara teisendamiseks või juhtmestiku muutmiseks, seega kontrollige enne ühilduvuse eeldamist seeriat, püsivara või tarkvara versiooni ja I/O paigutust.

Tasuta konsultatsioon