Co je programovatelný logický automat (PLC) - 2. část

Vlastnosti PLC

PLC má řadu funkcí, které splňují různé požadavky v automatizaci procesů:

• Pružnost: Pokud dojde k jakékoli změně v procesních operacích nebo ke změně strojů či zařízení v závodě, lze potřebné změny v programování PLC provést velmi snadno, aniž by došlo k jakémukoli zpoždění v provozu závodu.
• Snadné řešení problémů: Program PLC lze snadno testovat a vyhodnocovat offline, a proto lze snadno zapracovat jakoukoli opravu nebo změnu ve velmi krátkém čase.
• Menší náklady: Pokročilá technologie poskytuje PLC více funkcí (časovač, čítač, sekvencer atd.) při nižších nákladech ve srovnání s jinými dostupnými řídicími zařízeními.
• Snadné programování: Ladder logic je velmi jednoduchý a efektivní způsob programování PLC. Aniž by technici museli mít znalosti v oblasti počítačového programování, mohou snadno nakreslit žebříčkovou logiku a v případě potřeby provést jakoukoli úpravu stávajících programů.
• Vizuální rozhraní: Moderní PLC mají obvykle uživatelské rozhraní na bázi PC, kde může operátor díky vizuální prezentaci pohodlněji provádět programování i odstraňování problémů.
• Vysoká spolehlivost: V porovnání s elektromechanickými reléovými jednotkami jsou PLC vyrobeny z polovodičových součástek, a proto jsou spolehlivější. V důsledku toho jsou náklady na údržbu poměrně nízké a prostoje minimální.
• Velký počet I/O: PLC jsou vybaveny velkým počtem I/O kontaktů, a proto lze snadno přizpůsobit další I/O malou změnou v programování. Podle pokynů výrobců by mělo být dimenzování jakéhokoli systému PLC provedeno tak, aby umožňovalo 20% rozšíření do budoucna.
• Vyšší rychlost provozu: Rychlost provozu PLC je velmi vysoká, obvykle se označuje jako "doba skenování", která se pohybuje v řádu milisekund.
• Rychlejší instalace a uvedení do provozu: Protože se jedná o balíček, jsou PLC k dispozici se vším příslušenstvím - hardwarovými i softwarovými komponenty. Doba jejich instalace a uvedení do provozu je tedy ve srovnání s jinými řídicími zařízeními relativně malá.
• Dobrá dokumentace a silné zabezpečení: Všechny potřebné dokumenty (v tištěné i elektronické podobě) jsou dodávány s PLC, a proto k nim mají technici snadný přístup. Bezpečnostní prvky PLC jsou poměrně silné díky hardwarovým a softwarovým zámkům, a proto lze snadno zabránit jakémukoli neoprávněnému přístupu.
• Bezpečný provoz při poruše: V případě modulárních PLC mohou být důležité moduly, jako je napájecí zdroj, CPU a I/O, duplexní, aby se zabránilo jakémukoli typu selhání souvisejícímu s hardwarovými moduly a zvýšila se redundance systému.
• Síťová zařízení: Vzhledem k tomu, že řídicí systémy jsou stále složitější, musí PLC pro jejich efektivní řízení vzájemně komunikovat. Moderní PLC lze za účelem efektivnějšího plnění řídicí úlohy umístit do sítě pro výměnu dat.
• Připojení periferních zařízení: K PLC lze připojit periferní zařízení, jako je tiskárna a paměťová zařízení, například položky třetích stran.
• Odolná konstrukce: PLC jsou obvykle poměrně robustní, aby mohly pracovat v drsném prostředí provozů, tj. za přítomnosti vlhkosti, prachu, vibrací, teploty atd. Má silnou odolnost proti elektrickému šumu. Zpráva výrobců uvádí, že u typického průmyslového PLC se střední doba mezi poruchami pohybuje v rozmezí 20 000 až 50 000 hodin, což je poměrně vysoká hodnota.

Další výhodnou vlastností PLC je, že umožňuje dílčí realizaci projektů. Díky všem těmto důležitým vlastnostem tedy PLC zůstávají stále velmi vyhledávaným řídicím zařízením pro procesní průmysl.

I/O zařízení PLC

V primitivní podobě PLC přijímaly logické vstupy především z různých spínačů, jako jsou hladinové spínače, tlakové spínače, teplotní spínače, tlačítka, detektory přiblížení atd. Podobně sloužilo k logickému výstupu pro relé, elektromagnetický ventil, spouštěč atd. V současné době však může přijímat vstupy ve formě bitového vzoru, soustavy impulzů a dokonce i analogového signálu a může poskytovat podobnou formu výstupů.

Zařízení pro programování PLC

Programování PLC je důležitou součástí systému automatizace procesů založeného na PLC. K načtení programu do PLC se obvykle používají tři typy zařízení, tzv. program loader. Na dolním konci se používá ruční programátor (velikosti dlaně) s klávesnicí a displejem. Uživatelsky přívětivější verze obsahuje větší zobrazovací jednotku s vyhrazenými klávesami. V současné době jsou však pro programování PLC oblíbenější stolní nebo přenosné počítače. Existuje pět různých programovacích jazyků pro PLC: jazyk strukturovaného textu (ST), jazyk funkčního blokového schématu (FBD), sekvenční funkční diagram (SFC), jazyk seznamu instrukcí (IL) a jazyk příčkového diagramu (LD)
Existují dva způsoby zadávání programů do PLC:

• Přímý vstup programu do programové paměti (paměť s náhodným přístupem [RAM]) připojené k centrálnímu řídicímu systému. K tomuto účelu je programátor připojen k procesoru nebo k modulům programátorského rozhraní.
• Programování dílčích modulů vymazatelné a programovatelné paměti jen pro čtení (EPROM) v programátoru bez připojení k počítači (offline). Paměťové submoduly se pak připojí k centrálnímu řadiči.

Kritéria výběru PLC

Výběr vhodného PLC pro konkrétní průmyslovou aplikaci je velmi důležitý. Závisí na několika faktorech, jako např:

• Systémové požadavky: V podstatě definuje úlohu, kterou má zamýšlený PLC vykonávat, takže musí být jasně definován cíl, kterého má být dosaženo. Proto je nutné celou úlohu rozdělit do několika jednoduchých a snadno pochopitelných kroků.
• Požadavky na aplikaci: Povaha vstupních a výstupních zařízení, která mají být připojena k PLC, a seznam funkcí požadovaných pro každé z těchto zařízení. Kromě logických operací (zapnutí/vypnutí), zda je požadován nějaký jiný speciální typ funkce, nebo ne? Jaký je požadovaný počet vstupů a výstupů? Jaká je požadovaná velikost paměti spolu s požadavkem na rychlost procesoru?
• Elektrické požadavky: To znamená požadavky na elektrickou energii, tj. jmenovité napětí a proud pro jednotlivé vstupy a výstupy i pro samotný PLC.
• Rychlost provozu: Je třeba definovat rychlost provozu zamýšleného PLC v závislosti na charakteru dynamiky zařízení. To je velmi důležité v případě "časově kritických" operací a také u bezpečnostních funkcí.
• Komunikace: Pokud aplikace vyžaduje sdílení dat mimo proces, tj. komunikaci s operátorskou stanicí.
• Podmínky prostředí: Drsnost provozních podmínek, v nichž má být PLC umístěn, určuje specifikace rozváděče spolu s přístupností pro údržbu a odstraňování problémů.