Programozható logikai vezérlők (PLC) telepítése és csatlakoztatása automatizálási szekrényekben és panelekben
A programozható logikai vezérlő (PLC) egy speciális számítógéptípus, amelyet technológiai folyamatok és objektumok automatizálására használnak.
A PLC (angol rövidítés – (PLC) programozható logikai vezérlő) kifejezést Odo Joseph Struger, az Allen-Bradley USA mérnöke vezette be 1971-ben. Kulcsszerepet játszott a PLC programozási nyelvek egységesítésében is.
Az algoritmus vezérlőrendszerre történő alkalmazásakor általában logikai műveletekre és az érzékelőkkel, működtetőszervekkel és az ember-gép interfésszel való kommunikáció speciális megszervezésére van szükség.
A PLC fontos jellemzője a valós idejű működés. Ezt speciális mikroprocesszorok alkalmazásával biztosítják, amelyek garantálják, hogy a rendszer adott időintervallumon belül válaszoljon egy kérésre.
A PLC-k általában kedvezőtlen külső körülmények között működnek – hőmérséklet, páratartalom, por, elektromágneses sugárzás, sugárzás. Ezért a hagyományos otthoni számítógépeket nem használták vezérlőként.
Oroszországban 2007 óta.speciális programozható vezérlő GOST R IEC 61131-1-2016 van érvényben.
A PLC-k alapja mikrokontrollerek — speciális mikroprocesszorok egylapkás architektúrával. A mikrokontrollerek működhetnek chipkészlet és alaplap nélkül, operációs rendszer nélkül. De ezt a módot főleg egyszerű helyi automatizálási rendszerekben használják. Összetett rendszerekben kellően erős processzorokat használnak speciális operációs rendszerek irányítása alatt.
További információ a célról, az eszközökről és a PLC típusokról itt: Mi az a programozható logikai vezérlő
A PLC-k választéka igen nagy. Nincs egyetlen olyan cég sem az automatizálás és az elektronika területén, amelyik ne saját PLC-t gyártana. Ennek ellenére minden PLC-t egyesít közös architektúrája és a külső eszközök csatlakoztatására szolgáló interfészek szabványosítása.
A világ legnagyobb PLC-gyártói ma a Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato. A PLC-ket sok más gyártó is gyártja, köztük az orosz Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon és mások.
OWEN programozható logikai vezérlők
Siemens programozható vezérlők a SIMATIC S7 sorozatból
Az ábrán látható egy példa a PLC megjelenésére egy szabványos monoblokkban. Ezek az OWEN (Oroszország) és a 9 Siemens (Németország) PLC-jei. A tápellátás, az érzékelők és a működtetők csatlakoztatására szolgáló csatlakozók a doboz mindkét oldalán találhatók.
Programozható logikai vezérlő PLC 63 az OWEN-től (Oroszország) és PLC a Siemenstől (Németország)
A következő típusú bemenetek-kimenetek léteznek: diszkrét, analóg, univerzális, dedikált és interfész.
Általában diszkrét bemeneteket használnak az érzékelők csatlakoztatására, amelyek két állapotúak lehetnek: "aktív - passzív" vagy "be-kikapcsolva". A különálló bemenetek segítségével gombokat, kapcsolókat, végálláskapcsolókat, termosztátokat és egyéb berendezéseket csatlakoztathat.
A TAn vezérlők diszkrét bemenetei általában úgy vannak kiszámítva, hogy fogadják a +24 V DC szintű szabványos jeleket. Egyetlen digitális bemenet tipikus áramértéke (+24 V bemeneti feszültség mellett) körülbelül 10 mA.
A PLC diszkrét kimenetei elektromos paraméterekkel rendelkező kimeneti jelek generálására szolgálnak diszkrét bemenetként. Általában a hajtások be- és kikapcsolásának vezérlésére szolgálnak.
A GOST IEC 61131-2-2012 (bevezetés dátuma: 2014-07-01) szerint az analóg bemenet olyan eszköz, amely a folyamatos jelet diszkrét bináris számmá alakítja, hogy egy programozható vezérlőrendszerben működjön.
Analóg bemenetek esetén a legáltalánosabb szabványos egyenfeszültség-tartományok a –10… + 10 V és a 0… + 10 V. Árambemeneteknél a tartományok 0–20 mA és 4–20 mA.
Az analóg bemenetek lehetővé teszik analóg érzékelők csatlakoztatását a PLC-hez.
A GOST 61131-2-2012 (bevezetés dátuma: 2014-07-01) szerint az analóg kimenet olyan eszköz, amely egy bináris számot analóg jellé alakít.
A PLC-k speciális I/O-kkal szerelhetők fel, amelyek lehetővé teszik az időtartam mérését, az élrögzítést, az impulzusszámlálást és a motorvezérlést.
Ezen vagy ezeknek a bemeneteknek-kimeneteknek a száma a fő tényező, amely meghatározza a PLC képességeit, amikor az erre épülő automatizálási rendszert hozzuk létre.
PLC kimenetek és külső eszközök csatlakoztatása
A tervezés és a szerelési mód szerint a PLC háznak négy változata létezik:
- ház DIN-sínre szereléshez;
- ház falra szereléshez;
- panel változat;
- nyitott keretes kialakítás beágyazott moduláris rendszerekhez.
A DIN-sínre szerelhető ház a PLC-nek a kapcsolószekrény panelre történő felszerelésére szolgál, és speciális rugós zárral rendelkezik a szabványos DIN-sínre történő rögzítéshez.
A falra szerelhető tokot általában a por- és nedvességvédelmi szabványoknak megfelelően gyártják, és beépített tömített tömítésekkel rendelkezik a külső elektromos vezetékek csatlakoztatásához, mind a táp, mind a jel számára.
A PLC paneles változatát akkor használják, ha a PLC-t az automatizálási szekrény bejárati ajtajába szerelik. A panel PLC-k jellemzően érintőképernyős kijelzővel rendelkeznek, amely egy automatizált folyamatsor vagy helyi automatizálási rendszer emlékrajzát mutatja, és amelyet a kezelő a vezérlési paraméterek bevitelére használ.
Nyílt keretes PLC-t használnak beágyazott (fedélzeti) automatizálási rendszerek létrehozására. Ebben az esetben a PLC egy nyomtatott áramköri kártya külső eszközök csatlakoztatására szolgáló csatlakozókészlettel és rögzítőelemekkel a többi kártyához való csatlakoztatáshoz.
A csatlakozók a csavarbilincs alatt a PLC-hez csatlakoztatott vezetékekkel vagy leszerelhetőek lehetnek. Ez utóbbiak egyértelmű előnyt jelentenek a karbantartásban, például egy PLC cseréjekor. Ebben az esetben lehetetlen összetéveszteni a vezetékek csatlakozását. A kettős csatlakozók használata azonban megnöveli a PLC költségeit, ezért a gyártók gyakrabban használnak PLC-ben a vezetékek csavaros csatlakozását, nem pedig leválaszthatóakat.
A monoblokkos PLC-k általában beépített vagy távoli kijelzőkkel rendelkeznek a kapcsolószekrények előlapjaiban. Lehetnek grafikusak, szintetizálóak vagy szenzorosak.
Az alábbi ábra egy beépített LCD kijelzővel és billentyűzettel rendelkező PLC-t mutat be, amely a vezérlő algoritmus paramétereinek helyi beállítására szolgál.
A PLC csatlakozó érintkezői lehetővé teszik a PLC felhasználó számára különféle típusú érzékelők csatlakoztatását: analóg, diszkrét, valamint aktuátorok és I/O eszközök.
Ezenkívül a PLC-k szabványos interfészekkel rendelkeznek az elosztott automatizálási rendszerek megvalósításához különböző típusú kommunikációs csatornákat használó eszközökhöz: vezetékes, rádiós, internet.
A programozható logikai vezérlők képezik az alapját a különféle célú automatizálási szekrények (vagy panelek) gyártásának.
Az automatizálási elemek beépítése a szekrénypanelre az elektromos áramköri terv szerint történik, amelyet rendszerenként külön-külön a specifikációk szerint alakítanak ki.
Az automata szekrénybeépítési technológia biztosítja a táp- és jelvezetékek külön elvezetését az elosztódobozokban (például tápvezetékek - a jobb oldali dobozokban és jelvezetékek - a bal dobozokban, a szerelőpanelhez képest), a vezetékek kötelező jelölését, a projekthez, és a vezetékek végeinek sajtolása speciális kapcsokkal.
Az automatizálási szekrények beépített légkondicionálóval vagy fűtőberendezéssel rendelkezhetnek a belső hőmérséklet szabályozására.
PLC alapú automatizálási szekrény
Szinte minden modern PLC rendelkezik beépített kapcsolóüzemű tápegységgel, amely külső forrásból 110 és 265 V közötti váltakozó feszültségtartományban (AD-DC feszültségátalakító) vagy egyenáramú tápegységről (DC-DC feszültségátalakító) szolgáltat áramot.
A kapcsolóüzemű tápegységek számos beépített automatikus védelemmel rendelkeznek: rövidzárlat, túlmelegedés és túlterhelés.
Egy tipikus PLC tápcsatlakozáshoz előzetesen túlfeszültség-szűrő szűrőre van szükség. Az impulzusos tápegységek kiválasztása a szükséges energiafogyasztás és a névleges teljesítmény szükséges kimeneti értékei alapján történik.
Ha a bemeneti feszültség fő forrása baleset vagy meghibásodás miatt lekapcsol, akkor a készülék, rendszer működését vagy megfelelő leállítását szünetmentes tápegység biztosítja.
A PLC védettségi foka IP jelzéssel (Ingress Protection Rating) van titkosítva. Az IP szó szerint behatolásvédelmi fokozatot jelent. Jelenleg ez a leggyakoribb jelölési rendszer a berendezések külső környezeti hatásokkal szembeni védelmére. A különféle fizikai részecskék berendezésbe való behatolása elleni védelmet jelzi geometriai méretekkel, beleértve a port és a vizet.
IP védelmi fokozat – dekódolás, példák a berendezésekre
A PLC-házak, valamint a szekrények vagy panelek, amelyekbe be vannak szerelve, rendelkezhetnek bizonyos fokú védelemmel.
A speciális programozható logikai vezérlők (PLC) automatizálási szekrényekbe és panelekbe történő beépítését és csatlakoztatását a gyártó utasításai szerint kell elvégezni.
Képek programozható logikai vezérlőkkel ellátott automatizálási panelekről:
