Evolucija PLC-ova: povijest programabilnih logičkih kontrolera i kako ih odabrati ili zamijeniti

Prošećite kroz gotovo svaku stariju tvornicu i naići ćete na paradoks. Jedna linija još uvijek pokreće ljestvičastu logiku napisanu prije petnaest ili dvadeset godina na kontroleru koji je ukinut desetljeće, dok ćelija odmah do nje struji podatke na IIoT platformu za prediktivno održavanje. I jedni i drugi rade svoj posao. Ta praznina, koja sjedi jedan pored drugog na istom katu, zapravo je priča o tome kako su programibilni logički kontroleri odrasli. Razumijevanje evolucije PLC-a nije samo industrijska trivijalnost. Govori vam zašto vaša instalirana baza izgleda tako kako izgleda i oblikuje dvije odluke s kojima se svaka elektrana na kraju suočava: koji kontroler kupiti sljedeći i što učiniti kada onaj na koji se oslanjate dođe do kraja životnog vijeka.

Prije PLC-a: zašto je relejna logika zadržala industriju

Prije PLC-a, strojevima su upravljale grupe elektromehaničkih releja. Logika procesa, što znači kada se ovaj ventil otvori i taj motor pokrene, živjela je u fizičkom ožičenju između stotina ili čak tisuća releja smještenih u velikim ormarićima.

Taj je pristup uspio, ali je bio krhak na skupe načine. Promjena redoslijeda upravljanja značila je ponovno ručno ožičenje ploče, posao koji je mogao trajati danima ili tjednima dok je linija mirovala. Jedan pokvareni relej ili olabavljena žica mogli su zaustaviti proizvodnju, a pronalaženje kvara u labirintu žica bio je spor posao. Sami ormari zauzimali su prostor, a nakon godina malih promjena dokumentacija je rijetko odgovarala onome što je stvarno izgrađeno.

Pritisak je došao do vrhunca u američkoj automobilskoj industriji. Proizvođači automobila poput General Motorsa mijenjali su svoje linije svake modelne godine, a svako ponovno opremanje značilo je kidanje i ponovnu izradu ploča releja uz ogromne troškove. Do kasnih 1960-ih, taj je godišnji poremećaj učinio potragu za reprogramibilnom alternativom hitnom. Temeljna želja bila je jednostavna: zadržati povjerenje u inženjere pouzdanosti, ali napraviti promjene u softveru umjesto u bakru. Taj je pritisak izravno doveo do specifikacije koja je stvorila prvi PLC.

Rođenje PLC-a (1968.): Modicon 084 i Ladder Logic

Godine 1968. Hydramatic odjel General Motorsa napisao je sada-slavnu specifikaciju za polu{2}}zamjenu za kontrolu releja. Tražio je robusni uređaj koji bi se mogao reprogramirati bez ponovnog povezivanja, preživjeti tvornički prostor i održavati ga postojeći električari u tvornici, a ne računalni stručnjaci.

Mala inženjerska tvrtka, Bedford Associates, prihvatila je izazov. Njihov odgovor, predvođen inženjerom Richardom "Dickom" Morleyem i njegovim kolegama, postao je Modicon 084, široko priznat kao prvi programabilni logički kontroler. Ime "Modicon" dolazi od Modular Digital Controller", a "084" je jednostavno bio broj projekta tvrtke. Morley se često naziva ocem PLC-a za ovaj rad.

Najvažnija odluka iza 084 nije bila sirova izvedba. Bio je to izbor metode programiranja. Umjesto da izmisle novi računalni jezik, tim je inženjerima dopustio programiranje kontrolera pomoću ljestvičaste logike, dijagrama koji je izgledao gotovo točno kao sheme relejnih ljestvica koje električari čitaju svaki dan. Ovo je bilo iznimno važno. Ljudi koji su održavali te strojeve bili su električari, a ne programeri, i mogli su usvojiti novi upravljač bez prekvalifikacije. Taj jedinstveni izbor dizajna, susret s korisnicima tamo gdje su već bili, veliki je razlog zašto se PLC-ovi tako brzo šire i zašto ljestvičasta logika ostaje dominantan programski jezik više od pedeset godina kasnije. To je također razlog zašto neke tvornice još uvijek pokreću ljestvičaste programe napisane prije desetljeća, točka na koju se vraćamo kada raspravljamo o zamjeni starog hardvera.

Od te prve narudžbe koncept se brzo proširio. Drugi su ga proizvođači slijedili i unutar nekoliko godina PLC je prešao s jednog automobilskog eksperimenta na standardni alat za sve industrije.

Kako su se PLC-ovi razvijali, desetljeće po desetljeće

Nakon što se koncept dokazao, PLC-ovi su se postojano razvijali, a svako desetljeće dodavalo je mogućnosti koje je industrija tog vremena zahtijevala.

U 1970-ima i ranim 1980-ima dolazak mikroprocesora bio je prekretnica. PLC-ovi su postali manji i brži, dobili su više memorije i pokupili svoje prve komunikacijske priključke, koji su omogućili kontrolerima da međusobno razgovaraju umjesto da rade izolirano.

Devedesete su bile o povezivanju prema gore, s ljudima i biljkama iznad stroja. Sučelja čovjeka-stroja (HMI) dala su operaterima grafičke zaslone umjesto svjetlosnih indikatora, a PLC-ovi su počeli razmjenjivati ​​podatke sa-postrojnim sustavima više razine. Ovo je razdoblje donijelo i standard IEC 61131-3, objavljen 1993., koji je definirao zajednički skup programskih jezika i smanjio vezanost za stil bilo kojeg pojedinačnog dobavljača.

2000-te su dodale funkcije koje su nekada trebale zaseban hardver. Kontrola kretanja, au nekim slučajevima i strojni vid, postali su značajke koje je mogao koordinirati jedan kontroler, dok su protokoli-temeljeni na Ethernetu učinili sustave više-proizvođača daleko lakšim za povezivanje.

Od 2010-ih do danas, PLC je postao čvor u mnogo većoj mreži. Kontroleri se sada povezuju s ERP i MES softverom, napajaju IIoT platforme i podržavaju rubno računalstvo u blizini stroja. Jednako važno, oni sada moraju biti dizajnirani imajući na umu kibernetičku sigurnost, jer je kontrolor na mreži također i kontrolor koji joj je izložen.

Ako želite vidjeti kako je jedan proizvođač prolazio kroz te iste faze, naš detaljni zaron daljeEvolucija Omron PLC hardvera tijekom 50 godinaprati ovaj luk kroz liniju proizvoda jedne marke.

Naslijeđe naspram modernih PLC-ova: Što se zapravo promijenilo

Priča-za-desetljećem objašnjava kako smo došli ovdje. Stavljeni usporedo, razlika između naslijeđenog PLC-a i modernog pokazuje se u pet dimenzija, a svaka ima praktične posljedice za onoga tko posjeduje sustav.

Sigurnosna linija zaslužuje bilješku. Mnogi naslijeđeni PLC-ovi dizajnirani su u doba kada se od kontrolera nikada nije očekivalo da dotakne širu mrežu. Spojite ga na modernu mrežu postrojenja i može postati meka točka za napadače, što je jedan od praktičnih razloga zašto pogoni odlučuju zamijeniti stariji hardver umjesto da ga stalno krpaju.

PLC vs PAC vs DCS vs mikrokontroler: razjašnjavanje zabune

Ova četiri izraza se olako koriste, a zabuna može dovesti do kupnje pogrešne klase hardvera. Evo kratke verzije.

A PLCupravlja diskretnim, logičkim-upravljanjem strojeva i linija, što je njegov matični teren. APAC(programabilni kontroler za automatizaciju) snažniji je rođak, napravljen za složenu matematiku, rukovanje podacima i napredno programiranje u većim sustavima. ADCS(distribuirani sustav upravljanja) dizajniran je za velike, kontinuirane procese kao što su kemikalije, nafta i plin ili energija, gdje tisuće petlji rade 24 sata dnevno. Amikrokontrolerje jedan čip ugrađen u jedan uređaj ili proizvod koji obavlja jedan namjenski zadatak.

Jedno{0}}linijski vodič: odaberite PLC za logiku diskretnog stroja, PAC kada vam je potrebno teško računanje i napredno programiranje, DCS za velika kontinuirana procesna postrojenja i mikrokontroler za jednostavnu kontrolu jednog-uređaja. S jasnim granicama, sljedeće pitanje je praktično: koje robne marke zapravo proizvode te kontrolere i po čemu se razlikuju?

Glavni brendovi PLC-a danas

Šest robnih marki dominira većinom užih izbora za kupnju. Svaki ima pravi centar gravitacije umjesto da je jednostavno "pouzdan i napredan", a saznanje gdje je svaki najjači štedi vrijeme.

U tablici pročitajte po čemu se svaka marka razlikuje.Siemensje jak kada želite jednu platformu od najmanjeg kontrolera do najvećeg, uobičajenu u cijeloj Europi i diskretnu proizvodnju.Allen-Bradley, dio Rockwella, standard je u Sjevernoj Americi s dubokom lokalnom bazom integratora.Mitsubishifavoriziraju proizvođači strojeva koji trebaju brzinu po konkurentnoj cijeni.Omronističe se tamo gdje se linija odnosi koliko na pregled koliko i na kretanje.Schneider, koji nosi izvornu lozu Modicon, jak je u infrastrukturi i proces-susjednom radu. ABB nastoji pobijediti tamo gdje su lokacije već standardizirane za ABB pogone i instrumente.

Bez obzira na bedž, tri faktora odlučuju da li više odgovara bilo kojoj podatkovnoj tablici:

• Zaključavanje ekosustava-.Softver za programiranje, licence i obuka povezuju vas s platformom. Kasnije mijenjanje marke rijetko je samo zamjena hardvera.
• Dostupnost rezervnih-dijelova.Marka je dobra onoliko koliko je dobra vaša sposobnost da brzo nabavite module, posebno za starije asortimane. Dugo vrijeme isporuke na jednoj kartici može dovesti do praznog hoda linije.
• Kompatibilnost integracije.Provjerite izgovara li kontroler protokole koje vaši postojeći pogoni, HMI-ji i uzvodni sustavi već koriste.

Za širi popis i pojedinosti -to-head to head, pogledajte naš vodič zavrhunski proizvođači PLC-a. Kad već znate brend koji vam je potreban, možetepregledajte PLC module prema proizvođačudirektno.

Kako odabrati pravi PLC za svoju aplikaciju

Nakon što napravite uži izbor robne marke, uskladite je s poslom koji je pred vama. Pet faktora donosi većinu odluka.

I/O broj i proširivost.Izbrojite svoje ulaze i izlaze, a zatim dodajte otprilike 20 do 30 posto prostora za glavu. Dimenzioniranje na današnji točan broj je način na koji biljke na kraju zamijene cijeli kontroler samo da bi dodale nekoliko senzora dvije godine kasnije.

Mogućnost obrade.Jednostavna logika uključivanja/isključivanja treba malo; PID petlje, kretanje ili teško rukovanje podacima zahtijevaju jači CPU i brže vrijeme skeniranja. Uskladite procesor s najtežim zadatkom na liniji, a ne prosječnim.

Komunikacijski protokoli.Navedite protokole koje vaša postojeća oprema koristi, kao što su PROFINET, EtherNet/IP, Modbus ili EtherCAT, i odaberite kontroler koji ih govori izvorno. Naknadna oprema pristupnika kasnije povećava troškove i točke kvara.

Ekološka ocjena.Temperatura, vibracije, prašina i vlaga odlučuju trebate li standardni ili ojačani hardver. Kontroler ocijenjen za čisto kućište neće izdržati u-pranju ili na otvorenom.

Proračun i vrijeme isporuke.Najjeftiniji modul nije pogodan ako ima dvanaest-tjednu isporuke, a vaša linija nije u redu. Odvažite jediničnu cijenu prema stvarnoj dostupnosti i trošku kašnjenja.

Brzi kontrolni popis koji možete ponovno upotrijebiti:

• Uključuje li vaš I/O broj 2 do 3 godine proširenja?
• Je li CPU veličine vašeg najzahtjevnijeg zadatka, a ne prosječnog?
• Podržava li kontroler izvorno vaše postojeće protokole?
• Je li ekološka ocjena odgovarajuća za stvarnu lokaciju instalacije?
• Jeste li potvrdili stvarne zalihe i vrijeme isporuke, a ne samo katalošku cijenu?
• Odgovara li ekosustavu marke koji vaš tim već poznaje?

Ako je vaš postojeći kontroler u redu i jednostavno se proširujete, primjenjuje se ista logika. Teži slučaj je sljedeći: što učiniti kada se PLC o kojem ovisite ukine.

Zamjena naslijeđenih ili ukinutih PLC-ova

Zamjena kontrolera rijetko je slobodan izbor; obično ga forsira jedan od nekoliko signala. Ozbiljno razmislite o zamjeni kada vidite sljedeće:

• Ponovljeni kvarovi i neplanirani zastoji na zastarjelom regulatoru.
• Službena obavijest o kraju--životnog vijeka ili prekidu od proizvođača.
• Nema dostupnih originalnih rezervnih modula ili samo upitne zalihe na-sivom tržištu.
• Troškovi održavanja i zastoja koji su tiho narasli u odnosu na troškove nadogradnje.

Ako je bilo što od ovoga primjenjivo, prvi praktični korak je pronalaženje izvora. Provjerite proizvodi li se vaš točan broj dijela, a ako nije, pronađite kompatibilnu zamjenu ili ekvivalent koji je još-na zalihama. Ovdje je bitan distributer sa stvarnim zalihama, jer se broj dijela koji je povučen iz proizvodnje često još uvijek može pronaći putem pravih kanala dugo nakon što je proizvođač otišao dalje.

Odatle se suočavate s jednom stvarnom odlukom: poput-za-kao zamjenu ili punu nadogradnju.

A kompatibilna zamjenazadržava vaš postojeći program, ožičenje i I/O raspored. To je manji rizik, niži trošak i brz, zbog čega je to obično pravi poziv kada linija jednostavno treba nastaviti s radom. Odaberite ovaj put kada je zastoj vaš glavni neprijatelj, a okolni sustav je inače zdrav.

A puna nadogradnjana modernu platformu košta više i traje dulje, ali poništava sat: trenutna dostupnost rezervnih-dijelova, moderna komunikacija i ugrađena kibernetička sigurnost. Odaberite ovo kada cijeli sustav stari, kada je šira modernizacija već planirana ili kada stara arhitektura koči ono što želite učiniti sljedeće.

Ako radite na određenoj migraciji, naše upute zaodabir i migracija naslijeđenih Modicon kontrolerapokazuje kako se ti kompromisi-odigravaju na stvarnom asortimanu proizvoda. A ako već znate koji dio trebate nabaviti ili zamijeniti,pošaljite nam broj modela za provjeru zaliha i ponudu.

Budućnost PLC-ova: Edge AI, autonomna optimizacija i OT/IT konvergencija

Tri smjene određuju gdje će PLC-ovi ići dalje, a svaka ima nešto za ponijeti za kupnju koju obavite danas.

Edge AIpremješta analizu na ili pored kontrolera, tako da se zadaci poput otkrivanja anomalija odvijaju lokalno bez povratnog putovanja u oblak. Savjet: davanje prednosti kontrolerima koji danas podržavaju rubno računalstvo kupit će vam prostor za ove značajke kasnije.

Autonomna optimizacijaomogućuje sustavima podešavanje vlastitih parametara iz živih podataka umjesto fiksnih zadanih vrijednosti. Savjet: otvoreni pristup podacima i standardni protokoli ovdje su važniji od bilo koje značajke pojedinačnog dobavljača.

OT/IT konvergencijanastavlja brisati granicu između pogona i poslovnog softvera. Savjet: kontroler s jakim, sigurnim umrežavanjem integrirat će se mnogo lakše nego onaj dizajniran kao otok.

Ništa od ovoga ne znači jurenje za najnovijim stvarima. To znači da kada primijenite gore navedeni kontrolni popis za odabir, ponderiranje povezivosti i otvorenih protokola nešto veće je jeftin-način da kupnja ostane relevantna dulje.

Kamo ići odavde

Evolucija PLC-a zapravo je priča o alatu koji je nastavio susretati svoje korisnike tamo gdje su bili, od ljestvičaste logike 1968. do sigurnih, povezanih kontrolera danas. Kuda idete dalje ovisi o tome gdje stojite:

• Još uvijek mapirate krajolik?Usporediteglavne marke PLC-ai kako se razlikuju prije nego što uđete u uži izbor.
• Birate sljedeći kontroler?Usporedite gornji popis za odabir s vašom stvarnom prijavom.
• Imate li posla sa zastarjelim ili ukinutim PLC-om?Identificirajte dio, odlučite se između kompatibilne zamjene i nadogradnje, a zatim provjerite zalihe.

U kojoj god fazi da ste, recite nam module s kojima radite, a mi ćemo vam pomoći da brzo pronađete prave module.Zatražite ponudu ili provjeru zalihaza početak.

FAQ

 

 

Koji je bio prvi PLC i tko ga je izumio?

Modicon 084, koji je izradio Bedford Associates od 1968. do 1969. kao odgovor na specifikaciju General Motorsa. Inženjer Dick Morley smatra se glavnim kreatorom i često se naziva ocem PLC-a.

Kojih je pet IEC 61131-3 programskih jezika?

Ljestvičasti dijagram (LD) za logiku stila-releja, dijagram funkcijskih blokova (FBD) za protok signala, strukturirani tekst (ST) za kod-zasnovan na tekstu, popis uputa (IL), jezik-sklopa-niske razine i sekvencijalni funkcionalni dijagram (SFC) za nizove koraka.

Koja je marka PLC-a najbolja?

Ne postoji samo jedan najbolji; ovisi o tri stvari: vašoj regiji i lokalnoj podršci, ekosustavu koji vaš tim već poznaje i vrsti vaše aplikacije. Siemens i Schneider vode u većem dijelu Europe i infrastrukture, Allen-Bradley u Sjevernoj Americi, a Mitsubishi i Omron u azijskoj proizvodnji strojeva. Usporedite ih u našembrand guide.

Kako odabrati pravi PLC?

Uskladite četiri stvari sa svojom aplikacijom: broj I/O s prostorom za proširenje, procesorsku snagu za vaš najteži zadatak, komunikacijske protokole koje vaša oprema koristi i ekološku ocjenu za mjesto instalacije. Zatim potvrdite stvarne zalihe i vrijeme isporuke. Potpuni kontrolni popis je gore.

Mogu li zamijeniti ukinuti PLC modul?

Obično da. Mnogi brojevi dijelova koji se više ne proizvode još uvijek su dostupni putem inventara distributera, a tamo gdje nisu, može se nabaviti kompatibilni ili nadograđeni ekvivalent.Pošaljite nam broj modelaa mi ćemo provjeriti dostupnost.

Jesu li novi i stari PLC-ovi iste marke kompatibilni?

Ovisi. Unutar iste serije proizvoda, zamjene su često gotovo u -ulasku. Kroz generacije ili serije možda će vam trebati pretvorba softvera ili promjene ožičenja, stoga provjerite seriju, firmver ili verziju softvera i I/O raspored prije nego što pretpostavite kompatibilnost.

Besplatne konzultacije