Installasjon og tilkobling av programmerbare logiske kontrollere (PLC) i automasjonsskap og paneler

En programmerbar logisk kontroller (PLC) er en spesiell type datamaskin som brukes til å automatisere teknologiske prosesser og objekter.

Begrepet PLC (engelsk forkortelse — (PLC) programmerbar logisk kontroller) ble introdusert av Odo Joseph Struger, en ingeniør ved Allen -Bradley USA i 1971. Han spilte også en nøkkelrolle i å forene PLS-programmeringsspråkene.

Når du bruker en algoritme til et kontrollsystem, kreves vanligvis logiske operasjoner og en spesiell organisering av kommunikasjon med sensorer, aktuatorer og menneske-maskin-grensesnitt.

En viktig funksjon ved en PLS er sanntidsdriften. Dette sikres ved bruk av spesielle mikroprosessorer som garanterer systemets respons på en forespørsel innen et visst tidsintervall.

PLS-er opererer vanligvis under ugunstige ytre forhold - temperatur, fuktighet, støv, elektromagnetisk stråling, stråling. Vanlige hjemmedatamaskiner ble derfor ikke brukt som kontroller.

I Russland siden 2007.spesiell programmerbar kontroller GOST R IEC 61131-1-2016 er i kraft.

PLSer er basert på mikrokontrollere — spesialiserte mikroprosessorer med enkeltbrikkearkitektur. Mikrokontrollere kan fungere uten brikkesett og hovedkort, uten operativsystem. Men denne modusen brukes hovedsakelig i enkle lokale automasjonssystemer. I komplekse systemer brukes tilstrekkelig kraftige prosessorer under kontroll av spesielle operativsystemer.

For mer informasjon om formål, enhet og PLS-typer, se her: Hva er programmerbare logiske kontroller

Utvalget av PLS-er er veldig stort. Det er ikke et eneste selskap innen automasjon og elektronikk som ikke produserer egne PLS-er. Likevel er alle PLS-er forent av deres felles arkitektur og standardisering av grensesnitt for tilkobling av eksterne enheter.

Verdens største PLS-produsenter i dag er Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato. PLS-er produseres av mange andre produsenter, inkludert de russiske selskapene Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon og andre.

OWEN programmerbare logiske kontroller

Siemens programmerbare kontrollere fra SIMATIC S7-serien

Et eksempel på utseendet til en PLS i en standard monoblokk er vist i figuren. Disse er PLS fra OWEN (Russland) og PLS fra 9 Siemens (Tyskland). Kontakter for tilkobling av strøm, sensorer og aktuatorer er plassert på begge sider av boksen.

Programmerbar logikkkontroller PLC 63 fra OWEN (Russland) og PLS fra Siemens (Tyskland)

Det er følgende typer innganger-utganger: diskrete, analoge, universelle, dedikerte og grensesnitt.

Vanligvis brukes diskrete innganger for å koble til sensorer som kan være i to tilstander: "aktiv - passiv" eller "på - av". Ved hjelp av diskrete innganger kan du koble til knapper, brytere, grensebrytere, termostater og annet utstyr.

Diskrete innganger til kontrolleren TAs er vanligvis beregnet til å akseptere standardsignaler med et nivå på +24 V DC. En typisk strømverdi for en enkelt digital inngang (ved +24 V inngangsspenning) er omtrent 10 mA.

PLS diskrete utganger brukes til å generere utgangssignaler med elektriske parametere som en diskret inngang. De brukes vanligvis til å kontrollere på- eller avslåing av stasjoner.

I henhold til GOST IEC 61131-2-2012 (Introduksjonsdato 2014-07-01) er en analog inngang en enhet som konverterer et kontinuerlig signal til et diskret binært tall for drift i et programmerbart kontrollersystem.

For analoge innganger er de vanligste standard likespenningsområdene –10… + 10 V og 0… + 10 V. For strøminnganger er områdene 0–20 mA og 4–20 mA.

Analoge innganger tillater tilkobling av analoge sensorer til PLS.

I samsvar med GOST 61131-2-2012 (introduksjonsdato 2014-07-01), er en analog utgang en enhet som konverterer et binært tall til et analogt signal.

PLSer kan utstyres med spesialisert I/O som muliggjør varighetsmåling, kantfiksering, pulstelling og motorkontroll.

Antallet av disse eller disse inngangene-utgangene er hovedfaktoren som bestemmer egenskapene til PLS'en når du oppretter et automasjonssystem basert på det.

PLS-utganger og tilkobling av eksterne enheter

Etter design og monteringsmetode er det fire versjoner av PLS-huset:

• hus for montering på DIN-skinne;
• hus for veggmontering;
• panel versjon;
• åpen rammedesign for innebygde modulære systemer.

DIN-skinnemonteringshuset er designet for å montere PLS-en på styreskappanelet og har en spesiell fjærlås for feste på en standard DIN-skinne.

Veggmonteringshuset er vanligvis produsert i henhold til standarder for støv- og fuktbeskyttelse og har innebygde forseglede tetninger for tilkobling av eksterne elektriske ledninger, både strøm og signal.

Panelversjonen av PLS brukes når PLS er installert i inngangsdøren til automasjonsskapet. Panel-PLS-er har vanligvis en berøringsskjerm som viser et mnemonisk diagram av en automatisert prosesslinje eller lokalt automasjonssystem og som brukes til å legge inn kontrollparametere av operatøren.

En åpen ramme-PLS brukes til å lage innebygde (ombord) automasjonssystemer. I dette tilfellet er PLS et trykt kretskort med et sett med kontakter for tilkobling av eksterne enheter og festemidler for tilkobling til andre kort.

Koblingene kan lages med ledninger koblet til PLS under skruklemmen eller avtakbare. Sistnevnte har en klar fordel ved vedlikehold, for eksempel ved utskifting av en PLS. I dette tilfellet er det umulig å forvirre tilkoblingen av ledningene. Bruken av doble kontakter øker imidlertid kostnadene for PLS-en, og det er grunnen til at produsenter oftere bruker skrukoblinger av ledninger i PLS-er i stedet for avtakbare.

Monoblokk-PLSer har vanligvis innebygde eller eksterne skjermer installert i frontpanelene til kontrollskapene. De kan være grafiske, syntetiserende eller sensoriske.

Figuren under viser en PLS med innebygget LCD-display og et tastatur som brukes til å stille inn parametrene til kontrollalgoritmen lokalt.

Kontaktene til PLS-kontakten gir PLS-brukeren muligheten til å koble til ulike typer sensorer: analoge, diskrete, samt aktuatorer og I/O-enheter.

I tillegg har PLS-er et sett med standardgrensesnitt for verktøy for implementering av distribuerte automasjonssystemer ved bruk av forskjellige typer kommunikasjonskanaler: ledning, radio, Internett.

Programmerbare logiske kontrollere er grunnlaget for produksjon av automatiseringsskap (eller paneler) for ulike formål.

Installasjonen av automatiseringselementer på skappanelet utføres i henhold til den elektriske kretsdesignen, som er utviklet i henhold til spesifikasjonene separat for hvert system.

Automatisk skapinstallasjonsteknologi gir separat ruting av strøm- og signalledninger i distribusjonsboksene (for eksempel strømledninger — i høyre bokser og signalledninger — i venstre bokser, i forhold til monteringspanelet), obligatorisk merking av ledninger, iht. til prosjektet, og krymping av endene på ledningene med spesielle terminaler.

Automatiseringsskap kan ha innebygde klimaanlegg eller varmeovner for å gi intern temperaturkontroll.

PLS-basert automatiseringsskap

Nesten alle moderne PLS-er har en innebygd svitsjingsstrømforsyning som gir strøm fra en ekstern kilde i vekselstrømspenningsområdet 110 til 265 volt (AD-DC spenningsomformer) eller fra en likestrømforsyning (DC-DC spenningsomformer).

Bytte strømforsyninger har en rekke innebygde automatiske beskyttelser: kortslutning, overoppheting og overbelastning.

En typisk PLS-strømtilkobling krever et overspenningsdempingsfilter på forhånd. Valget av pulserende strømforsyninger gjøres i henhold til verdien av det nødvendige energiforbruket og de nødvendige utgangsverdiene til de nominelle effektene.

Hvis hovedkilden til inngangsspenning er slått av på grunn av en ulykke eller funksjonsfeil, kan drift eller riktig avstenging av enheten eller systemet sikres med en avbruddsfri strømforsyning.

Beskyttelsesgraden til PLS-en er kryptert med et IP-merke (Ingress Protection Rating). IP oversettes bokstavelig talt som inntrengningsbeskyttelsesgrad. Foreløpig er dette det vanligste betegnelsessystemet for å beskytte utstyr mot påvirkninger fra det ytre miljø. Den brukes til å indikere beskyttelse mot inntrengning av ulike fysiske partikler i utstyret ved geometriske dimensjoner, inkludert støv og vann.

IP grad av beskyttelse — dekoding, eksempler på utstyr

PLS-kapslinger, samt skap eller paneler de er installert i, kan ha en grad av beskyttelse.

Installasjon og tilkobling av spesifikke programmerbare logiske kontrollere (PLS) i automasjonsskap og paneler må gjøres i henhold til produsentens anvisninger.

Bilder av automatiseringspaneler med programmerbare logiske kontrollere: