Programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) paigaldus ja ühendamine automaatikakappides ja paneelides

Programmeeritav loogikakontroller (PLC) on spetsiaalne arvutitüüp, mida kasutatakse tehnoloogiliste protsesside ja objektide automatiseerimiseks.

Mõiste PLC (inglise lühend – (PLC) programmeeritav loogikakontroller) võttis kasutusele Allen-Bradley USA insener Odo Joseph Struger 1971. aastal. Ta mängis võtmerolli ka PLC programmeerimiskeelte ühendamisel.

Algoritmi rakendamisel juhtimissüsteemile on tavaliselt vaja loogilisi operatsioone ning andurite, täiturmehhanismide ja inimese-masina liidesega suhtlemise erikorraldust.

PLC oluline omadus on selle reaalajas töötamine. Selle tagab spetsiaalsete mikroprotsessorite kasutamine, mis tagavad süsteemi vastuse päringule teatud ajaintervalli jooksul.

PLC-d töötavad tavaliselt ebasoodsates välistingimustes - temperatuur, niiskus, tolm, elektromagnetiline kiirgus, kiirgus. Seetõttu tavalisi koduarvuteid juhtseadmetena ei kasutatud.

Venemaal alates 2007. aastast.Kehtib spetsiaalne programmeeritav kontroller GOST R IEC 61131-1-2016.

PLC-d põhinevad mikrokontrollerid — ühe kiibi arhitektuuriga spetsiaalsed mikroprotsessorid. Mikrokontrollerid võivad töötada ilma kiibistiku ja emaplaadita, ilma operatsioonisüsteemita. Kuid seda režiimi kasutatakse peamiselt lihtsates kohalikes automaatikasüsteemides. Keerulistes süsteemides kasutatakse spetsiaalsete operatsioonisüsteemide juhtimise all piisavalt võimsaid protsessoreid.

Lisateavet eesmärgi, seadme ja PLC tüüpide kohta leiate siit: Mis on programmeeritavad loogikakontrollerid

PLC-de valik on väga suur. Automaatika ja elektroonika valdkonnas pole ühtegi ettevõtet, mis ei toodaks oma PLC-sid. Sellest hoolimata ühendab kõiki PLC-sid nende ühine arhitektuur ja välisseadmete ühendamise liideste standardimine.

Maailma suurimad PLC-tootjad on täna Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato. PLC-sid toodavad paljud teised tootjad, sealhulgas Venemaa ettevõtted Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon jt.

OWEN programmeeritavad loogikakontrollerid

Siemensi programmeeritavad kontrollerid SIMATIC S7 seeriast

Näide PLC välimusest tavalises monoplokis on näidatud joonisel. Need on OWENi (Venemaa) PLC ja 9 Siemensi (Saksamaa) PLC. Toite, andurite ja täiturmehhanismide ühendamiseks mõeldud pistikud asuvad karbi mõlemal küljel.

Programmeeritav loogikakontroller PLC 63 firmalt OWEN (Venemaa) ja PLC firmalt Siemens (Saksamaa)

Sisendeid-väljundeid on järgmist tüüpi: diskreetne, analoog, universaalne, pühendatud ja liides.

Tavaliselt kasutatakse diskreetseid sisendeid andurite ühendamiseks, mis võivad olla kahes olekus: "aktiivne - passiivne" või "sees - väljas". Diskreetsete sisendite abil saate ühendada nuppe, lüliteid, piirlüliteid, termostaate ja muid seadmeid.

Kontrollerite diskreetsed sisendid TAn arvutatakse tavaliselt standardsignaalide vastuvõtmiseks tasemega +24 V DC. Tüüpiline voolu väärtus ühe digitaalsisendi jaoks (+24 V sisendpingel) on umbes 10 mA.

PLC diskreetväljundeid kasutatakse diskreetse sisendina elektriliste parameetritega väljundsignaalide genereerimiseks. Tavaliselt kasutatakse neid ajamite sisse- või väljalülitamise juhtimiseks.

Vastavalt standardile GOST IEC 61131-2-2012 (sissejuhatus 2014-07-01) on analoogsisend seade, mis teisendab pideva signaali diskreetseks kahendarvuks, et seda kasutada programmeeritavas kontrollerisüsteemis.

Analoogsisendite puhul on enamlevinud standardsed alalispinge vahemikud –10… + 10 V ja 0… + 10 V. Voolusisendite puhul on vahemikud 0–20 mA ja 4–20 mA.

Analoogsisendid võimaldavad ühendada analoogandureid PLC-ga.

Vastavalt standardile GOST 61131-2-2012 (sissejuhatus 2014-07-01) on analoogväljund seade, mis teisendab kahendarvu analoogsignaaliks.

PLC-sid saab varustada spetsiaalse I/O-ga, mis võimaldavad kestuse mõõtmist, servade fikseerimist, impulsside loendamist ja mootori juhtimist.

Nende või nende sisendite-väljundite arv on peamine tegur, mis määrab PLC võimalused, kui luua sellel põhinevat automaatikasüsteemi.

PLC väljundid ja välisseadmete ühendamine

Disaini ja paigaldusmeetodi järgi on PLC korpusel neli versiooni:

• korpus DIN-liistule paigaldamiseks;
• korpus seinale kinnitamiseks;
• paneeli versioon;
• avatud raami disain manustatud moodulsüsteemide jaoks.

DIN-liistu kinnituskorpus on mõeldud PLC paigaldamiseks juhtkapi paneelile ja sellel on spetsiaalne vedrulukk standardsele DIN-siinile kinnitamiseks.

Seinakinnituskorpus on tavaliselt valmistatud tolmu- ja niiskuskaitsestandardite järgi ning sellel on sisseehitatud tihendid väliste elektrijuhtmete ühendamiseks nii toite kui ka signaaliga.

PLC paneelversiooni kasutatakse siis, kui PLC on paigaldatud automaatikakapi välisuksesse. Paneel-PLC-del on tavaliselt puutetundlik ekraan, mis näitab automatiseeritud protsessiliini või kohaliku automaatikasüsteemi märguandediagrammi ja mida operaator kasutab juhtimisparameetrite sisestamiseks.

Avatud raamiga PLC-d kasutatakse sisseehitatud (pardalsisest) automatiseerimissüsteemide loomiseks. Sel juhul on PLC trükkplaat, millel on välisseadmete ühendamiseks mõeldud pistikute komplekt ja kinnitusdetailid teiste plaatidega ühendamiseks.

Ühendused võivad olla valmistatud juhtmetega, mis on ühendatud PLC-ga kruviklambri all või eemaldatavad. Viimastel on selge eelis hoolduses, näiteks PLC väljavahetamisel. Sellisel juhul on juhtmete ühendamist võimatu segi ajada. Topeltpistikute kasutamine aga tõstab PLC maksumust, mistõttu kasutavad tootjad PLC-des sagedamini juhtmete kruviühendusi, mitte lahtivõetavaid.

Monoplokk-PLC-del on tavaliselt sisseehitatud või kaugekraanid, mis on paigaldatud juhtkappide esipaneelidesse. Need võivad olla graafilised, sünteesivad või sensoorsed.

Alloleval joonisel on kujutatud sisseehitatud LCD-ekraaniga PLC-d ja klaviatuuri, mida kasutatakse juhtimisalgoritmi parameetrite lokaalseks seadistamiseks.

PLC pistiku kontaktid annavad PLC kasutajale võimaluse ühendada erinevat tüüpi andureid: analoog-, diskreetseid, aga ka täiturmehhanisme ja I/O seadmeid.

Lisaks on PLC-del standardliideste komplekt tööriistade jaoks hajutatud automatiseerimissüsteemide rakendamiseks, kasutades erinevat tüüpi sidekanaleid: traat, raadio, Internet.

Programmeeritavad loogikakontrollerid on aluseks erinevatel eesmärkidel automaatikakappide (või paneelide) tootmisel.

Automaatikaelementide paigaldamine kapi paneelile toimub vastavalt elektriskeemi projektile, mis töötatakse välja vastavalt spetsifikatsioonidele iga süsteemi jaoks eraldi.

Automaatikakappide paigaldustehnoloogia näeb ette toite- ja signaalijuhtmete eraldi marsruutimise jaotuskarpides (näiteks toitejuhtmed — parempoolsetes kastides ja signaalijuhtmed — vasakpoolsetes kastides, paigalduspaneeli suhtes), juhtmete kohustusliku märgistamise vastavalt projektile ja juhtmete otste pressimine spetsiaalsete klemmidega.

Automaatikakappidel võivad olla sisseehitatud kliimaseadmed või kütteseadmed, mis tagavad sisetemperatuuri reguleerimise.

PLC-põhine automaatikakapp

Peaaegu kõigil kaasaegsetel PLC-del on sisseehitatud lülitustoiteallikas, mis annab toite välisest allikast vahelduvpinge vahemikus 110–265 volti (AD-DC pingemuundur) või alalisvoolu toiteallikast (DC-DC pingemuundur).

Lülitustoiteallikatel on mitmeid sisseehitatud automaatseid kaitseid: lühis, ülekuumenemine ja ülekoormus.

Tüüpiline PLC toiteühendus nõuab eelnevalt liigpinge summutamise filtrit. Impulsstoiteallikate valik tehakse vastavalt nõutava energiatarbimise väärtusele ja nominaalvõimsuste nõutavatele väljundväärtustele.

Kui põhisisendpinge allikas on õnnetuse või rikke tõttu välja lülitatud, siis seadme või süsteemi töö või õige väljalülitamise saab tagada katkematu toiteallikaga.

PLC kaitseaste on krüpteeritud IP-märgisega (Ingress Protection Rating). IP tähendab sõna-sõnalt sissepääsukaitse taset. Praegu on see kõige levinum tähistussüsteem seadmete kaitsmiseks väliskeskkonna mõjude eest. Seda kasutatakse kaitse tähistamiseks erinevate füüsiliste osakeste, sealhulgas tolmu ja vee, tungimise eest seadmesse geomeetriliste mõõtmetega.

IP kaitseaste — dekodeerimine, seadmete näited

PLC-korpustel, aga ka kapidel või paneelidel, millesse need on paigaldatud, võib olla teatud kaitseaste.

Spetsiifiliste programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) paigaldamine ja ühendamine automaatikakappidesse ja paneelidesse tuleb teha vastavalt tootjate juhistele.

Programmeeritavate loogikakontrolleritega automaatikapaneelide pildid: