Инсталација и повезивање програмабилних логичких контролера (ПЛЦ) у ормарима и панелима аутоматике

Програмабилни логички контролер (ПЛЦ) је посебан тип рачунара који се користи за аутоматизацију технолошких процеса и објеката.

Термин ПЛЦ (енглеска скраћеница — (ПЛЦ) програмабилни логички контролер) увео је Одо Џозеф Стругер, инжењер у Аллен-Брадлеи УСА 1971. Он је такође играо кључну улогу у обједињавању програмских језика ПЛЦ-а.

Када се алгоритам примењује на управљачки систем, обично су потребне логичке операције и посебна организација комуникације са сензорима, актуаторима и интерфејсом човек-машина.

Важна карактеристика ПЛЦ-а је његов рад у реалном времену. Ово је обезбеђено употребом специјалних микропроцесора који гарантују одговор система на захтев у одређеном временском интервалу.

ПЛЦ обично раде у неповољним спољашњим условима — температура, влажност, прашина, електромагнетно зрачење, зрачење. Због тога се обични кућни рачунари нису користили као контроле.

У Русији од 2007.на снази је специјални програмабилни контролер ГОСТ Р ИЕЦ 61131-1-2016.

ПЛЦ-ови су засновани на микроконтролери — специјализовани микропроцесори са архитектуром једног чипа. Микроконтролери могу да раде без чипсета и матичне плоче, без оперативног система. Али овај режим се углавном користи у једноставним локалним системима аутоматизације. У сложеним системима користе се довољно моћни процесори под контролом специјалних оперативних система.

За више информација о сврси, типовима уређаја и ПЛЦ-а, погледајте овде: Шта су програмабилни логички контролери

Разноликост ПЛЦ-ова је веома велика. Не постоји ниједна компанија из области аутоматике и електронике која не производи сопствене ПЛЦ-ове. Ипак, све ПЛЦ-ове обједињује њихова заједничка архитектура и стандардизација интерфејса за повезивање екстерних уређаја.

Највећи светски произвођачи ПЛЦ-а данас су Сиеменс АГ, Аллен-Брадлеи, Роцквелл Аутоматион, Сцхнеидер Елецтриц, Омрон, Мицубицхи, Ловато. ПЛЦ-ове производе многи други произвођачи, укључујући руске компаније Контар ЛЛЦ, Овен, Контел ЛЛЦ, Сегнетикс, Фаствел Гроуп, Тецон и друге.

ОВЕН програмабилни логички контролери

Сиеменс програмабилни контролери из серије СИМАТИЦ С7

Пример изгледа ПЛЦ-а у стандардном моноблоку је приказан на слици. То су ПЛЦ компаније ОВЕН (Русија) и ПЛЦ компаније 9 Сиеменс (Немачка). Прикључци за повезивање напајања, сензора и актуатора налазе се са обе стране кутије.

Програмабилни логички контролер ПЛЦ 63 компаније ОВЕН (Русија) и ПЛЦ компаније Сиеменс (Немачка)

Постоје следеће врсте улаза-излаза: дискретни, аналогни, универзални, наменски и интерфејс.

Типично, дискретни улази се користе за повезивање сензора који могу бити у два стања: "активно - пасивно" или "укључено - искључено". Користећи дискретне улазе, можете повезати дугмад, прекидаче, граничне прекидаче, термостате и другу опрему.

Дискретни улази контролера ТАнс су обично израчунати за прихватање стандардних сигнала са нивоом од +24 В ДЦ. Типична вредност струје за један дигитални улаз (на +24 В улазног напона) је око 10 мА.

ПЛЦ дискретни излази се користе за генерисање излазних сигнала са електричним параметрима као дискретним улазом. Обично се користе за контролу укључивања или искључивања погона.

Према ГОСТ ИЕЦ 61131-2-2012 (Датум увода 2014-07-01), аналогни улаз је уређај који конвертује континуирани сигнал у дискретни бинарни број за рад у систему програмабилног контролера.

За аналогне улазе, најчешћи стандардни опсези једносмерног напона су –10… + 10 В и 0… + 10 В. За струјне улазе, опсези су 0–20 мА и 4–20 мА.

Аналогни улази омогућавају повезивање аналогних сензора на ПЛЦ.

У складу са ГОСТ 61131-2-2012 (датум увођења 2014-07-01), аналогни излаз је уређај који претвара бинарни број у аналогни сигнал.

ПЛЦ-ови могу бити опремљени специјализованим И/О који омогућавају мерење трајања, фиксирање ивица, бројање импулса и контролу мотора.

Број ових или ових улаза-излаза је главни фактор који одређује могућности ПЛЦ-а, када се на основу њега креира систем аутоматизације.

ПЛЦ излази и повезивање спољних уређаја

По дизајну и начину монтаже, постоје четири верзије кућишта ПЛЦ-а:

• кућиште за монтажу на ДИН шину;
• кућиште за зидну монтажу;
• панел верзија;
• дизајн отвореног оквира за уграђене модуларне системе.

Кућиште за монтажу на ДИН шину је дизајнирано за монтажу ПЛЦ-а на контролну плочу и има специјалну опружну браву за фиксирање на стандардну ДИН шину.

Кућиште за монтирање на зид се обично производи у складу са стандардима заштите од прашине и влаге и има уграђене заптивене заптивке за повезивање спољних електричних жица, како за напајање тако и за сигнал.

Панел верзија ПЛЦ-а се користи када је ПЛЦ уграђен у улазна врата ормара за аутоматизацију. Панел ПЛЦ обично имају екран осетљив на додир који приказује мнемонички дијаграм аутоматизоване процесне линије или локалног система аутоматизације и који се користи за унос контролних параметара од стране оператера.

ПЛЦ отвореног оквира се користи за креирање уграђених (уграђених) система аутоматизације. У овом случају, ПЛЦ је штампана плоча са сетом конектора за повезивање спољних уређаја и причвршћивача за повезивање са другим плочама.

Конектори могу бити направљени од жица повезаних на ПЛЦ испод вијчане стезаљке или одвојиви. Потоњи имају јасну предност у одржавању, на пример када се замењује ПЛЦ. У овом случају, немогуће је збунити везу жица. Међутим, употреба двоструких конектора повећава цену ПЛЦ-а, због чега произвођачи чешће користе навојне везе жица у ПЛЦ-овима, а не одвојиве.

Моноблок ПЛЦ обично имају уграђене или удаљене дисплеје инсталиране на предњим панелима контролних ормара. Они могу бити графички, синтетички или сензорни.

На слици испод је приказан ПЛЦ са уграђеним ЛЦД екраном и тастатуром која се користи за локално подешавање параметара контролног алгоритма.

Контакти ПЛЦ конектора пружају кориснику ПЛЦ-а могућност повезивања различитих типова сензора: аналогних, дискретних, као и актуатора и И/О уређаја.

Поред тога, ПЛЦ-ови имају скуп стандардних интерфејса за алате за имплементацију дистрибуираних система аутоматизације користећи различите врсте комуникационих канала: жица, радио, Интернет.

Програмабилни логички контролери су основа за производњу ормара (или панела) за аутоматизацију различите намене.

Инсталација елемената аутоматизације на панелу ормана врши се према пројекту електричног кола, који се развија према спецификацијама посебно за сваки систем.

Технологија уградње ормара за аутоматизацију обезбеђује одвојено вођење струјних и сигналних жица у разводним кутијама (на пример, струјне жице — у десним кутијама и сигналне жице — у левим кутијама, у односу на монтажну плочу), обавезно обележавање жица, према пројекту, и пресовање крајева на жицама специјалним стезаљкама.

Ормари за аутоматизацију могу имати уграђене клима уређаје или грејаче који обезбеђују унутрашњу контролу температуре.

Орман за аутоматизацију базиран на ПЛЦ-у

Готово сви савремени ПЛЦ-ови имају уграђено прекидачко напајање које обезбеђује напајање из спољашњег извора у опсегу наизменичног напона од 110 до 265 волти (АД-ДЦ напонски претварач) или из ДЦ напајања (ДЦ-ДЦ напонски претварач).

Прекидачки извори напајања имају низ уграђених аутоматских заштита: од кратког споја, прегревања и преоптерећења.

Типично ПЛЦ напајање захтева претходно филтер за сузбијање пренапона. Избор импулсних извора напајања врши се према вредности потребне потрошње енергије и потребним излазним вредностима називних снага.

Ако је главни извор улазног напона искључен услед несреће или квара, онда се рад или правилно гашење уређаја или система може обезбедити непрекидним напајањем.

Степен заштите ПЛЦ-а је шифрован ИП ознаком (Ингресс Протецтион Ратинг). ИП се дословно преводи као степен заштите од уласка. Тренутно је ово најчешћи систем означавања за заштиту опреме од утицаја спољашњег окружења. Користи се за означавање заштите од продирања различитих физичких честица у опрему геометријским димензијама, укључујући прашину и воду.

ИП степен заштите — декодирање, примери опреме

ПЛЦ кућишта, као и ормарићи или панели у које су уграђени, могу имати одређени степен заштите.

Инсталација и повезивање специфичних програмабилних логичких контролера (ПЛЦ) у ормарима и панелима за аутоматизацију мора се извршити у складу са упутствима произвођача.

Слике панела за аутоматизацију са програмабилним логичким контролерима: