PLC stają się małe, szybkie oraz inteligentne

Sterowniki z logiką programowalną (PLC) to słuszny wybór w przypadku wielu aplikacji sterujących. Urządzenia te, jak wiele innych w automatyce, mają coraz mniejsze rozmiary, coraz więcej funkcji, bardziej intensywnie komunikują się ze światem zewnętrznym oraz dobrze integrują z innymi zastosowaniami komputerów przemysłowych.
Te przyczyny oraz wiele innych sprawiają, że prenumeratorzy Control Engineering planują zakupić w przyszłym roku więcej PLC. Tak wynika z odpowiedzi udzielonych w badaniu przeprowadzonym ostatnio przez Reed Research Group. Z 202 respondentów, którzy wybierają, polecają bądź kupują PLC – 59% robi to na potrzeby wewnętrzne zakładu, 19% na potrzeby OEM, a 22% z obu wymienionych powodów.
45% respondentów powiedziało, że zwiększą swoje wydatki na PLC, w przypadku 49% wydatki utrzymają się na tym samym poziomie, a 6% przewiduje ich spadek. Dla porównania – w roku 2002 tylko 29% planowało zwiększenie zakupów, 64% deklarowało utrzymanie się na tym samym poziomie, a 7% mówiło o spadku.
Badanie wykazało również, że w 2005 roku lawinowo wzrośnie liczba bezprzewodowych połączeń PLC, zwiększy się także zastosowanie Ethernetu.
 Stopień rozpowszechnienia PLC o porównywalnych „rozmiarach” (określanych według liczby kanałów I/O) pozostawał mniej więcej na tym samym poziomie w latach 2004 i 2002, ale zastosowanie systemów sterowania opartych na PC oraz systemów sterowania opartych na logice „miękkiej” (tj. implementowanej programowo, a nie sprzętowo) nieznacznie wzrosło. Mikro PLC (16– 128 I/O) stanowiły 27%, średnie PLC (129–512 I/O) – 27%, duże PLC (>512 I/O) – 18%, sterowniki oparte na PC – 10%, nano PLC (poniżej 15 I/O) – 7%, logika „miękka” – 7% oraz wbudowane PLC – 4%.
Mike Miclot, menedżer do spraw marketingu Logix pracujący dla Rockwell Automation, mówi, że wzrost zastosowania sterowania opartego na PC i logice „miękkiej” nie jest zaskakujący i można go najprawdopodobniej przypisać temu, że organizacje odchodzą od tradycyjnych „domowych” systemów sterowania sporządzanych we własnym zakresie i zaczynają wdrażać i adaptować rozwiązania gotowe.


Więcej PLC znajduje zastosowanie w aplikacjach przetwórczych i wsadowych. Jest to trend, który również nie dziwi Miclota. Klienci zaczynają zdawać sobie sprawę, że stosowanie przetwarzania rozproszonego (DCS) do procesów wsadowych to przesada.
Respondenci ankiety przeprowadzonej w roku 2004 stosują PLC do sterowania procesami i maszynami (w równym stopniu) w 72%, do sterowania ruchem – 45%, sterowania wsadami – 36%, diagnostyki – 19%, na inne zastosowania przypada 6%. Wartości te są w zasadzie takie same jak w roku 2002, z wyjątkiem sterowania maszynami, które stanowiło wtedy 79% i sterowania wsadami – 31%.
Coraz więcej PLC jest łączonych z PC, a coraz mniej stosuje się w samodzielnych aplikacjach. Być może są to dwie strony tego samego trendu polegającego na zwiększaniu dostępu do informacji. Na pytanie: w jaki sposób większość PLC łączy się z innymi systemami? – respondenci odpowiadają: w sieci z komputerami osobistymi (30%), są samodzielne (29%), w sieci z innymi PLC (24%), w sieci z systemami rozproszonego sterowania (18%). W roku 2002 aplikacje samodzielne stanowiły 34%, w sieci z PC – 26%, w sieci z innymi PLC – 24%, w sieci z systemami sterowania rozproszonego – 16%.
Nick Infelise, menedżer do spraw marketingu produktów PLC w Omron Electronics, mówi, że zaawansowane rozwiązania komunikacyjne ułatwiają producentom udostępnianie danych oraz posiadanie jednopunktowego dostępu do danych produkcyjnych. Rozważając obecne i przyszłe wykorzystanie protokołów komunikacyjnych stosowanych z PLC, użytkownicy spodziewają się mniejszej liczby połączeń szeregowych, większej – Ethernetu oraz zdecydowanie większej – połączeń bezprzewodowych. Na czele stosowanych rozwiązań komunikacyjnych dla PLC znajdują się: szeregowe RS-232/RS-485 – 89%, Ethernet – 86% oraz 4–20 mA/0–10 V DC – 81%.
– Rozwiązania komunikacyjne dla PLC poprawiają również prognozowanie w utrzymaniu ruchu, poprzez możliwości monitorowania statusu i diagnozowania, które są wbudowane w zdalne urządzenia w sieciach I/O, sieciach bezpieczeństwa oraz poprzez bezpośredni dostęp do zdalnych sieci z jednego punktu (do szybkiego debugowania) – dodaje Nick Infelise. W 2004 r. 79% tych, którzy deklarowali używanie Ethernetu, stosowało go jako sieć nadrzędną. Prawie dwie trzecie (65%) stosowało Ethernet do łączenia w sieć PLC, 44% do sterowania urządzeniami I/O.
Wśród użytkowników Ethernetu 83% posługuje się TCP/IP; EtherNet/IP stanowi 54% a Profinet 7%.
W grupie najbardziej ulubionych języków programowania dalej dominuje logika drabinkowa. Mimo to Connie Chick, menedżer do spraw sterowników w firmie GE Fanuc Automation, zauważa, że ekspansja narzędzi do programowania, łącznie ze schematami bloków funkcyjnych i wykresami funkcji sekwencyjnych, zwiększają zestawy opcji dostępnych dla inżynierów automatyków, dotyczących funkcjonalności aplikacji, z równoczesną minimalizacją wpływu na czas realizacji projektu.

PLC — produkty

  • Sterowniki serii AC31

AC31 to seria nowoczesnych, łatwych w programowaniu i obsłudze sterowników programowalnych stosowanych z powodzeniem w automatyzacji maszyn, obiektów przemysłowych, gospodarce wodno-ściekowej.
Do podstawowych komponentów  rodziny sterowników AC31 należą trzy typy jednostek centralnych: 40/50 (pamięć 34kB) i 90 (480kB – 2MB pamięci) oraz zdalne i lokalne moduły we/wy.
Każda jednostka centralna  zawiera pewną liczbę wbudowanych we/wy cyfrowych, a także analogowych. Istnieje możliwość (w zależności od CPU) zwiększenia liczby kanałów, poprzez dołączenie lokalnych lub zdalnych modułów rozszerzeń (magistrala CS31 – odległość do 2km). Każda jednostka posiada standardowo dwa interfejsy szeregowe RS232/485 z protokołem MODBUS (master/slave). Seria 90 może mieć dodatkowo wbudowane dwa interfejsy do komunikacji Profibus DP, Ethernet 100Mbps, CAN, DeviceNet. Ponadto seria 90 posiada możliwość współpracy z dowolnym pakietem wizualizacyjnym poprzez OPC serwer, oraz oferuje między innymi szybkie jednostki centralne typu 07KT98, w których czas wykonywania 1k linii programu wynosi tylko 0,07 ms.
Oprogramowanie narzędziowe 907 AC 1131 zgodne z normą IEC61131-3, udostępnia 6 języków programowych: schemat drabinkowy, listę instrukcji, diagram bloków funkcyjnych, język sekwencyjny, tekst strukturalny oraz CFC (Continuous Function Chart). Pakiet daje ponadto możliwość zastosowania standardowych regulatorów PI i PID, wielu gotowych funkcji systemowych oraz arytmetyki 32-bitowej.
Dodatkową zaletą rodziny AC31 jest dostępność certyfikatów morskich oraz bezpieczeństwa funkcjonalnego SIL dla systemów blokad. www.abb.pl
ABB

  • Sterowniki ze zintegrowanym interfejsem sieci ControlNet

Produkty firmy Allen-Bradley, sterowniki CompactLogix 1769-L35CR oraz 1769–L32C oferują zintegrowany interfejs sieci ControlNet, co eliminuje potrzebę komunikacji modułowej, upraszcza programowanie oraz obniża koszty instalacji i konfigurowania. CompactLogix 1769-L32C będzie dostępny na rynku na początku roku 2005. Zastosowanie jednego pakietu programowego ułatwia użytkownikom konfigurowanie sieci ControlNet oraz tworzenie połączeń z sieci ControlNet do sieci De-viceNet w celu konfigurowania urządzeń podłączonych do sieci DeviceNet – wszystko z jednego punktu dostępu. Kiedy użytkownicy załączają zasilanie sterownika, urządzenie w sieci ControlNet jest konfigurowane automatycznie, co eliminuje niezbędne wcześniej działania, które obejmowały instalowanie, konfigurowanie oraz dodawanie modułu skanera do programu.
CompactLogix 1769-L35CR oferuje zintegrowany, redundantny interfejs zapewniający większą niezawodność w skomplikowanych aplikacjach. Obsługuje do 30 lokalnych modułów I/O oraz oferuje 1,5 MB pamięci, pozwalając na pełną swobodę programowania. CompactLogix 1769-L32C jest zaprojektowany dla małych aplikacji, obsługuje do 16 lokalnych modułów I/O i zapewnia 750 kB pamięci programowej. www.rockwellautomation.pl
Rockwell Automation

  • PLC do sterowania ruchem

CPU317T to nowa jednostka centralna sterowników PLC serii S7-300. Zintegrowane funkcje technologiczne umożliwiają, oprócz sterowania logicznego, również sterowanie ruchem napędów elektrycznych. Funkcje standardowe PLC oraz funkcje sterowania ruchem programuje się za pomocą tego samego pakietu, czyli oprogramowania SIMATIC STEP 7. Podejście takie upraszcza konfigurację, parametryzację i uruchomienie sterownika przy jednoczesnej redukcji kosztów związanych ze szkoleniem pracowników. CPU317T może kontrolować do 32 osi napędowych. Dostępne funkcje sterowania ruchem obejmują pozycjonowanie w trybach: absolutnym, względnym, addytywnym oraz składanie ruchów. Inne funkcje to synchronizacja osi napędowych, sterowanie wg programowo definiowalnych krzywek, szybkie przełączniki krzywkowe, funkcja dojazdu do mechanicznego zatrzymania oraz możliwość obsługi próbnika pomiarowego. www.siemens.pl
Siemens Energy&Automation

  • Programowalny system sterowania

PACSystems RX3i to kontroler pracujący na szybkiej płycie opartej na PCI oraz procesorze Intela – Pentium 300 MHz. Zasilacze o wysokiej wydajności można stosować w konfiguracjach pojedynczych lub wielokrotnych, w celu zapewnienia odpowiedniej mocy lub redundancji w jednej kasecie. Zawiera również szybsze funkcje I/O o rozszerzonym potencjale diagnostycznym, obsłudze przerwania oraz gorącego składowania. System obsługuje szeroki zakres modułów I/O, ma opcje: dyskretne, uniwersalne analogowe, analogowe o dużej gęstości zapisu, szybki licznik oraz obsługę ruchu. Rozbudowane możliwości komunikacyjne obejmują zintegrowane moduły Ethernet i Profibus, jak również wsparcie dla sieci DeviceNet i Genius.
RX3i pozwala na połączenie nowych technologii z rozbudowanymi systemami sprzętowymi, oferując klientom GE Fanuc bezbolesną migrację. Oprogramowanie Proficy Machine Edition zapewnia uniwersalne środowisko do realizacji projektów programowych, konfiguracyjnych oraz diagnostykę dla całej rodziny PACSystems. Proficy zawiera oprogramowanie oparte na znacznikach (tagach), bibliotekę kodów nadających się do ponownego wykorzystania oraz tryb edytowania testowego do usprawnienia wykrywania i usuwania usterek online. www.gefanuc.com.pl
GE Fanuc Automation

  • Programowanie PLC

Wersja 2.0 programu Telemecanique Unity Pro zapewnia rozbudowane możliwości programowania, debugowania oraz obsługi IEC 61131-2 PLC dla PLC Modicon, aż do poziomu ich mikroprogramów i dodaje nowe ergonomiczne opcje mające na celu skrócenie czasu programowania. Program jest obecnie dostępny w wersji licencji wielokrotnych, pozwalających na współpracę od 3 do 100 użytkowników nad projektowaniem systemu sterowania, obsługi i konserwacji. Oprogramowanie Unity Pro 2.0 ułatwia integrację różnych dyscyplin, zapewniając wizualne udostępnianie pomysłów i informacji. Inne cechy Unity Pro 2.0 obejmują: zmniejszone wielkości plików do szybszego przetwarzania, nowe opcje aktywności w trybie „gotowości”, wbudowany inter-aktywny ekran operatora, ułatwiający konserwację, wyposażony w pełen zestaw funkcji symulator, pozwalający na wykonywanie porównawczych testów aplikacji, oraz definiowane przez użytkownika bloki funkcyjne upraszczające programowanie. Definiowane przez użytkownika protokoły ethernetowe ułatwiają bezpośrednie podłączanie do stacji nakładających etykiety RFID czytników kodów kreskowych oraz konkurencyjnych PLC, co eliminuje potrzebę dodawania bramek. www.schneider-electric.pl
Schneider Electric

  • Dupleksowe PLC zapewnia nadmiarowość i odpowiednią prędkość

CS1D – dupleksowy sterownik programowalny jest tak szybki i niezawodny jak sterownik CS1, jednakże różni się od CS1 wbudowaną redundancją. Jeśli w głównym procesorze wystąpi problem, CS1D automatycznie przełącza sterowanie na drugi processor, co następuje w ciągu jednego skanowania programowego. Opcja ta zapewnia nieprzerwaną pracę. Drugi procesor można wymienić podczas pracy urządzenia. Nadmiarowy zasilacz i moduły komunikacyjne można wymieniać bez przerywania pracy sterownika. Ciągłą pracę urządzenia wspomagają „gorące” moduły I/O, które można zamieniać miejscami oraz inne specjalistyczne moduły. Urządzenie można konfigurować jako tylko procesor nadmiarowy lub jako kompletny system dupleksowy, wyposażony w nadmiarowy zasilacz i moduły komunikacyjne. www.omron.pl
Omron Electronics

  • Seria Q — gorące składowanie

Z końcem 2004 roku na rynek została wprowadzona nowa, redundantna wersja Systemu Q – redundantna platforma automatyzacji.
Kluczowe cechy tej platformy to: zdwojony, redundantny system jednostek centralnych (CPU), nadmiarowe kanały komunikacji poprzez sieci, możliwość wymiany uszkodzonych elementów w trybie „hot swap” – bez zatrzymywania procesu i bez wyłączania zasilania. Automatyczna, definiowana przez użytkownika synchronizacja danych przetwarzanych przez oba procesory zapewnia bezuderzeniowe przekazanie sterowania przy awarii jednej z jednostek centralnych.
Zdwojona, redundantna sieć umożliwia deterministyczny przepływ danych pomiędzy CPU i układami wejścia – wyjścia, przy zachowaniu przepustowości 25 Mb/s. Układy zasilania są również nadmiarowe.
Redundantny kanał sieci Ethernet zapewnia stabilną komunikację z systemem SCADA podczas przełączania procesorów.
Poza procesorami i dwoma modułami sprzęgającymi nie są wymagane inne specjalizowane moduły. Standardowe elementy serii Q mogą być wykorzystane zarówno w tradycyjnym, jak i redundantnym systemie Q. Fizyczna separacja redundantnych jednostek centralnych umożliwia serwisowanie procesora będącego w trybie off-line, bez zatrzymywania sterowanego procesu. www.meau.com
Mitsubishi Electric Automation Dystrybutor w Polsce:
MPL Technology sp. z o.o. www.mpl.pl

  • ESALAN Compact: programowalny sterownik z funkcją bezpieczeństwa

Sterownik z funkcją bezpieczeństwa – ESALAN Compact jest jednym z produktów oferowanych przez firmę ELAN, wchodzącą w skład grupy SCHMERSAL. Do jego cech użytkowych należy możliwość zaprogramowania różnych operacji logicznych bez potrzeby specjalnego podłączania kilkudziesięciu przewodów, co było wymagane przy zastosowaniu tradycyjnych modułów bezpieczeństwa. Urządzenie to zostało zaprojektowane z myślą o pojedynczych maszynach o skomplikowanym systemie sterowania oraz o małych i średnich zintegrowanych liniach produkcyjnych. Dostępne są również moduły rozszerzające, umożliwiające sterowanie większymi systemami.
ESALAN Compact przystosowany jest do tzw. pracy strefowej. Oznacza to, że istnieje możliwość tworzenia obszarów, w zależności od trybu pracy maszyny, do których personel może bądź musi uzyskać dostęp, podczas gdy pozostałe części systemu pracują normalnie. ESALAN Compact posiada 24 bezpieczne wejścia, 9 półprzewodnikowych wyjść oraz 3×2 wyjścia przekaźnikowe, jak również do 168 wejść/wyjść przy zastosowaniu modułów rozszerzających bezpieczeństwa, mogących pracować w systemach rozproszonych połączonych kablem o długości do 200 m.
Jeżeli chodzi o kwestie bezpieczeństwa, to system ten spełnia wymogi 4 kategorii sterowania wg PN-EN 954-1. Maksymalny czas reakcji wyjść bezpiecznych to 25 ms, a w modułach rozszerzających do 50 ms.
Sterownik programuje się za pomocą komputera. Prosty w obsłudze interfejs pozwala na zaprogramowanie funkcji obsługi wszystkich popularnych urządzeń bezpieczeństwa. www.schmersal.pl
SCHMERSAL-POLSKA