Jak zmodernizować system sterowania? Ciekawą alternatywą dla klasycznych programowalnych sterowników logicznych są nano PLC ? kompaktowe urządzenia o możliwościach znacznie wykraczających poza zwykłą komunikację sieciową.

Sterowniki wykorzystywane w systemach sterowania zakładów przemysłowych stanowią rdzeń całego szeregu operacji, kontrolując i zarządzając przebiegiem zautomatyzowanych procesów wytwórczych. W wywiadzie z Control Engineering Adam Bainbridge ? menedżer produktu automatyka i mikronapędy w Dziale Przemysłowych Systemów Sterowania firmy Eaton ? wyjaśnia, jakie trendy panują obecnie na rynku sterowników, jakim wyzwaniom muszą one sprostać oraz jakie korzyści przynosi ich wymiana.

Control Engineering (CE): Jaką rolę odgrywają sterowniki w systemach sterowania? 

Adam Bainbridge: Programowalne sterowniki logiczne (PLC) to urządzenia mikroprocesorowe wykorzystywane do sterowania procesami i maszynami przemysłowymi. Oferują one szereg funkcji ? od monitorowania, przez sterowanie, po przesył danych w sieci. W sektorze przemysłowym sterowniki PLC znacznie upraszczają obsługę systemów sterowania, ograniczając ich złożoność oraz zwiększając elastyczność. Funkcjonalności oferowane przez nowoczesne sterowniki PLC umożliwiają poprawę efektywności procesów wytwórczych, dostarczając operatorom dane i zestawienia ułatwiające utrzymanie ruchu oraz monitorowanie i optymalizację procesów.

CE: Jakie możliwości oferują nowoczesne PLC w porównaniu ze sterownikami starszego typu?

Adam Bainbridge: Jednym z kluczowych kierunków rozwoju sterowników PLC jest wzrost popularności urządzeń typu nano. Sterowniki te są wyposażone w obudowę ?blokową?, tj. modułową, niską obudowę przeznaczoną do montażu na płycie maszyny, czym różnią się od typowych sterowników PLC montowanych w szafie sterowniczej i wyposażonych w moduł bazowy, oraz wejścia na opcjonalne karty pamięci. Nano PLC są też zwykle mniejsze i mają mniejszą moc niż mikro PLC. Nowe konstrukcje ? w przeciwieństwie do konwencjonalnych sterowników, w których o klasie rozwiązania decydowała liczba wejść/wyjść (I/O) ? oferują szerokie możliwości rozbudowy, w pełni wykorzystując skalowalność systemu sterowania. 

Nanosterowniki sprawdzą się przede wszystkim w aplikacjach, które nie wymagają szybkiej regulacji pozycji, wysokiej dokładności ani sterowania wieloma urządzeniami za pośrednictwem sieci przemysłowej. A przy tym są tanie i zajmują niewiele miejsca.

CE: Jakie inne korzyści oferują?

Adam Bainbridge: Nanosterowniki PLC są w pełni skalowalne ? oferują zarówno proste funkcje ochronne, takie jak monitorowanie temperatury, jak i bardziej zaawansowane funkcjonalności, np. możliwość kontroli wydajności pompy w celu eliminacji zatorów czy wysyłanie komunikatów ostrzegawczych i przypomnień serwisowych do systemu SCADA lub mailowo do technika serwisowego. Wszelkie zmiany w systemie sterowania mogą być programowane na panelu sterownika, co eliminuje konieczność zmiany okablowania i minimalizuje czas przestoju. Co więcej, nowoczesne sterowniki PLC są zwykle sprzężone z oprogramowaniem wykorzystywanym do programowania sterowników i wyświetlaczy. Tego typu nano PLC wspierają szybką komunikację w sieci Ethernet i cechują się dużą elastycznością programowania.

CE: Jak technologia ta zwiększa elastyczność i skalowalność systemu sterowania?

Adam Bainbridge: Szerszy zakres obsługiwanych napięć w ramach jednego sterownika sprawia, że nie trzeba już wybierać spośród szeregu porównywalnych opcji. Duża elastyczność poszczególnych urządzeń ułatwia zarówno wybór, jak i integrację oraz serwisowanie PLC. Ultrakompaktowe, inteligentne sterowniki usprawniają także zarządzanie zużyciem energii.

CE: Dlaczego należy wymieniać lub modernizować sterowniki, mimo że nadal są sprawne?

Adam Bainbridge: Operatorzy i inżynierowie stale mierzą się z wyzwaniem ograniczenia kosztów operacyjnych przy jednoczesnym zwiększaniu efektywności procesów. Decyzja o wymianie lub modernizacji sprzętu jest więc zawsze kompromisem między kosztami (w tym przypadku inwestycji) a korzyściami. Niektórzy inżynierowie systemów sterowania nadal wykorzystują sterowniki, które osiągnęły już szczyt swoich możliwości i obecnie generują tylko większe koszty. Dzięki instalacji nowoczesnych nanosterowników producenci oryginalnego wyposażenia (OEM) mogą znacząco skrócić czas modernizacji, ograniczyć koszty utrzymania maszyn i zwiększyć wydajność całego parku maszynowego. Urządzenia tego typu mogą bowiem z powodzeniem realizować funkcje obecnego wyposażenia, a jednocześnie zapewniają komunikację w sieci Ethernet, zdalny monitoring, komunikaty mailowe i możliwość integracji z innymi systemami.

CE: Jakie błędy najczęściej popełniamy przy wyborze i określaniu parametrów sterowników?

Adam Bainbridge: Duża część błędów dotyczy typu lub klasy urządzenia. Do regulacji procesów można wykorzystać zarówno odrębne regulatory PI, jak i wbudowane kontrolery, takie jak przemienniki częstotliwości. Zrównoważenie kosztów i wydajności tego typu rozwiązań jest bardzo trudnym zadaniem. Odrębne komponenty mogą zapewniać niezawodne, proste sterowanie, ale trudno im będzie sprostać zmiennym potrzebom zakładu. Nowoczesne PLC eliminują te trudności i zapewniają większy zakres funkcjonalności.

Adam Bainbridge, Eaton