Evolucija PLC-a: Istorija programabilnih logičkih kontrolera i kako ih odabrati ili zamijeniti

Prošetajte kroz skoro svaku stariju fabriku i naći ćete paradoks. Jedna linija još uvijek pokreće ljestvenu logiku napisanu prije petnaest ili dvadeset godina na kontroleru koji je ukinut već deceniju, dok ćelija pored nje prenosi podatke na IIoT platformu za prediktivno održavanje. Obojica rade svoj posao. Taj jaz, koji se nalazi jedan pored drugog na istom spratu, zapravo je priča o tome kako su nastali programabilni logički kontroleri. Razumijevanje evolucije PLC-a nije samo industrijska trivijalnost. Govori vam zašto vaša instalirana baza izgleda onako kako izgleda, i oblikuje dvije odluke s kojima se svaka biljka na kraju suoči: koji kontroler kupiti sljedeći i šta učiniti kada onaj na koji se oslanjate dođe do kraja vijeka trajanja.

Prije PLC-a: Zašto je relejna logika zadržala industriju

Pre PLC-a, mašine su kontrolisale grupe elektromehaničkih releja. Logika procesa, što znači kada se ovaj ventil otvori i taj motor pokrene, živjela je u fizičkom ožičenju između stotina ili čak hiljada releja smještenih u velikim ormarićima.

Taj pristup je uspio, ali je bio krhak na skupe načine. Promjena kontrolne sekvence značila je ručno ponovno ožičenje panela, posao koji bi mogao potrajati danima ili sedmicama dok je linija neaktivna. Jedan neispravan relej ili labava žica mogli bi zaustaviti proizvodnju, a pronalaženje kvara u labirintu žica bio je spor posao. Sami ormari zauzimali su prostor, a nakon godina malih izmjena, dokumentacija je rijetko odgovarala onome što je stvarno izgrađeno.

Pritisak je došao do vrhunca u američkoj automobilskoj industriji. Proizvođači automobila kao što je General Motors obnavljali su svoje linije svake modelne godine, a svaki preinaka je značila kidanje i rekonstrukciju relejnih panela uz ogromne troškove. Do kasnih 1960-ih, taj godišnji poremećaj učinio je hitnom potragu za reprogramabilnom alternativom. Osnovna želja je bila jednostavna: zadržite povjerenje inženjerima za pouzdanost, ali unesite promjene u softver umjesto bakra. Taj pritisak je direktno doveo do specifikacije koja je stvorila prvi PLC.

Rođenje PLC-a (1968): Modicon 084 i Ladder Logic

Godine 1968., Hydramatic odjel General Motorsa napisao je sada-poznatu specifikaciju za čvrstu- zamjenu za kontrolu releja. Tražio je robustan uređaj koji bi se mogao reprogramirati bez ponovnog ožičenja, preživjeti fabrički pod i održavati ga postojeći električari u fabrici, a ne kompjuterski stručnjaci.

Mala inženjerska firma, Bedford Associates, prihvatila je izazov. Njihov odgovor, predvođen inženjerom Richardom "Dickom" Morleyem i njegovim kolegama, postao je Modicon 084, široko poznat kao prvi programabilni logički kontroler. Naziv "Modicon" dolazi od Modular Digital Controller", a "084" je jednostavno bio broj projekta kompanije. Morley se često naziva ocem PLC-a za ovaj posao.

Najvažnija odluka iza 084 nije bila sirova izvedba. Bio je to izbor metode programiranja. Umjesto da izmisli novi kompjuterski jezik, tim je dozvolio inženjerima da programiraju kontroler koristeći ljestvičastu logiku, dijagram koji je izgledao gotovo potpuno kao sheme releja ljestvica koje električari već čitaju svaki dan. Ovo je bilo od velike važnosti. Ljudi koji su održavali ove mašine bili su električari, a ne programeri, i mogli su da usvoje novi kontroler bez prekvalifikacije. Taj jedinstveni izbor dizajna, upoznavanje korisnika tamo gdje su već bili, veliki je razlog zašto su se PLC-ovi tako brzo proširili i zašto je ljestvica logika i dalje dominantan programski jezik više od pedeset godina kasnije. To je takođe razlog zašto neke fabrike još uvek pokreću merdevine programe napisane pre decenija, na tačku na koju se vraćamo kada razgovaramo o zameni zastarelog hardvera.

Od tog prvog reda koncept se brzo širio. Drugi proizvođači su slijedili, i u roku od nekoliko godina PLC je prešao sa jednog automobilskog eksperimenta na standardni alat u svim industrijama.

Kako su evoluirali PLC-ovi, deceniju po deceniju

Jednom kada se koncept dokazao, PLC-ovi su se stalno razvijali, a svaka decenija je dodavala mogućnosti koje je industrija tog vremena zahtijevala.

U 1970-im i ranim 1980-im, dolazak mikroprocesora je bio prekretnica. PLC-ovi su postali manji i brži, dobili su više memorije i podigli svoje prve komunikacijske portove, koji su omogućili kontrolerima da razgovaraju jedni s drugima umjesto da rade u izolaciji.

Devedesete su bile o povezivanju prema gore, prema ljudima i biljkama iznad mašine. Ljudsko{2}}mašinski interfejsi (HMI) dali su operaterima grafičke ekrane umjesto indikatorskih lampica, a PLC-ovi su počeli razmjenjivati ​​podatke sa više-sistemima postrojenja. Ovaj period je takođe doneo IEC 61131-3 standard, objavljen 1993. godine, koji je definisao zajednički skup programskih jezika i smanjio zaključavanje za stil bilo kog pojedinačnog dobavljača.

2000-te su preklopile funkcije koje su nekada trebale zaseban hardver. Kontrola kretanja, a u nekim slučajevima i mašinski vid, postali su karakteristike koje jedan kontroler može koordinirati, dok su protokoli zasnovani na Ethernet-baziranim protokolima učinili sisteme više{3}}prodavaca daleko lakšim za povezivanje.

Od 2010-ih do danas, PLC je postao čvor u mnogo većoj mreži. Kontroleri se sada povezuju sa ERP i MES softverom, napajaju IIoT platforme i podržavaju rubno računanje u blizini mašine. Jednako je važno da oni sada moraju biti dizajnirani imajući na umu kibernetičku sigurnost, jer je kontroler na mreži ujedno i kontroler koji mu je izložen.

Ako želite da vidite kako je jedan proizvođač prošao kroz ove iste faze, idemo daljeEvolucija Omron PLC hardvera preko 50 godinaprati ovaj luk kroz liniju proizvoda jedne marke.

Naslijeđe protiv modernih PLC-ova: šta se zapravo promijenilo

Priča iz decenije -po{1}} deceniju objašnjava kako smo došli ovdje. Stavljajući jedan pored drugog, razlika između naslijeđenog PLC-a i modernog se vidi u pet dimenzija, a svaka ima praktične posljedice za onoga ko posjeduje sistem.

Sigurnosna linija zaslužuje napomenu. Mnogi stari PLC-ovi su dizajnirani u eri kada se nikada nije očekivalo da će kontroler dodirnuti širu mrežu. Povežite ga sa modernom mrežom postrojenja i može postati meka tačka za napadače, što je jedan od praktičnih razloga zašto biljke biraju zamijeniti stariji hardver umjesto da ga stalno krpe.

PLC vs PAC vs DCS vs mikrokontroler: Raščišćavanje konfuzije

Ova četiri pojma se slabo koriste, a zabuna može dovesti do kupovine pogrešne klase hardvera. Evo kratke verzije.

A PLCupravlja diskretnom, logikom{0}}vođenom kontrolom mašina i linija, što je njegovo matično tlo. APAC(programabilni automatizacijski kontroler) je moćniji rođak, napravljen za složenu matematiku, rukovanje podacima i napredno programiranje u većim sistemima. ADCS(distribuirani kontrolni sistem) je dizajniran za velike, kontinuirane procese kao što su hemikalije, nafta i gas ili energija, gdje hiljade petlji rade 24 sata dnevno. Amikrokontrolerje jedan čip ugrađen u jedan uređaj ili proizvod, koji se bavi jednim namenskim zadatkom.

Jedno-vodič: odaberite PLC za diskretnu mašinsku logiku, PAC kada su vam potrebna teška računanja i napredno programiranje, DCS za velika postrojenja kontinuiranog procesa i mikrokontroler za jednostavnu kontrolu jednog-uređaja. S jasnim granicama, sljedeće pitanje je praktično: koje marke zapravo proizvode ove kontrolere i po čemu se razlikuju?

Glavni brendovi PLC-a danas

Šest brendova dominira u užem izboru za većinu kupaca. Svaki od njih ima istinski centar gravitacije umjesto da je jednostavno "pouzdan i napredan", a saznanje gdje je svaki najjači štedi vrijeme.

Pročitajte tabelu po čemu se svaki brend razlikuje.Siemensje jaka kada želite jednu platformu od najmanjeg kontrolera do najvećeg, uobičajenu u europskoj i diskretnoj proizvodnji.Allen{0}}Bradley, dio Rockwella, je standard u Sjevernoj Americi sa dubokom bazom lokalnih integratora.Mitsubishifavoriziraju proizvođači mašina kojima je potrebna brzina po konkurentnoj cijeni.Omronističe se tamo gdje je linija jednako o inspekciji koliko i o kretanju.Schneider, koji nosi originalnu liniju Modicona, jak je u infrastrukturi i procesu{0}}susednom radu. ABB teži da pobedi tamo gde su lokacije već standardizovane na ABB diskovima i instrumentima.

Bez obzira na značku, tri faktora odlučuju da više odgovara bilo kojoj tablici sa podacima:

• Zaključavanje ekosistema{0}}.Softver za programiranje, licence i obuka sve vas vežu za platformu. Kasnija promjena brenda rijetko je samo zamjena hardvera.
• Dostupnost-rezervnih dijelova.Brend je dobar onoliko koliko je dobra vaša sposobnost da brzo nabavite module, posebno za starije serije. Duga vremena isporuke na jednoj kartici mogu da prazne liniju.
• Kompatibilnost integracije.Provjerite da li kontroler govori protokole koje već koriste vaši postojeći pogoni, HMI-ovi i gornji sistemi.

Za širu listu i detalje od-do{1}}glavne, pogledajte naš vodič zavrhunski proizvođači PLC-a. Kada već znate marku koja vam je potrebna, možetepregledajte PLC module po proizvođačudirektno.

Kako odabrati pravi PLC za vašu aplikaciju

Kada je uži izbor brenda postavljen, uskladite ga sa poslom koji je pred vama. Pet faktora donosi većinu odluke.

I/O broj i proširivost.Izbrojite svoje ulaze i izlaze, a zatim dodajte otprilike 20 do 30 posto prostora. Određivanje veličine prema današnjem tačnom broju je način na koji biljke na kraju zamjenjuju cijeli kontroler samo da bi dodale nekoliko senzora dvije godine kasnije.

Mogućnost obrade.Jednostavnoj logici uključivanja/isključivanja potrebno je malo; PID petlje, kretanje ili rukovanje teškim podacima zahtijevaju jači CPU i brže vrijeme skeniranja. Uskladite procesor s najtežim zadatkom na liniji, a ne sa prosječnim.

Komunikacijski protokoli.Navedite protokole koje vaša postojeća oprema koristi, kao što su PROFINET, EtherNet/IP, Modbus ili EtherCAT, i odaberite kontroler koji ih govori izvorno. Nadogradnja gateway-a kasnije dodaje troškove i točke kvara.

Ocjena zaštite okoliša.Temperatura, vibracije, prašina i vlaga odlučuju da li vam je potreban standardni ili kaljeni hardver. Kontroler ocijenjen za čist ormar neće izdržati na pranju-dole ili na otvorenom.

Budžet i vrijeme isporuke.Najjeftiniji modul nije jeftin ako ima rok isporuke od dvanaest-sedmica i ako vam linija ne radi. Odmjerite jediničnu cijenu u odnosu na stvarnu dostupnost i cijenu kašnjenja.

Brza kontrolna lista koju možete ponovo koristiti:

• Da li vaš I/O broj uključuje 2 do 3 godine proširenja?
• Je li CPU veličine za vaš najzahtjevniji zadatak, a ne prosjek?
• Da li kontroler izvorno podržava vaše postojeće protokole?
• Da li je ekološka ocjena ispravna za stvarnu lokaciju instalacije?
• Da li ste potvrdili stvarnu zalihu i vrijeme isporuke, a ne samo katalošku cijenu?
• Da li se uklapa u ekosistem brenda koji vaš tim već poznaje?

Ako je vaš postojeći kontroler u redu i vi se jednostavno širite, primjenjuje se ista logika. Teži slučaj je sljedeći: šta učiniti kada se PLC od kojeg ovisite ukine.

Zamjena zastarjelih ili ukinutih PLC-ova

Zamjena kontrolera rijetko je slobodan izbor; obično je forsiran jednim od nekoliko signala. Ozbiljno razmislite o zamjeni kada vidite sljedeće:

• Ponovljeni kvarovi i neplanirani zastoji na zastarjelom regulatoru.
• Zvanično obavještenje o-životnom vijeku-ili prekidu od proizvođača.
• Nema dostupnih originalnih rezervnih modula ili samo upitne zalihe na sivom{0}}tržištu.
• Troškovi održavanja i zastoja koji su tiho narasli od troškova nadogradnje.

Ako se bilo šta od navedenog primjenjuje, prvi praktični korak je pronalaženje izvora. Potvrdite da li se vaš tačan broj dijela još uvijek proizvodi, a ako nije, identifikujte kompatibilnu zamjenu ili ekvivalentni -na zalihama. Ovdje je bitan distributer sa stvarnim zalihama, jer se broj ukinutog dijela često može pronaći pravim kanalima dugo nakon što je proizvođač krenuo dalje.

Odatle se suočavate s jednom pravom odlukom: kao-za-kao zamjenu ili potpunu nadogradnju.

A kompatibilna zamjenazadržava vaš postojeći program, ožičenje i I/O raspored. Niži je rizik, niži trošak i brz, zbog čega je obično pravi poziv kada linija jednostavno treba da nastavi da radi. Odaberite ovaj put kada je zastoj vaš glavni neprijatelj, a okolni sistem je inače zdrav.

A potpuna nadogradnjana modernu platformu košta više i traje duže, ali resetuje sat: trenutna dostupnost-rezervnih dijelova, moderna komunikacija i ugrađena cyber sigurnost. Odaberite ovo kada cijeli sistem stari, kada je već planirana šira modernizacija ili kada stara arhitektura koči ono što želite učiniti sljedeće.

Ako radite na određenoj migraciji, naš vodič zaodabir i migracija naslijeđenih Modicon kontrolerapokazuje kako se ovi{0}}ustupci prikazuju na stvarnom asortimanu proizvoda. A ako već znate koji dio trebate nabaviti ili zamijeniti,pošaljite nam broj modela za provjeru zaliha i ponudu.

Budućnost PLC-ova: Edge AI, autonomna optimizacija i OT/IT konvergencija

Tri smjene oblikuju gdje će PLC-ovi idući dalje, a svaka ima nešto za poneti za kupovinu koju danas obavite.

Edge AIpomiče analizu na ili pored kontrolera, tako da se zadaci poput otkrivanja anomalija dešavaju lokalno bez povratnog putovanja do oblaka. Nagoveštaj: favorizovanje kontrolera koji danas podržavaju rubno računarstvo, kupuje vam prostora za ove funkcije kasnije.

Autonomna optimizacijaomogućava sistemima da podese sopstvene parametre iz podataka uživo, a ne iz fiksnih zadatih vrednosti. Savjet: otvoreni pristup podacima i standardni protokoli su ovdje važniji od bilo koje funkcije pojedinačnog dobavljača.

OT/IT konvergencijanastavlja da zamagljuje granicu između tvornice i poslovnog softvera. Savjet: kontroler sa jakim, sigurnim umrežavanjem će se integrirati mnogo lakše nego onaj dizajniran kao otok.

Ništa od ovoga ne znači jurenje za najnovijom stvari. To znači da kada primijenite gornju kontrolnu listu odabira, ponderiranje povezanosti i otvorenih protokola nešto veće predstavlja-način niske cijene da se kupovina duže zadrži relevantnom.

Gdje ići odavde

Evolucija PLC-a je zapravo priča o alatu koji je stalno nailazio na svoje korisnike tamo gdje su bili, od ljestvice logike 1968. do sigurnih, povezanih kontrolera danas. Gdje idete dalje ovisi o tome gdje stojite:

• Još uvijek mapirate pejzaž?Uporediteglavne marke PLC-ai kako se razlikuju prije nego što uđete u uži izbor.
• Birate svoj sljedeći kontroler?Pokrenite gornju kontrolnu listu odabira u odnosu na vašu stvarnu aplikaciju.
• Radite li se sa zastarjelim ili ukinutim PLC-om?Identifikujte dio, odlučite između kompatibilne zamjene i nadogradnje, a zatim provjerite zalihe.

U kojoj god fazi da se nalazite, recite nam module sa kojima radite, a mi ćemo vam pomoći da brzo nabavite prave module.Zatražite ponudu ili provjeru zalihaza početak.

FAQ

 

 

Šta je bio prvi PLC i ko ga je izumeo?

Modicon 084, napravljen od strane Bedford Associatesa u periodu od 1968. do 1969. godine kao odgovor na specifikaciju General Motorsa. Inženjer Dick Morley je široko priznat kao njegov vodeći kreator i često se naziva ocem PLC-a.

Kojih je pet programskih jezika IEC 61131-3?

Ladder Diagram (LD) za logiku relejnog-stila, Dijagram funkcionalnih blokova (FBD) za protok signala, strukturirani tekst (ST) za tekstualni-kod, listu instrukcija (IL), nisko-sklop na niskom nivou-poput jezika i sekvencijalni funkcionalni dijagram (SFC) za sekvence koraka.

Koja je marka PLC-a najbolja?

Ne postoji najbolji; zavisi od tri stvari: vaše regije i lokalne podrške, ekosistema koji vaš tim već poznaje i vašeg tipa aplikacije. Siemens i Schneider vode u većem dijelu Evrope i infrastrukture, Allen-Bradley u Sjevernoj Americi, a Mitsubishi i Omron u azijskoj mašinogradnji. Uporedite ih u našembrend vodič.

Kako da odaberem pravi PLC?

Uskladite četiri stvari sa svojom aplikacijom: I/O broj s prostorom za proširenje, procesorska snaga za vaš najteži zadatak, komunikacijski protokoli koje vaša oprema koristi i ocjena okoliša za mjesto instalacije. Zatim potvrdite stvarnu zalihu i vrijeme isporuke. Kompletna kontrolna lista je iznad.

Mogu li zamijeniti ukinuti PLC modul?

Obično da. Mnogi brojevi ukinutih dijelova još uvijek su dostupni putem inventara distributera, a tamo gdje nisu, može se nabaviti kompatibilan ili nadograđen ekvivalent.Pošaljite nam broj modelaa mi ćemo provjeriti dostupnost.

Da li su novi i stari PLC-ovi iste marke kompatibilni?

Zavisi. Unutar iste serije proizvoda, zamjene su često blizu-i. Kroz generacije ili serije možda će vam trebati konverzija softvera ili promjene ožičenja, pa provjerite seriju, verziju firmvera ili softvera i I/O izgled prije nego što pretpostavite kompatibilnost.

Besplatne konsultacije