Läs vilken rapport som helst om framtiden för anläggningsdrift och tillverkning, och det finns bara en konsensus: automatisering kommer att störa praktiskt taget alla områden och processer, inklusive utrustningskommunikation, underhåll och reparationer och produktion.
Hittills är det enda tillverkningsområdet som verkar opåverkat av automationsövertagandet programmerbara logiska styrenheter, eller PLC:er. Det finns en anledning till varför den globala marknaden för PLC:er ligger på 16 miljarder USD per år och växer med 9,2 % per år. Deras robusta design, låga kostnad och enkelhet inför komplex integration har gjort dem till en viktig del av tillverkningen.
Utan PLC:er skulle många organisationer inte kunna stödja implementeringen av ny styrteknik. För närvarande är PLC:er en integrerad del av den digitala transformation som utlovas av Industry 4.0.
Vad är en PLC designad för att göra?
PLC står för "Programmable Logic Controller" och är både en kombination av enheter och en teoretisk modell för att styra in- och utgångsmoduler. PLC måste innehålla fyra grundläggande komponenter för att vara ett komplett system:
- CPU-modul:Detta är den centrala processorn och det minne som krävs för att lagra information och utföra uppgifter. Alla databeräkningar och bearbetning sker genom att ta emot indata och generera utdata.
- Strömförsörjning:Alla moduler i en PLC är beroende av strömförsörjningen. PLC:er är designade för att ta emot växelström och omvandla den till likström.
- Programmeringsenheter:PLC:er kräver programmeringsprogram som introducerar styrlogik i systemet. Användaren kan sedan skapa, överföra och göra ändringar tillfälligt inom PLC-mjukvaran.
- In-/utgångsmoduler:Dessa enheter är en viktig del av PLC-systemet. Ingångs- och utgångsmoduler samlar in data från sensorer och ställdon, matar in den i PLC-systemet och genererar sedan läsbar information. Dessa moduler kan vara digitala eller analoga.
Att enheten eller systemet är programmerbart är en stor förbättring jämfört med tidigare hantering av uppgiftskontroll. Detta är också en källa till konkurrensfördelar för PLC:er: tekniker behöver inte byta kabeldragning när de växlar mellan uppgifter eller applikationer. Istället kan de helt enkelt programmera om enheten.
En PLC består av en processor som utför styroperationer baserat på data som tillhandahålls av in- och utgångsmoduler. Styrlogiken som styr PLC-systemet utvecklas först och överförs sedan till PLC-systemet.
Det enklaste sättet att visualisera en PLC är att föreställa sig en dator med en mikroprocessor men utan tangentbord, mus eller bildskärm. Dess breda utbud av industriella användningsområden innebär ofta att detta fysiskt robusta system tål mycket tuffa miljöer.
Funktionella egenskaper hos en PLC kan inkludera timers och räknare, mätanordningar och sensorer för parametrar som vibration, tryck, temperatur och flöde. Även om vissa industrier har unika uppgifter och applikationer, utför PLC:er vanligtvis följande funktioner:
- Reläbyte
- Räkning, beräkning och jämförelse av analoga värden
- Modifiering av styrlogiken på kortast möjliga tid
- Snabb respons på förändringar i processparametrar (svar kan programmeras)
- Övervakning och kontroll över tid för att öka det övergripande kontrollsystemets tillförlitlighet (manuellt ingripande krävs)
- Allt enklare och effektivare felsökning med tiden
- Sömlös integration med HMI-datorer (Human Machine Interface).
När de byggs på rätt sätt kan företag använda PLC:er och använda dem i ett brett spektrum av applikationer inom flera branscher. Vad du kanske inte inser är att vi har kommit att lita på PLC:er för att de mest vardagliga, vardagliga teknologierna ska fungera korrekt. Bagerier, tvättmaskiner, hissar och till och med trafiksignaler är bland de många civila applikationer som kräver PLC-kontroll och datainsamling för att reglera uppgifter.
Varför använder tillverkande företag PLC:er?
Under 2019 (och därefter) kommer PLC:er att fortsätta att lysa på grund av sin inneboende enkelhet och flexibilitet. De är tillräckligt kraftfulla för att anpassa sig till ett brett utbud av miljöer och uppgifter, men ändå enkla nog att även tekniker utan programmerings- eller skriptkunskap kan bemästra dem snabbt.
Vissa specifika egenskaper hos PLC:er gör dem till förstahandsvalet för industrier som förlitar sig på dessa system. Olja och gas, vattenverk, mat- och dryckstillverkning och användning av offentliga arbeten är bara några exempel på industrier som förlitar sig på de möjligheter som PLC:er erbjuder.
1) PLC:er är lätta att programmera
När någon framhåller flexibiliteten hos PLC-system som en fördel, talar de om hur dessa system kan programmeras av individer med den slarigaste kunskapsnivån.
Detta gör att tekniker kan använda dem lika lätt som konsumenter. Du kan också utöka ett PLC-system genom att programmera det så att det följer en uppsättning instruktioner om vissa villkor är uppfyllda.
Med ett brett användningsområde över branscher kommer varje företags anställda att ha sina egna färdigheter. När du använder PLC:er betyder enkelheten att programmera kontrolllogik i ditt system att du inte behöver någon som är bevandrad i datorspråkets nyanser för att skriva om ett program när en uppgift eller applikation ändras.
2) PLC:er kan tillhandahålla en enhetlig programmeringsmiljö
PLC:er är den föredragna metoden för att styra, mäta och utföra uppgifter i komplexa tillverknings- och industriella applikationer eftersom de fungerar bra med andra system.PLC:er fungerar bra med PC:er, PAC:er (programmerbara automationskontroller), rörelsekontrollenheter och HMI:er.
Men för att vara effektiv måste en enhetlig miljö vara välplanerad och bör inte vara för svår för användaren att använda. PLC:er placerade i större programmeringsmiljöer tillåter dock användare med en grundläggande kunskapsnivå att komma åt flera funktioner som kan kommunicera med varandra, tillhandahålla data till varandra och utföra komplexa uppgifter.
3) PLC samlar in tillförlitliga data
Antalet ingångar du ställer in på PLC-systemet bestäms av användaren. Detta innebär att det inte finns någon gräns för antalet datakällor och mängden data som kan flöda in. Mätenheter, sensorer och rörelsekontroller kan få flera parametrar, så det är upp till användaren att bestämma hur denna data samlas in och hur utgångarna visas.
4) PLC:er kan användas för prediktivt underhåll
Eftersom dagens PLC:er är utrustade med mer minne och processorkraft kan de programmeras för att utföra komplexa och krävande uppgifter. En av dessa uppgifter är prediktivt underhåll. Kraften med förutsägande underhåll, särskilt i början av Industry 4.0, kan inte överbetonas.
I den anslutna fabriken, som är en av funktionerna i den fjärde industriella revolutionen, kan en maskin anslutas och ansvara för driften av flera andra processer. Som ett resultat kan prediktivt underhåll avsevärt öka effektiviteten och minska frekvensen av driftstopp och katastrofala händelser.
Förutsägande underhåll börjar med förebyggande underhåll. Om en specifik utrustning når ett förutbestämt tröskelvärde stängs en sensor av och talar om för tekniker att utrustningen behöver servas eller bytas ut. Tillräckligt många av dessa rapporter samlas sedan in som datapunkter själva för att kommunicera till systemet vilka faktorer som förutsäger slitage eller kommande problem. PLC:n kommer att interagera med SCADA för att visa underhållsscheman eller möjliggöra flexibilitet vid konfigurering av nya underhållsregler.
Slutsats
PLC:er bevisar nu mer än någonsin sitt värde när tillverknings- och växtbaserade industriföretag anammar den digitala transformation som krävs för sina nischmarknader. Deras grundläggande användarvänlighet och enkelhet gör dem till en flexibel och välbekant lösning inför den ökande komplexiteten.
Proffs föredrar PLC-system när de använder andra IoT-applikationer eller när de arbetar med styrsystem som SCADA. Som ett logiskt styrsystem är PLC:er väl lämpade för industri 4.0-trender som kräver dataförutsägelse, feltillståndsförutsägelse, korrelationsupptäckt mellan två eller flera oberoende PLC-dataströmmar och systemoptimering.
PLC:ns kritiska position och roll kräver också att den förblir fullt fungerande hela tiden. Tillverkare och fabriksföretag kan använda bästa praxis för att säkerställa att dessa kärnkomponenter alltid fungerar smidigt.