Избор на подходяща система ПЛК: размери, характеристики и промишлени приложения

Ключови фактори при избора на PLC за индустриална автоматизация

Изборът на програмируем логически контролер (PLC) изисква оценка на няколко технически и оперативни критерия. Те включват:

• Размер на PLC и капацитет за вход/изход

• Памет и скорост на обработка

• Време за сканиране и отзивчивост на системата

• Цена и мащабируемост

Всеки фактор влияе върху това колко добре PLC се интегрира във фабрична автоматизация, DCS или контролни системи. Затова инженерите трябва да оценят както настоящите, така и бъдещите изисквания преди да направят окончателен избор.

Разбиране на размерите на PLC и възможностите за вход/изход

Размерът на PLC се определя основно от капацитета му за вход/изход (I/O). PLC-тата се категоризират по следния начин:

Компактните PLC често поддържат разширение чрез лентови кабели. Модулните PLC позволяват добавяне на допълнителни I/O модули при необходимост, предлагайки по-голяма гъвкавост за индустриални автоматизационни системи.

Съображения за паметта и обработката в PLC системи

Паметта на PLC съхранява контролни програми, I/O адреси, данни за бобини и библиотеки с инструкции. Размерът на паметта се измерва в думи, където:

• 1 дума = 2 байта = 16 бита

• 6K памет = 6 × 1024 думи

Например, 8-битов PLC с 6K памет съдържа 49 152 бита, докато 32-битов PLC съхранява 196 608 бита. Броят на стъпките и I/O точките в програмата директно влияе на използването на паметта. Затова инженерите трябва да определят размера на паметта според сложността на приложението.

Самостоятелни PLC приложения в заводската автоматизация

Самостоятелните PLC управляват единични процеси с един контролер, който управлява всички I/O взаимодействия. Тези системи са идеални за малки автоматизационни задачи като:

• Опаковъчни машини

• Управление на ОВК системи

• Основни конвейерни системи

Те предлагат простота и икономичност, но с ограничена мащабируемост.

Многофункционални PLC системи за разпределено управление

Многофункционални PLC приложения включват множество контролери, управляващи различни задачи едновременно. Тази конфигурация подобрява производителността и изолирането на грешки. Чести случаи на употреба включват:

• Координация на монтажна линия

• Системи за обработка на материали

• Много-зонален температурен контрол

Освен това, модулните PLC позволяват лесно разширение с развитието на оперативните нужди.

Управление на контрол с помощта на големи PLC и DCS системи

Приложения за управление на контрол изискват PLC с голям капацитет или DCS платформи. Тези системи свързват множество PLC чрез Ethernet, TCP/IP или серийна комуникация. Главен PLC координира актуализациите и отговорите в мрежата.

Индустрии, използващи тази архитектура, включват:

• Рафинерии за нефт и газ

• Електроцентрали

• Съоръжения за пречистване на вода

Тези системи изискват здрава памет, бързо време за сканиране и висока плътност на входно-изходните устройства, за да поддържат оперативната цялост.

Експертен коментар: Тенденции в внедряването на PLC

От моя опит, модулните PLC доминират в индустриалната автоматизация поради тяхната мащабируемост и гъвкавост на интеграция. С въвеждането на умно производство и IIoT стратегии, PLC трябва да поддържат диагностика в реално време, отдалечен достъп и безпроблемно разширение.

Освен това, планирането на паметта и входно-изходните устройства остава критично. Недостатъчно големите PLC водят до тесни места в производителността, докато прекалено големите увеличават разходите. Инженерите трябва да предвидят бъдещ растеж и да изберат PLC, които балансират капацитета с ефективността.

Сценарии за избор на PLC решения

Ето практически примери за внедряване на PLC според размера на системата:

• Нано PLC: Използва се в вендинг машини и за управление на малки мотори

• Микро PLC: Идеален за компактни опаковъчни линии

• Малък PLC: Поддържа среден процесен контрол в хранително-вкусови и напиткови заводи

• Среден PLC: Управлява много-зонални HVAC и осветителни системи

• Голям PLC: Управлява подсистемите на рафинерии и помощните системи на електроцентрали

• Много голям PLC/DCS: Централизирано управление в петролната и комуналната индустрия