PLC-k kiválasztása
2006/1-2. lapszám | netadmin | 4463 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
PLC-k kiválasztása Nem egyszerű feladat termékeket összehasonlítani egymással, főleg ha nagyon széles palettából lehet választani. Ha csak az autók összehasonlításából indulunk ki, ahol az egyszerű négykerekű járművektől a teljesen luxusigényeket...
Nem egyszerű feladat termékeket összehasonlítani egymással, főleg ha nagyon széles palettából lehet választani. Ha csak az autók összehasonlításából indulunk ki, ahol az egyszerű négykerekű járművektől a teljesen luxusigényeket kielégítő kategóriákig a gyártók igyekeznek minden igényt kielégíteni, akkor könnyen beláthatjuk, hogy nem egyszerű ezeket a termékeket összehasonlítani egymással. Ezért ezeket a piacokat szegmentálni szokták. A PLC-k összehasonlítása szintén nagyon nehéz feladat, jelentős átfedések vannak az egyes alkalmazási területek (szegmensek) között. Ezen kívül nem egy-egy terméket hasonlítunk össze egymással, hanem konfigurációkat, adott feladat megoldására alkalmas vezérlőeszköz-összeállításokat.
Milyen szempontokat érdemes
összehasonlítani, ha PLC-t szeretnénk választani?
A legfontosabb az adott feladathoz
tartozó összes műszaki paraméter pontos megismerése.
Fizikai bemenetek száma, típusa
Pontosabban, mennyi digitális bemenetre van szükségünk, ezen bemenetekhez milyen
feszültségszint tartozik? Esetlegesen számláló bemenetre van-e szükség, s
ha igen, akkor milyen frekvencián szeretnénk az impulzusokat számolni. Lehetnek
speciális kétállapotú bemenetek is, például inkrementális jeladó közvetlen
fogadására alkalmas csatorna. Van-e szükségünk analóg bementekre, és ha igen,
akkor áram- vagy feszültségbemenetre, milyen felbontás mellett. (Ez azt jelenti,
hogy hány bitre bontjuk az adott mérési tartományt 2n, ha n=10, akkor 210=1024
egységre osztjuk a mérési tartományt, vagyis ha egy analóg kimenetű érzékelővel
1 m távolságon belül szeretnénk megállapítani egy tárgy pozícióját 10 bites
felbontás mellett, ezt nagyjából mm pontossággal tehetjük meg. Ha a felbontás
12, akkor 4096 egyenlő részre oszthatjuk a részt, és így 0,25 mm osztásközzel
tudjuk megmondani az adott tárgy helyzetét.) Meg kell vizsgálnunk, hogy van-e
szükség speciális analóg bemenetre, általában hőmérsékletmérési célból szokott
ez előfordulni, és közvetlenül lehet hőmérsékletmérő szondákat bekötni (Pt100,
J, K típusú hőelem). A hőelem méréstartományának megfelelő hőmérsékleti skálát
kapunk a PLC-ben.
Fizikai kimenetek száma és típusa
Kétállapotú kimenetek feszültség szintje és kivitele: ez lehet relés, tranzisztoros,
tirisztoros. A relés kimenetek termikusáram-terhelhetősége szintén nagyon fontos
paraméter, tudniillik, hogy mekkora áramerősséget kell kapcsolni. Gyors számlálókimenetek
nincsenek, de speciális kimenetnek számít a PLS, PWM, melyeket mozgásvezérléshez
alkalmaznak, léptetőmotor esetleg szervomotor-vezérlés. A PLS funkcióblokk
rögzített hányadosú impulzusokat generál. Néhány esetben a frekvencia rögzített
lehet, más esetekben változó. Lehetséges a PLS blokkprogramozása annak érdekében,
hogy meghatározott számú impulzust lehessen generálni. A PWM funkció analóg
kimeneti modulok kezelésére használható. A PWM funkcióblokk rögzített frekvenciájú
impulzusokat generál, változó hányadossal a kimeneti jel felső, illetve alsó
állapota között.
Analóg kimenetek: áram- és feszültségkimenetek léteznek, ezeket konkrét vezérlési
feladatokhoz szokták alkalmazni (pl. mágnesszelep-mozgatás, sebesség- szabályzás
stb.). Az analóg kimenetek esetében is nagyon fontos a felbontás (például,
ha egy motor fordulatszámát lineáris karakterisztika alapján vezéreljük, és
a beállítható fordulatszám 0-1000 RPM, akkor 10 bites felbontás esetében (1024)
kb. 1 RPM egységgel lehet változtatni a motor fordulatszámát. Ha a felbontásunk
azonban 16 bit, akkor 216=65 536 egyenlő részre osztható a fordulatszám-tartomány,
és ezen belül történhet a fordulatszám vezérlése, szabályozása.)
Óra, naptár
Természetesen az I/O felületeken kívül nagy jelentőséggel bír az óra- és a
naptárfunkció megléte is. Ezek segítségével lehetséges ütemezett feladatokat
végrehajtani a PLC-kben. Szintén nagyon fontos szempont lehet az automatikus
téli/nyári időszámításváltás is. Ezek a funkciók adott alkalmazások megvalósításakor
lehetnek szükségesek (pl. ütemezett feladatok esetén, reggeli gép felfűtés,
öntözőrendszer stb.). Abban az esetben, ha több PLC egy ipari kommunikációs
hálózatra van kötve, ezeket a belső óra-jeleket szinkronizálni szokták egymáshoz,
és a kommunikációs hálózat működésének ellenőrzéséhez a "MASTER" figyeli
a többi PLC órajelének változását.
Minősítések
A megrendelő bizonyos esetekben kiköti, hogy milyen minősítéssel kell, hogy
rendelkezzen az adott vezérlő berendezés. Általában egy adott PLC számos
IEC standardnak megfelel, ezen adatok könynyen megtalálhatók a gyártók katalógusaiban,
termékleírásaiban.
Processzorok
Egy adott termékcsaládban általában több processzor található meg, melyek eltérhetnek
egymástól memóriakapacitásukban, bővíthetőségükben (I/O kártyákkal), esetleges
integrált kommunikációs csatoló felületeikben, programozó felületeikben.
Célszerű megbecsülni azt is, hogy mekkora alkalmazást írunk a processzorba,
ennek mekkora a memóriaigénye, ha esetleg bővíteni kell a processzor memóriáját,
milyen lehetőségek állnak rendelkezésünkre (pl. memóriabővítő kártya, vagy
processzort kell cserélni).
Programnyelv
Általában a programozóknak megvan az a programnyelvük, melyen szeretik elkészíteni
alkalmazásaikat, de ettől adott esetekben a megoldandó feladat bonyolultságának
függvényében eltérhetnek. (A legelterjedtebb programnyelvek a következők.
Utasításlista: gépikódhoz hasonló nyelv; létradiagram: áramúttervezéshez
közeli nyelv; SFC/grafset: azaz a sorrendi folyamatábra technológia-szemléletű
nyelv.)
Ipari kommunikáció
Az ipari kommunikáció alkalmazása az egyik legfontosabb kérdés napjainkban.
A modern ipari üzemeket behálózzák az ipari kommunikációs hálózatok, melyeken
a PLC-khez lehet integrálni számos eszközt: elosztott I/O rendszereket, frekvenciaváltókat,
szervohajtásokat, motorindítókat, HMI-t (Human Machine Interface: ember-gép
kapcsolat), pneumatikus eszközöket stb. Természetesen a PLC-ket, mint az
egyes technológiai blokkokat is lehet egymáshoz kapcsolni ezen hálózatokon
keresztül.
Csatlakozó felületek
Fontos szempont lehet a készülékek kiválasztásnál, hogy milyen felületen keresztül
lehet csatlakoztatni ezeket PC-hez/Notebookhoz. Sajnos a klasszikus RS-232C
portok egyre kevesebb Notebook-on találhatók meg, így egyre fontosabbak az
egyéb portok, pl. USB, Ethernet (RJ45), illetve a vezeték nélküli kapcsolat
lehetősége pl. Bluetooth. A Blutooth számos előnyt rejt a felhasználók számára,
akár 10 m távolságból is lehet programozni az eszközt anélkül, hogy ki kellene
nyitni a vezérlőszekrény ajtaját.
Fejlesztőszoftver
A programozó felületen kívül nagyon fontos szempont a fejlesztő környezet (fejlesztőszoftver):
ez egyénre szabott paraméter, mindenki saját ízlése alapján dönti el, hogy
melyik cég melyik fejlesztőszoftverét alkalmazza. Természetesen az adott
fejlesztőszoftver általában csak az adott PLC-családhoz alkalmazható. Fontos
szempont természetesen a fejlesztő környezetbe történő beruházás nagysága
is: hiszen a fejlesztőszoftverek és a programozókábelek ára között is jelentős
különbségek vannak.
Környezeti feltételek
A környezeti feltételek is nagyon fontosak a kiválasztásnál: milyen környezeti
hőmérsékleten fog üzemelni a PLC: általában 0-50 °C között belterületen,
szekrényben szokták a PLC-ket elhelyezni. Természetesen bizonyos alkalmazási
területeken a PLC-ket külterületen helyezik el, ahol a környezeti hőmérséklet
jelentősen eltérhet. Ebben az esetben megoldható a vezérlőszekrény fűtése/hűtése,
vagy lehet olyan kivitelű PLC-t választani, ami szélesebb környezeti hőmérséklettartományban
alkalmazható. A PLC-k általában IP20-as védettséggel rendelkeznek, de vannak
speciális alkalmazások számára is kivitelek, akár IP67-es kivitelben is.
Ha vezérlő szekrénybe kerülnek beépítésre, akkor általában az IP20-as kivitel
elégséges, természetesen nem csak IP-védettségében térhetnek el egymástól
az eszközök. Speciális alkalmazási területek számára kifejlesztettek robbanásbiztos,
porrobbanás-biztos kiviteleket is.
Árak
A PLC-k összehasonlításakor fontos az árak összehasonlítása is, általában az
adott alkalmazáshoz megfelelő funkciókkal rendelkező proceszszort és a legköltséghatékonyabb
I/O konfigurációt próbáljuk meghatározni. A ténylegesen kiszámított fizikai
I/O felületekhez célszerű 10% biztonsági többletet hozzá- rendelni, és így
vizsgálni a költségeket. A későbbi esetleges karbantartás/cserealkatrész-készlet
kialakítása végett pedig célszerű ugyanolyan I/O modulokból építkezni, még
ha ez rövidtávon minimális költségtöbbletet is eredményez.
A táblázat támpontot nyújthat az eligazodásban a PLC-k alsó szegmensében a
NANO kategóriás PLC-k között. Ezen terület általában 40-252 I/O pont között
helyezkedik el. A táblázat tartalmazza a fontos műszaki paramétereket, ár szempontjából
néhány tipizált alkalmazáshoz tartozó I/O-számú PLC konfiguráció került összehasonlításra.
Papp Géza Bálint
