ТОП-10 основных отличий ПЛК (программируемых логических контроллеров) в конструкциях складских роботов и электротележек

Программируемый логический контроллер (ПЛК) – это электронное устройство, предназначенное для автоматизации складского и промышленного оборудования. Например, для грузовых электротележек, автоботов, роверов. По функционалу он подобен компьютеру, но при этом умеет решать дискретные и непрерывные задачи. ПЛК управляют физическими процессами систем автоматизации по алгоритмам, зависящим от информации, которую предоставляют датчики.

Другими словами, контроллеры промышленных роботов и другой автоматизированной техники собирают и обрабатывают получаемые с датчиков сигналы, используя прикладной алгоритм управления, и посылают управляющие сигналы на исполнительные устройства. Обычно ПЛК без остановок выполняет однотипные рабочие циклы со скоростью до 50 раз в секунду, причем каждый такой цикл состоит из 3 стадий:

1. Опрашиваются датчики, оперативная память регистрирует их состояния.
2. Систематически анализируется рабочая программа с использованием сведений о текущем положении датчиков. Формируются и вносятся в буферные регистры управляющие воздействия.
3. ПЛК одновременно обновляет состояние своих выходов и стартов для дальнейших стадий опроса датчиков.

Рассмотрим, чем отличаются разные виды программируемых логических контроллеров в составе складских роботов, электрических тележек и других типов автоматизированного оборудования.

Отличие №1 – число каналов ввода-вывода

По этому параметру различают нано-ПЛК (˂ 16 каналов), микро-ПЛК (16–100), средние (100–500) и большие (>500 каналов).

Отличие №2 – для каких систем автоматизации подходят

По этому критерию ПЛК бывают:

1. Для малых систем автоматизации – модели на 15–100 входов/выходов, позволяющие управлять двигателями и другой небольшой техникой. Часто представляют собой модули для встраивания в готовые системы управления. Обычно у них предусмотрены порты последовательной связи, которые подключаются к датчикам и приводам по каналам RS-232 или RS-485.
2. Для средних систем – модели на 100–300 входов/выходов, предназначенные для управления сборочными линиями и подобным оборудованием. Они позволяют устанавливать на объединительной плате системы управления большое количество подключаемых модулей. У таких контроллеров расширены коммуникационные порты, увеличены скорость обработки, мощность ресурсов и объем памяти, благодаря встроенной батарее обеспечивается защита от непродолжительных перебоев в электропитании.
3. Для больших систем – модели на 300–2000 входов и выходов, применяемые для управления турбинами и другим габаритным оборудованием. Они востребованы в условиях, когда нужно организовать автоматизированное управление сложными технологическими процессами, например, на электростанциях или крупных производственных предприятиях.

Отличие №3 – конфигурация

По этому критерию выделяют компактные и модульные ПЛК. Первые отличаются меньшими размерами и более узким функционалом, используются для решения небольших задач. У таких моделей есть встроенный язык программирования и большой список понятных инструкций, что позволяет с легкостью кодировать программы. В состав компактного контроллера входят:

• устройства ввода и вывода;
• разъемы, с помощью которых подключаются датчики и переключатели;
• блок обработки данных;
• батарея.

Модульные ПЛК созданы на основе программируемых аппаратных модулей, предоставляют возможность настройки и перенастройки. Благодаря этому достигается экономия на внешнем интерфейсе, упрощаются требования к монтажу и настройке. К тому же, они допускают легкую замену с использованием обновлений.

Отличие №4 – тип интерфейса ввода/вывода

Устройства ввода и вывода в ПЛК бывают 3 видов:

1. Дискретные – используются чаще всего, соединяют полевые устройства ввода, работающие по принципу «вкл./выкл.». Унифицированное напряжение для них составляет 24 В. Каждый их бит – это полный информационный элемент, обеспечивающий состояние определенного наружного контакта или сообщающий о наличии/отсутствии питания в обрабатываемой цепи.
2. Аналоговые – обычно работают в диапазонах 0–20 мА, 4–20 мА или 0–10 В. Входы этого типа работают непрерывно, к примеру, при передаче сигнала от преобразователя давления и температуры. После входа сигнал переводится в цифровые данные. Аналоговые выходы применяют для плавного управления приводами электродвигателей и подобным оборудованием.
3. Специализированные – предназначенные для управления нестандартными устройствами и датчиками. Проводят разнообразные сигналы и питание.

Отличие №5 – конструкция и принцип крепления

Программируемые логические контроллеры бывают настенные, панельные (устанавливаются на панель или дверку шкафа), могут крепиться в стойке (стоечные) или на DIN-рейку внутри шкафа. Также бывают бескорпусные (чаще всего 1-платные) варианты для использования в специализированных конструкциях производителей оборудования.

Отличие №6 – расположение модулей ввода/вывода

ПЛК бывают:

1. Моноблочные – в таких моделях устройство ввода/вывода нельзя убрать из контроллера или заменить другим, т.к. они выступают единой конструкцией.
2. Модульные – такие модели состоят из общего шасси с расположенными в нем сменными модулями ввода/вывода и модулем центрального процессора. Соответственно, пользователь может использовать различные модули. Число слотов для них обычно составляет от 8 до 32.
3. Распределенные – в таких моделях модули ввода/вывода находятся в своих корпусах, могут располагаться на расстоянии до 1200 м от процессорного модуля и соединяются с модулем ПЛК по сети (как правило, с помощью интерфейса RS-485).

Иногда приведенные типы комбинируются. Примеры – моноблочный ПЛК с несколькими съемными платами, модульный или моноблочный вариант с удаленными модулями ввода/вывода для увеличения суммарного числа каналов.

Отличие №7 – источник питания

Программируемые логические контроллеры могут иметь встроенный источник питания на 24 или 48 В, но бывают и без интегрированного в них ИП. Модели без встроенного ИП подразумевают подключение к аккумуляторным батареям или другому внешнему источнику.

Отличие №8 – сферы применения

Кроме универсальных общепромышленных ПЛК, есть специализированные контроллеры, коммуникационные модели, устройства для управления роботами, ПИД-контроллеры, модели для управления позиционированием и перемещением.

Отличие №9 – характеристики

Наиболее важными параметрами, от которых зависит производительность логического контроллера, являются:

• продолжительность контроллерного цикла (время, за которое ПЛК считывает информацию из каналов ввода, обрабатывает ее в процессоре и записывает в каналы вывода);
• длительность выполнения различных команд;
• пропускная способность сети;
• пропускная способность шины между ПЛК и модулями ввода/вывода;
• длительность цикла опроса всех ПЛК;
• время реакции.

Отличие №10 – метод и язык программирования

ПЛК могут программироваться на языках МЭК 61131-3 или на классических алгоритмических языках (C, С++, Visual Basic). Программирование может осуществляться с лицевой панели, с использованием ПК, с применением дисплея, мыши и клавиатуры или при помощи переносного программатора.

Ранее в блоге Shura-Master.ru вышла статья о беспроводной зарядке для складов.