Programmable logic control (PLC)

Programmable logic control (PLC) atau Programmable controller adalah komputer digital yang digunakrolleran untuk otomatisasi dari proses industri seperti pengawasan mesin pabrik perakitan baris. Tidak seperti komputer tujuan umum, maka PLC dirancang untuk multiple input dan output yang dilakukan, suhu berkisar diperpanjang, imunitas ke listrik dan kebisingan perlawanan terhadap getaran dan dampak. Program untuk operasi komputer biasanya disimpan dalam baterai-backed atau non-volatile memori. J PLC adalah contoh dari sistem real-time sejak hasil output yang dihasilkan harus dalam kondisi menanggapi masukan dalam waktu yang terbatas, jika tidak akan menghasilkan operasi unintended.
Fitur-fitur


Control panel dengan PLC (abu-abu elemen di tengah). Unit yang terdiri dari unsur-unsur yang terpisah, dari kiri ke kanan, power supply, controller, relay unit input dan output
Perbedaan utama dengan komputer lain adalah bahwa PLCs yang berlapis baja untuk kondisi parah (debu, uap air, panas, dingin, dll) dan memiliki fasilitas yang lengkap untuk input / output (I / O) dilakukan. Ini menghubungkan PLC ke sensor dan actuators. PLCs membaca Batas aktif, analog proses variabel (seperti suhu dan tekanan), dan posisi posisi sistem kompleks. Beberapa bahkan menggunakan mesin visi. Di samping actuator, PLCs beroperasi motor listrik, pneumatic atau hidrolik silinder, magnetis relay atau solenoids, atau keluaran analog. Input / output yang dilakukan dapat dibangun menjadi sederhana PLC, PLC atau mungkin eksternal I / O modul ke komputer jaringan yang plugs ke dalam PLC.
PLCs were invented sebagai replacements otomatis untuk sistem yang menggunakan ratusan atau ribuan relay, cam waktu, dan drum sequencers. Seringkali, sebuah PLC dapat diprogram untuk menggantikan ribuan relai. Programmable pengendali yang awalnya diadopsi oleh industri otomotif, di mana perangkat lunak revisi menggantikan kembali kabel-kabel yang keras kontrol panel ketika produksi model berubah.
Banyak dari awal PLCs menyatakan semua keputusan dalam logika sederhana tangga logika yang muncul serupa dengan listrik schematics. Electricians yang telah cukup mampu keluar sirkuit jejak masalah dengan menggunakan diagram skematis tangga logika. Notasi program ini telah dipilih untuk pelatihan persyaratan untuk teknisi yang ada. Lainnya awal PLCs digunakan satu bentuk daftar instruksi pemrograman, berdasarkan susunan berdasarkan logika solver.
Fungsi PLC yang telah berkembang selama bertahun-tahun dengan berurut relay kontrol, motion kontrol, proses kontrol, sistem dan jaringan didistribusikan. Penanganan data, penyimpanan, pengolahan daya dan kemampuan komunikasi yang modern PLCs yang kira-kira setara dengan komputer desktop. PLC program dikombinasikan dengan remote I / O perangkat keras, sebuah komputer untuk tujuan umum tumpang tindih beberapa PLCs dalam aplikasi tertentu.
Di bawah standar IEC 61131-3, PLCs dapat diprogram dengan menggunakan standar yang berbasis bahasa pemrograman. J grafis pemrograman notasi disebut berurut Fungsi Charts tersedia pada beberapa Programmable pengendali.
PLC dibandingkan dengan sistem operasi lain
PLCs baik yang cocok untuk berbagai otomatisasi tugas. Ini adalah proses industri biasanya dalam industri di mana biaya pengembangan dan mempertahankan otomatisasi relatif tinggi terhadap total biaya otomatisasi, dan perubahan sistem akan diharapkan selama masa operasional. PLCs berisi perangkat input dan output yang kompatibel dengan perangkat percontohan industri kecil dan kontrol listrik desain dibutuhkan, dan masalah desain pusat menyatakan dikehendaki pada urutan operasi dalam logika tangga (atau fungsi grafik) notasi. Aplikasi PLC biasanya sangat disesuaikan sistem sehingga biaya sebuah paket PLC rendah dibandingkan dengan biaya-kustom desain kontroler dibangun. Di sisi lain, dalam hal massa-barang yang diproduksi, disesuaikan sistem kontrol ekonomi yang disebabkan oleh komponen biaya rendah, yang dapat dipilih secara optimal, bukan sebuah "generik" solusi, di mana bukan rekayasa biaya berulang yang tersebar di ribuan situs.
Untuk volume tinggi atau sangat sederhana tetap otomatisasi tugas, berbagai teknik yang digunakan. Misalnya, konsumen pencuci piring akan dikontrol oleh sebuah Elektromekanik cam biaya waktu hanya beberapa dolar dalam jumlah produksi.
J Microcontroller berbasis desain akan dimana ratusan atau ribuan unit dan akan diproduksi maka biaya pembangunan (desain pasokan listrik dan input / output hardware) dapat menyebar lebih banyak penjualan, dan di mana pengguna akhir yang tidak boleh mengubah dari audit. Otomotif aplikasi contoh, jutaan unit yang dibangun setiap tahun, dan sangat sedikit pengguna akhir mengubah program ini pengendali. Namun, beberapa kendaraan khusus seperti transit bis ekonomi penggunaan PLCs instead of custom dirancang kontrol, karena volume yang rendah dan biaya pembangunan akan uneconomic.
Sangat kompleks proses kontrol, seperti yang digunakan dalam industri kimia, mungkin perlu algoritma dan performa melebihi kemampuan tinggi bahkan kinerja PLCs. Kecepatan tinggi sangat presisi kontrol atau mungkin juga tukang jahit solusi, seperti PESAWAT Penerbangan kontrol.
PLCs mungkin termasuk logika untuk satu variabel kontrol umpan balik analog lingkaran, yang proporsional, integral, turunan "atau" PID controller. " J PID lingkaran dapat digunakan untuk mengukur suhu dari proses produksi, misalnya. PLCs historis yang biasanya dikonfigurasi dengan hanya beberapa analog control loops; proses diperlukan ratusan atau ribuan loops, yang didistribusikan sistem kontrol (DCS) akan digunakan sebagai gantinya. Namun, seperti PLCs menjadi lebih kuat, maka batas antara DCS dan PLC aplikasi kurang jelas.
Sinyal digital dan analog
Digital atau ciri-ciri perilaku sebagai sinyal biner aktif, penurut hanya sebuah sinyal Aktif atau Tidak aktif (1 atau 0, Benar atau Salah, masing-masing). Push buttons, batas dan beralih photoelectric sensor adalah contoh perangkat yang berlainan sinyal. Discrete sinyal dikirim dengan tegangan atau saat ini, tempat tertentu yang ditunjuk sebagai rentang Aktif dan dari yang lain. Misalnya, mungkin PLC menggunakan 24 V DC I / O, dengan nilai-nilai di atas 22 V DC mewakili mewakili nilai 2VDC luar, dan nilai-nilai antara undefined. Awalnya, hanya PLCs discrete I / O.
Sinyal analog seperti volume, dengan kisaran nilai antara nol dan skala penuh. Ini biasanya diinterpretasikan sebagai nilai-nilai integer (dianggap) oleh PLC, dengan berbagai kisaran akurasi tergantung pada perangkat dan jumlah bit yang tersedia untuk menyimpan data. Sebagai PLCs biasanya menggunakan 16-bit biner menandatangani prosesor, yang dibatasi nilai integer antara -32768 dan 32,767. Tekanan, temperatur, aliran, dan berat yang sering diwakili oleh sinyal analog. Sinyal analog dapat menggunakan tegangan atau saat ini, ukuran yang sepadan dengan nilai sinyal. Sebagai contoh, analog 4-20 mA atau 0-10 V input akan diubah menjadi angka 0-32767.
Peristiwa masukan yang kurang peka terhadap kebisingan listrik (yakni dari welders mulai atau motor listrik) dari tegangan masukan.
Contoh
Sebagai contoh, misalnya fasilitas harus menyimpan air dalam waduk. Air itu diambil dari tangki oleh sistem lain, jika perlu, dan kita contoh, pengelolaan air dalam tangki.
Dengan sinyal-sinyal digital, yang memiliki dua PLC digital masukan dari float aktif (tangki bensin kosong dan penuh). PLC yang menggunakan digital output untuk membuka dan menutup katup masuk dalam tangki.
Jika tetes air cukup sehingga tangki kosong hanyut beralih tidak aktif (down), PLC yang membuka pintu untuk memberi lebih banyak air in Setelah tingkat air yang cukup untuk menjatuhkan beralih pada tangki penuh (atas), maka PLC aktif yang masuk ke menghentikan air dari melimpahi.
| |
| Rendah Tingkat Tingkat Tinggi Isi Valve |
|------[/]------|------[/]---------------( OUT )------ --- |
| | |
| | |
| | |
| Isi Valve | |
|------[ ]------| |
| |
| |

Sistem yang sama mungkin menggunakan air pressure sensor atau sensor dan adjustable (throttling) katup. PLC yang dapat menggunakan PID umpan balik ke klep buka. Sensor yang terhubung ke analog input dan katup yang terhubung ke salah satu output analog. Sistem ini mengisi tangki yang lebih cepat bila ada sedikit air di dalam tangki. Jika air jatuh cepat, klep dapat dibuka lebar. Jika menitis air dari tangki, klep menyesuaikan menitik perlahan air kembali ke dalam tangki.
Dalam sistem ini, untuk 'mengipas' penyesuaian yang dapat mengausi klep, banyak PLCs memasukkan "hysteresis", yang pada dasarnya adalah sebuah "mati band" dari kegiatan tersebut. J teknisi menyesuaikan mati band ini, sehingga klep hanya bergerak untuk perubahan yang signifikan dalam harga. Ini pada gilirannya akan meminimalkan gerakan klep dan mengurangi pakaian.
A real sistem dapat menggabungkan kedua pendekatan, beralih menggunakan pelampung dan sederhana katup untuk mencegah spills dan menilai Sensor dan menilai katup untuk mengoptimalkan REFILL tarif air dan mencegah palu. Back-up dan pemeliharaan metode dapat membuat sebuah sistem sangat rumit.
Sistem skala
J PLC kecil tetap memiliki jumlah sambungan dibangun untuk masukan dan keluaran. Biasanya, ekstensi yang tersedia jika tidak cukup dasar I / O.
Modular PLCs memiliki chassis (juga disebut rak), yang ditempatkan modul dengan fungsi yang berbeda. Prosesor dan pemilihan I / O modul yang disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Beberapa racks dapat administratif oleh satu prosesor, dan dapat menangani ribuan masukan dan keluaran. Khusus kecepatan tinggi serial I / O digunakan sambungan sehingga racks dapat disalurkan dari prosesor, mengurangi kabel untuk instalasi besar.
PLCs digunakan di lebih besar I / O mungkin memiliki sistem peer-to-peer (P2P) komunikasi antara prosesor. Hal ini memungkinkan bagian-bagian terpisah dari proses yang rumit untuk memiliki kontrol setiap saat yang memungkinkan untuk mengkoordinasikan subsystems pada sambungan. Komunikasi link ini sering digunakan untuk HMI (Human-Machine Interface) perangkat seperti keyboard dan PC-jenis workstation. Beberapa saat ini PLC dapat berkomunikasi di berbagai media, termasuk RS-485, konektor coaxial, Ethernet dan bahkan untuk I / O jaringan kontrol kecepatan hingga 100 Mbit / s.
Pemrograman
PLCs awal, sampai dengan pertengahan tahun 1980-an, telah diprogram dengan milik pemrograman panel atau cadangan program terminal, yang sering fungsi khusus dari berbagai elemen PLCs logis. Program yang tersimpan di kaset tape cartridges. Fasilitas untuk pencetakan dan dokumentasi yang sangat rendah karena kurangnya kapasitas memori. Lebih baru-baru ini, PLC program biasanya ditulis dalam aplikasi khusus di komputer-download dan kemudian langsung oleh kabel atau melalui sambungan jaringan ke PLC. Tertua PLCs digunakan non-volatile memori dari inti magnetis, tetapi sekarang program ini disimpan dalam PLC pada baterai cadangan RAM atau lainnya non-volatile flash memory.
PLCs awal dirancang untuk menggantikan sistem relay logika. Ini adalah PLCs diprogram dalam "logika tangga", yang tampak seperti diagram relay dari logika. PLCs modern dapat diprogram dengan berbagai cara, dari tangga logika untuk lebih tradisional seperti bahasa pemrograman BASIC dan C. Cara lain adalah Negara Logic, yang sangat tinggi tingkat Pemrograman Bahasa dirancang untuk program PLCs berdasarkan State Transition diagram.
Baru-baru ini, standar internasional IEC 61131-3 telah menjadi populer. IEC 61131-3 sedang mendefinisikan lima bahasa pemrograman untuk sistem kontrol Programmable: FBD (Function Block Diagram), LD (diagram tangga), ST (Structured teks, mirip dengan bahasa pemrograman Pascal), IL (Instruksi daftar, mirip dengan bahasa assembly) dan SFC (berurut fungsi grafik). Teknik ini menekankan logis dari kegiatan organisasi.
Walaupun konsep-konsep dasar pemrograman PLC yang umum untuk semua produsen, perbedaan pada I / O menangani, organisasi memori dan instruksi set berarti bahwa program PLC tidak pernah sama sekali berbeda antara yg dpt keputusan. Bahkan di dalam satu produk dari produsen, model yang berbeda mungkin tidak langsung kompatibel.
User interface
PLCs mungkin perlu bekerja sama dengan orang-orang untuk tujuan konfigurasi, alarm laporan atau pengawasan sehari-hari. J-Man Machine Interface (HMI) digunakan untuk tujuan ini. HMI's juga dikenal sebagai MMI (Man Machine Interface) dan GUI (Antarmuka Pengguna Grafis).
J sederhana sistem dapat menggunakan tombol-tombol dan LEDs untuk interaksi. Menampilkan teks tersedia sebagai grafis layar sentuh. Paling modern PLCs dapat berkomunikasi melalui jaringan ke sistem lain, seperti komputer dengan SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) atau sistem web.
Komunikasi
PLCs biasanya telah membangun komunikasi dalam biasanya port 9-pin RS232, dan opsional untuk RS485 dan Ethernet. Modbus atau DF1 biasanya dimasukkan sebagai salah satu protokol komunikasi. Pilihan lain termasuk berbagai bidang seperti Profibus bis atau DeviceNet. Protokol komunikasi lainnya dapat dimasukkan dalam Daftar otomatisasi protokol.
Sejarah
PLC yang telah di invented respon terhadap kebutuhan industri Amerika otomatis. Sebelum PLC, kontrol, ketertiban dan keamanan antar-logika kunci untuk manufaktur mobil dilakukan menggunakan relai, waktu khusus dan ditutup-loop pengendali. Proses ini untuk memperbarui fasilitas bagi tahunan model perubahan atas sangat memakan waktu dan mahal, karena sistem relay harus rewired oleh electricians terampil. Pada tahun 1968 GM ular naga Matic (otomatis transmisi pembagian General Motors) untuk meminta proposal untuk elektronik untuk penggantian hard-wired relay sistem.
Proposal yang unggul berasal dari Bedford Associates dari Bedford, Massachusetts. PLC pertama, yang 084 karena Bedford Associates eightieths empat proyek yang hasilnya. Bedford Associates memulai sebuah perusahaan baru yang terlibat dalam pengembangan, produksi, penjualan dan pemeliharaan produk baru ini: Modicon, yang berdiri untuk modular digital controller. Salah satu dari orang-orang yang bekerja pada proyek ini Dick Morley, yang dianggap sebagai "ayah" dari PLC. Modicon merek yang telah terjual pada 1977 untuk Gould Elektronik, dan kemudian diakuisisi oleh perusahaan Jerman AEG dan kemudian oleh Perancis Schneider Electric, yang sekarang pemiliknya.
Salah satu dari 084 model pertama dibangun sekarang pada layar di Modicon yang berkantor pusat di North Andover, Massachusetts. Modicon itu disampaikan oleh GM, apabila unit telah pensiun setelah hampir dua puluh tahun tanpa gangguan layanan.
Industri otomotif masih salah satu yang terbesar adalah pengguna PLCs, dan masih Modicon beberapa nomor dari bedieningssytemen sehingga mereka berakhir dengan delapan puluh empat. PLCs digunakan dalam berbagai industri dan mesin seperti mesin kemasan dan perangkat semikonduktor. Merek terkenal adalah PLC, Siemens, Allen-Bradley, ABB, Mitsubishi, Omron, dan General Electric.
Kurang dikenal adalah Programmable PLCs yang tersedia di BASIC dari CUBLOC (ComFile Teknologi) atau Tri-PLC (Research Triangle Intl).