קרא כל דוח על עתיד הפעילות והייצור של המפעל, ויש רק הסכמה אחת: אוטומציה תשבש כמעט כל תחום ותהליך, כולל תקשורת ציוד, תחזוקה ותיקון וייצור.
עד כה, תחום הייצור היחיד שנראה שאינו מושפע מההשתלטות האוטומציה הוא בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות, או PLC. יש סיבה לכך שהשוק העולמי ל-PLC עומד על 16 מיליארד דולר בשנה וצומח ב-9.2% בשנה. העיצוב החזק שלהם, העלות הנמוכה והפשטות שלהם מול אינטגרציה מורכבת הפכו אותם לחלק חיוני בייצור.
ללא PLCs, ארגונים רבים לא יוכלו לתמוך ביישום טכנולוגיות בקרה חדשות. לעת עתה, PLCs נותרו חלק בלתי נפרד מהטרנספורמציה הדיגיטלית המובטחת על ידי Industry 4.0.
מה מיועד PLC לעשות?
PLC מייצג "בקר לוגי לתכנות" והוא גם שילוב של יחידות וגם מודל תיאורטי לשליטה במודולי קלט ופלט. PLC חייב לכלול ארבעה רכיבים בסיסיים כדי להיות מערכת שלמה:
- מודול מעבד:זהו המעבד המרכזי והזיכרון הנדרש לאחסון מידע ולביצוע משימות. כל חישובי הנתונים ועיבודם נעשים על ידי קבלת תשומות ויצירת פלטים.
- ספק כוח:כל המודולים של PLC תלויים באספקת החשמל. PLCs מתוכננים לקבל מתח AC ולהמיר אותו למתח DC.
- התקני תכנות:PLCs דורשים תוכנת תכנות שמכניסה לוגיקת בקרה למערכת. לאחר מכן המשתמש יכול ליצור, להעביר ולבצע שינויים באופן זמני בתוכנת ה-PLC.
- מודולי קלט/פלט:יחידות אלו מהוות חלק חשוב ממערכת ה-PLC. מודולי קלט ופלט אוספים נתונים מחיישנים ומפעילים, מכניסים אותם למערכת ה-PLC ואז יוצרים מידע קריא. מודולים אלה יכולים להיות דיגיטליים או אנלוגיים.
העובדה שהיחידה או המערכת ניתנות לתכנות היא שיפור משמעותי לעומת הטיפול הקודם בבקרת משימות. זהו גם מקור ליתרון תחרותי עבור PLCs: טכנאים אינם צריכים לשנות חיווט קשיח בעת מעבר בין משימות או יישומים. במקום זאת, הם יכולים פשוט לתכנת מחדש את המכשיר.
PLC מורכב ממעבד המבצע פעולות בקרה המבוססות על נתונים המסופקים על ידי מודולי קלט ופלט. לוגיקה הבקרה המנהלת את מערכת ה-PLC פותחת תחילה ולאחר מכן מועברת למערכת ה-PLC.
הדרך הקלה ביותר לדמיין PLC היא לדמיין מחשב עם מיקרו-מעבד אך ללא מקלדת, עכבר או צג. המגוון הרחב של שימושים תעשייתיים פירושו לעתים קרובות שמערכת חזקה פיזית זו יכולה לעמוד בסביבות קשות מאוד.
תכונות פונקציונליות של PLC יכולות לכלול טיימרים ומונים, התקני מדידה וחיישנים לפרמטרים כגון רטט, לחץ, טמפרטורה וזרימה. למרות שחלק מהתעשיות כוללות משימות ויישומים ייחודיים, PLCs מבצעים בדרך כלל את הפונקציות הבאות:
- מיתוג ממסר
- ספירה, חישוב והשוואה של ערכים אנלוגיים
- שינוי לוגיקה הבקרה בזמן הקצר ביותר האפשרי
- תגובה מהירה לשינויים בפרמטרים של תהליך (ניתן לתכנת תגובה)
- ניטור ובקרה לאורך זמן כדי להגביר את האמינות הכוללת של מערכת הבקרה (נדרשת התערבות ידנית)
- פתרון תקלות פשוט ויעיל יותר ויותר לאורך זמן
- אינטגרציה חלקה עם מחשבי HMI (Human Machine Interface).
כאשר הם בנויים בצורה נכונה, חברות יכולות להשתמש ב-PLC ולהשתמש בהם במגוון רחב של יישומים בתעשיות מרובות. מה שאתה אולי לא מבין הוא שהגענו לסמוך על PLCs כדי שהטכנולוגיות היומיומיות היומיומיות ביותר יפעלו כראוי. מאפיות, מכונות כביסה, מעליות ואפילו איתותים הם בין היישומים האזרחיים הרבים הדורשים בקרת PLC ואיסוף נתונים כדי להסדיר משימות.
מדוע חברות יצרניות משתמשות ב-PLC?
בשנת 2019 (ומעבר לכך), PLCs ימשיכו לזרוח בשל הפשטות והגמישות הטבועה בהם. הם חזקים מספיק כדי להסתגל למגוון רחב של סביבות ומשימות, אך פשוט מספיק שאפילו טכנאים ללא ידע בתכנות או סקריפטים יוכלו לשלוט בהם במהירות.
תכונות ספציפיות מסוימות של PLC הופכות אותן לבחירה הראשונה עבור תעשיות המסתמכות על מערכות אלו. נפט וגז, תשתיות מים, ייצור מזון ומשקאות ושימוש בעבודות ציבוריות הן רק כמה דוגמאות לתעשיות המסתמכות על ההזדמנויות שמציעות PLC.
1) PLCs קל לתכנות
כשמישהו מציג את הגמישות של מערכות PLC כיתרון, הוא מדבר על איך ניתן לתכנת את המערכות הללו על ידי אנשים עם רמת הידע המרושלת ביותר.
המשמעות היא שהטכנאים יכולים להשתמש בהם באותה קלות כמו הצרכנים. אתה יכול גם להרחיב מערכת PLC על ידי תכנותה כך שתפעל לפי סדרת הוראות אם תנאים מסוימים מתקיימים.
עם מגוון רחב של שימושים בתעשיות, לעובדי כל חברה יהיו מערכי מיומנויות משלהם. בעת שימוש ב-PLC, הפשטות של לוגיקית הבקרה לתכנות במערכת שלך פירושה שאינך צריך מישהו הבקיא בניואנסים של שפת המחשב כדי לשכתב תוכנית כאשר משימה או יישום משתנה.
2) PLCs יכולים לספק סביבת תכנות אחידה
PLCs הם השיטה המועדפת לשליטה, מדידה וביצוע משימות בייצור מורכב ויישומים תעשייתיים מכיוון שהם עובדים היטב עם מערכות אחרות. PLCs פועלים היטב עם מחשבים אישיים, PACs (בקרי אוטומציה ניתנים לתכנות), התקני בקרת תנועה ו-HMIs.
עם זאת, כדי להיות אפקטיבי, סביבה מאוחדת צריכה להיות מתוכננת היטב ולא אמורה להיות קשה מדי עבור המשתמש לתפעול. עם זאת, PLCs הממוקמים בסביבות תכנות גדולות יותר מאפשרים למשתמשים בעלי רמה בסיסית של ידע לגשת למספר פונקציות שיכולות לתקשר זו עם זו, לספק נתונים זה לזה ולבצע משימות מורכבות.
3) PLC אוספת נתונים אמינים
מספר הכניסות שתגדיר במערכת ה-PLC נקבע על ידי המשתמש. משמעות הדבר היא שאין הגבלה למספר מקורות הנתונים ולכמות הנתונים שיכולה לזרום פנימה. מכשירי מדידה, חיישנים ובקרות תנועה יכולים לרכוש פרמטרים מרובים, ולכן זה תלוי במשתמש להחליט כיצד הנתונים הללו נאספים. כיצד מוצגות הפלטים.
4) ניתן להשתמש ב-PLC לתחזוקה חזויה
מכיוון שה-PLC של היום מצוידים בזיכרון ובכוח עיבוד רב יותר, ניתן לתכנת אותם לביצוע משימות מורכבות ותובעניות. אחת המשימות הללו היא תחזוקה חזויה. לא ניתן להדגיש יתר על המידה את כוחה של תחזוקה חזויה, במיוחד בתחילת התעשייה 4.0.
במפעל המחובר, שהוא אחד המאפיינים של המהפכה התעשייתית הרביעית, ניתן לחבר מכונה אחת ואחראית לתפעול של מספר תהליכים נוספים. כתוצאה מכך, תחזוקה חזויה יכולה להגביר משמעותית את היעילות ולהפחית את תדירות השבתה ואירועים קטסטרופליים.
תחזוקה חזויה מתחילה בתחזוקה מונעת. אם ציוד מסוים מגיע לסף שנקבע מראש, חיישן נכבה, ואומר לטכנאים שיש לטפל בציוד או להחליף אותו. מספיק מהדיווחים האלה נאספים אז כנקודות נתונים עצמן כדי לתקשר למערכת אילו גורמים מנבאים בלאי או בעיות צפויות. ה-PLC יקיים אינטראקציה עם ה-SCADA כדי להציג לוחות זמנים לתחזוקה או לאפשר גמישות בהגדרת כללי תחזוקה חדשים.
מַסְקָנָה
PLCs מוכיחים כעת יותר מתמיד את ערכם כאשר חברות ייצור ותעשייה מבוססות צמחים מאמצות את הטרנספורמציה הדיגיטלית הנדרשת לשוקי הנישה שלהן. קלות השימוש והפשטות הבסיסית שלהם הופכות אותם לפתרון גמיש ומוכר לנוכח המורכבות הגוברת.
אנשי מקצוע מעדיפים מערכות PLC בעת שימוש ביישומי IoT אחרים או בעת עבודה עם מערכות בקרה כגון SCADA. כמערכת בקרה לוגית, PLCs מתאימות היטב למגמות בתעשייה 4.0 הדורשות חיזוי נתונים, חיזוי מצב שגיאה, גילוי מתאם בין שני או יותר זרמי נתונים עצמאיים של PLC ואופטימיזציה של המערכת.
המיקום והתפקיד הקריטיים של ה-PLC גם מחייבים אותו להישאר פונקציונלי באופן מלא בכל עת. יצרנים וחברות מפעלים יכולים לאמץ שיטות עבודה מומלצות כדי להבטיח שרכיבי הליבה הללו יפעלו תמיד בצורה חלקה.