Katsaus plc: hen ja erilaisiin arduino-pohjaisiin plc-levyihin

Arduino esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 2005, ja sen tarkoituksena oli tarjota aloittelijoille ja ammattilaisille edullinen ja helppo tapa luoda laitteita, jotka ovat vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa antureiden ja toimilaitteiden avulla.

Ennen kuin Arduino esiteltiin, upotettua suunnittelua pidettiin monimutkaisena aiheena, ja harrastajien (tai insinöörien) oli löydettävä ammattilainen saadakseen toimivan mallin ongelmaan. Kuten jos haluat yksinkertaisen 3D-tulostimen, sinun on saatava ammattitaitoista apua, koska tuhansia ohjaimia on yhteensopivalla IDE: llä. Harrastaja ei voi oppia kaikista mikro-ohjaimista ja niiden ohjelmointitavoista. Tämä tilanne päättyi, kun yleisesti hyväksytty ARDUINO otettiin käyttöön. Tämän ansiosta harrastajat tai insinöörit voivat suunnitella ja kehittää omia projektejaan ilman suurta ammattitaitoista apua.

Ja syy siihen, että siitä tulee niin yleisesti hyväksytty, koska se on avoimen lähdekoodin elektroniikka-alusta, joka perustuu helppokäyttöisiin laitteistoihin ja ohjelmistoihin. Arduino-levyt pystyvät lukemaan tuloja, kuten anturin valon, sormen napilla, ja muuttamaan sen ohjelmoitavaksi lähdöksi, kuten moottorin aktivoimiseksi, LED: n kytkemiseksi päälle ja julkaisemiseen verkossa.

Vuosien varrella Arduino on tullut suositummaksi ja sen myötä on kehitetty monia kehittyneitä, samankaltaisia ​​levyjä, kuten Vadelma PI, Panda jne. Arduinoa käytetään aivoina tuhansissa projekteissa arjen esineistä monimutkaisiin tieteellisiin instrumentteihin. Opiskelijat, harrastajat, taiteilijat, ohjelmoijat ja ammattilaiset ympäri maailmaa ovat kokoontuneet tämän avoimen lähdekoodin alustan ympärille ja kehittäneet monia projekteja ja keränneet näin uskomattoman määrän tietoa, josta voi olla paljon apua aloittelijoille ja asiantuntijoille.

IoT: n keräämän tiedon ja äskettäisen käyttöönoton myötä Arduinon hyökkäys otti uuden askelen eteenpäin ja siitä tuli välttämätön työkalu insinööreille ja harrastajille. Nyt Arduino-kortti alkoi muuttua sopeutuakseen uusiin tarpeisiin ja haasteisiin, kuten IoT-sovelluksiin, puettaviin, 3D-tulostuksiin, sulautettuihin ympäristöihin ja lopuksi PLC (ohjelmoitava logiikkaohjain). Tässä tässä artikkelissa opitaan Mikä on PLC ja miten Arduinoa voidaan käyttää PLC: nä.

Johdatus PLC: hen (ohjelmoitava logiikkaohjain)

Ensinnäkin, ymmärretään termi Teollisuuden automaatio ennen PLC: n käyttöä. Kuten me kaikki tiedämme, koneiden käyttö teollisuudessa on kustannustehokkaampaa kuin ihmisten käyttö, koska koneet eivät tarvitse rahaa, lomia tai taukoja, joten jos koneita käytetään ihmisen sijasta, teollisuus voi tuottaa tuotteitaan 24 * 7 ilman ongelmaa. Nyt tätä asetusta ihmisten korvaamisesta koneilla tai robotti-aseilla kutsutaan teollisuusautomaatioksi.

PLC on ohjainyksikkö, joka on suunniteltu erityisesti teollisuusautomaation koneiden käyttämiseen. Ne on suunniteltu luotettaviksi ankarissa teollisuusympäristöissä (kuten äärimmäisissä lämpötiloissa, kosteissa, märissä, pölyisissä olosuhteissa). PLC-sovelluksia voidaan nähdä tuotantolaitoksen kokoonpanolinjalla, malmin käsittelylaitoksessa, robottihitsauksessa, CNC-veistoksessa jne. Koska nämä laitteet on suunniteltu korkean hyötysuhteen ja kestävän ympäristön kannalta, ne ovat kalliita sekä asennuksessa että korjauksessa.

PLC: llä (ohjelmoitava logiikkaohjain) on monia ominaisuuksia, jotka ovat samanlaisia ​​kuin kotitietokoneemme. Molemmilla on virtalähde, keskusyksikkö (CPU), tulo- ja lähtöliitännät (I / O), RAM- ja ROM-muisti sekä ohjausohjelmistot. Suurin ero näiden kahden välillä on se, että PLC voi suorittaa erillisiä ja jatkuvia toimintoja ankarassa ympäristössä, jota tietokone ei voi tehdä. Voit myös lukea eron PLC: n ja mikrokontrollerin välillä saadaksesi yleiskuvan sen vertailusta mikrokontrollereihin.

Markkinoilla on monia erityyppisiä piirilevyjä asiakkaan vaatimusten mukaisesti. Vaikka läsnä on monenlaisia ​​PLC-levyjä, ne noudattavat tiettyjä standardeja, jotta käyttäjä voi valita helposti.

PLC: n perustoiminto

Oletetaan yksinkertainen esimerkki alla olevan kuvan ymmärtämiseksi PLC: n perustoiminnasta.

Sanotaan tässä kokoonpanossa, että meidän on kytkettävä polttimo päälle ensimmäisten 50 sekunnin ajan ja sammutettava polttimo seuraavien 20 sekunnin ajan. Sitten meidän on käytettävä piirin kytkintä sulkemaan ja avaamaan silmukka jatkuvasti. Tämä on yksinkertainen, mutta erittäin väsyttävä tehtävä ihmiselle, eikä ole kustannustehokasta ostaa ajastinreleitä tämän tyyppisiin ongelmiin joka kerta. Kaikissa näissä tapauksissa voimme käyttää yhtä PLC: tä ongelman ratkaisemiseksi.

Täällä näet, että PLC on kytketty asennussilmukkaan pitäen kytkintä kiinni. Voimme käyttää ohjelmointia asettamaan piirin PLC: n ajastimen. Kun se on tehty, PLC voi sulkea ja avata silmukan jatkuvasti, mikä korvaa ihmisen puuttumisen tarpeeseen. Kun PLC aloittaa ohjelman suorittamisen, se pysähtyy vasta, kun keskeytys on annettu.

Tämä on vain yksinkertainen asennus ja PLC: llä on kyky hallita paljon suurempia ja monimutkaisempia prosesseja, kuten PWM-ohjaus, Sensing jne. PLC on yleensä suunniteltu asiakkaalle tavalla, jotta hän voi mukauttaa PLC toimii sovelluksesta ja tarpeesta riippuen.

PLC: n lohkokaavio

Katsokaamme nyt PLC: n tärkeitä moduuleja.

Virtalähdemoduuli: Tämä moduuli sijoitetaan joskus erillisenä asetuksena kuten sovitin, ja muissa tapauksissa se suunnitellaan suoraan pääpiirilevylle. Moduulin tehtävänä on tuottaa tarvittava teho koko PLC (ohjelmoitava logiikkaohjain) -asetukselle. Moduuli on muunnin, joka muuntaa käytettävissä olevan vaihtovirran tasavirraksi, jota CPU ja muut moduulit vaativat. Yleensä PLC toimii 12V ja 24V voimakiskolla.

Keskusyksikkö: Tämä moduuli on eniten suojattu, koska se on koko PLC: n toiminnan ydin. CPU-moduuli koostuu mikroprosessorista tai mikrokontrollerista, ohjelmamuistista, flash-muistista ja RAMS-muistista. Flash-muisti tai ROM-muisti tallentaa käyttöjärjestelmän, ohjaimen ja sovellusohjelman. Mikroprosessori käyttää RAM-muistia tietojen ja tietojen saamiseen.

CPU: n tehtävänä on suorittaa muistiin tallennettu ohjelma ja toimia kirjallisten ohjeiden mukaisesti. Joten periaatteessa CPU lukee tulodatan antureista prosessiin ja lähettää lopulta asianmukaisen vastauksen ohjelman perusteella.

Tulo- ja lähtömoduuli: Tulomoduulia käytetään yhteyden muodostamiseen erilaisten anturien ja näppäimistöjen välille prosessoriin, ja prosessori käyttää lähtömoduulia vastauksen antamiseksi ulkomaailmaan.

Laitemoduulin ohjelmointi: Tätä moduulia käytetään yhteyden muodostamiseen PC: n ja PLC: n välille. Perustoiminto on ohjelmoida PLC: n mikroprosessori uudelleen.

PLC: n tyypit (ohjelmoitava logiikkaohjain)

PLC on jaettu kahteen tyyppiin, nimittäin kiinteään (tai kompaktiin PLC) ja modulaariseen PLC: hen.

1. Kompakti tai kiinteä PLC: Se on yleensä matalan luokan PLC, joka on suosittu monilla teollisuudenaloilla. Compact PLC: ssä on kiinteä määrä I / O-moduuleja ja ulkoisia I / O-kortteja, eikä niitä voida myöhemmin laajentaa monimutkaisempien asetusten tekemiseksi. Alla olevassa kuvassa näkyy kiinteä PLC.

2. Modulaarinen PLC: Modulaarinen PLC sallii useita laajennuksia pinomalla ”moduulit” rinnakkain. Modulaarisen PLC: n I / O-portteja voidaan lisätä alan monimutkaisempiin toimintoihin. Modulaarista PLC: tä on myös helpompi käyttää, koska jokainen komponentti on toisistaan ​​riippumaton. Tämän tyyppinen PLC on suosittu monilla teollisuudenaloilla

Arduino vs PLC (ohjelmoitava logiikkaohjain)

Kuten aiemmin mainitsimme, PLC: n tärkeät moduulit ovat samanlaisia ​​kuin PC (Personal Computer) ja ovat vielä enemmän samanlaisia ​​kuin yhden kortin tietokoneet, kuten Arduino. Joten sisäisesti tietyllä tasolla sekä PLC: n että Arduinon toiminta on sama, ja voimme käyttää tätä Arduinoa suunnittelemaan PLC: n (ohjelmoitava logiikkaohjain). Arduino logiikat ovat jo läsnä markkinoilla ja ne ovat halvempia kuin tavanomaiset PLC. Joten Arduino-PLC on tulossa suosittu nykyään ja sen sovellukset lisääntyvät tulevaisuudessa. Nämä ovat tiettyjä eroja Arduino PLC: n ja perinteisen PLC: n välillä, ja muutamia niistä mainitaan alla.

Arduino Oyj	PLC (ohjelmoitava logiikkaohjain)
Tarvitaan ulkoisia komponentteja toimimaan PLC: nä	Ei tarvitse muita ulkoisia komponentteja
Yleisesti hyväksytty	Edistetään pääasiassa teollisuudessa
Halpa	Hintava
Sinun on opittava perusohjelmointi Arduino-ohjelman uudelleenkirjoittamiseksi	Tarvitaan vain perustoimintatekniikka PLC: n uudelleenohjelmoimiseksi
Uudelleenohjelmointi on suhteellisen vaikeaa	Uudelleenohjelmointi on suhteellisen helppoa
Tyydyttävä suorituskyky	Korkea suorituskyky
Ei voi toimia vaikeissa olosuhteissa	Voi toimia vaikeissa olosuhteissa
Kompakti ja pieni	Iso ja raskas
Pinoamista ei voida käyttää Arduino PLC: n PLC-toiminnan edistämiseen	Pinoamista voidaan käyttää normaalin PLC: n PLC-toiminnan edistämiseen
Lisää viestintävaihtoehtoja	Vähemmän viestintävaihtoehtoja
Helppo vaihtaa ja korjata	Vaikea vaihtaa ja korjata
Vähemmän vaihtoehtoja	Monet vaihtoehdot

Keskustelkaamme nyt lyhyesti suosituista Arduino-pohjaisista PLC-levyistä, jotka ovat tällä hetkellä markkinoilla.

1. Industrial Shields Arduino PLC: t

Industrial Shields on suosittu yritys, joka tarjoaa Arduino-pohjaisia ​​PLC-suojauksia moniin teollisiin sovelluksiin. Yleisesti käytettyjä kilpiä käsitellään lyhyesti alla.

Teolliset kilvet ARDBOX:

ARDBOX on Arduino-pohjainen PLC, joka on suunniteltu pieniin ja keskisuuriin teollisiin sovelluksiin. ARDBOXin kuva on esitetty alla.

ARDBOX on suunniteltu ARDUINO LEONARO: n pohjalta, joten kaikki ARDBOXin tekniset tiedot ovat LEONARO-spesifikaatioita. ARDBOXin perusominaisuudet ja tekniset tiedot ovat alla.

Tulojännite	12V tai 24V
Nimellisteho	30 wattia
Suurin virta	1.5A
Kellonopeus	16MHz
Koko	100x45x115 mm
Ohjelmointikieli	Arduino IDE.
Flash-muisti	32 kt, joista 4 kt on käynnistyslataimen käytössä
SRAM	2,5 kt
EEPROM	1 kt
Viestintä	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
Syöttöpisteet YHTEENSÄ	10
Lähtökohdat YHTEENSÄ	10
PWM: n eristetty lähtö	24Vdc: hen I max: 70 mA Galvaaninen eristäminen Releelle suojattu diodi Nimellisjännite: 24Vdc

Teollisuuskilvet M-Duino:

M-DUINO on Arduino-pohjainen PLC, joka on suunniteltu pieniin ja keskisuuriin teollisiin sovelluksiin. PLC: n kuva on alla.

M-DUINO on suunniteltu ARDUINO MEGA -levyn perusteella, joten kaikki MEGA-levyn tekniset tiedot ovat M-DUINO-spesifikaatioita. M-DUINOn perusominaisuudet ja tekniset tiedot ovat alla.

Tulojännite	12 V tai 24 V
Nimellisteho	40 wattia
Suurin lähtövirta	0,5 A
Kellonopeus	16MHz
Koko	101x119x70mm
Ohjelmointikieli	Arduino IDE.
Flash-muisti	32 kt, joista 0,5 kt on käynnistyslataimen käytössä
SRAM	2 kt
EEPROM	1 kt
Viestintä	I2C1 - Ethernet-portti - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx (Arduino-nastat)
Syöttöpisteet YHTEENSÄ	13,26,36
Lähtökohdat YHTEENSÄ	8,16,22
PWM: n eristetty lähtö	24 VDc (3,6,8) I max: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLC: t

PLDuino on avoimen lähdekoodin Arduino-pohjainen ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC) Digital Loggersilta, joka on markkinoilla noin 150 dollaria. Tässä PLC: ssä yhdistyvät Arduino Mega (ATmega2560) ESP8266 Wi-Fi -moduuliin ja 2,4 tuuman TFT-kosketusnäyttöön, jotta se soveltuu teollisiin IoT-sovelluksiin ja muihin tehdasrobotiikkasovelluksiin.

PLDuino voidaan ohjelmoida helposti yksinkertaisella USB-kaapelilla, samoin kuin suosittu Arduino IDE, PLDuino voidaan ohjelmoida myös Luan, GNU: n tai jopa AVR Studion avulla. PLDuino tarjoaa myös esittelykoodeja ja kirjastoja, jotka auttavat aloittelijoita aloittamaan kehityksen nopeasti. Edistyneille käyttäjille PLDuino on myös mahdollistanut kannen avaamisen ja tutkimisen PLC: n sisällä laitteiston räätälöimiseksi heidän sovelluksensa edellyttämällä tavalla, täydelliset kaaviot ja komponenttitiedot ovat saatavilla myös verkossa. PLDuinon täydelliset tekniset tiedot näkyvät alla olevassa kuvassa

3. Controllino Arduino PLC: t

Controllino ei ole muuta kuin teollistunut Arduino. Se yhdistää Arduino-ekosysteemin joustavuuden ja avoimen lähdekoodin luonteen teollisuusluokan piirilevyjen turvallisuuteen ja luotettavuuteen.

Yhtiö tarjoaa kolme moduulia, jotka on suunniteltu kolmen Arduino-kortin perusteella.

Controllino MINI:

Se on suunniteltu Arduino Uno -taululle.

Tulojännite	12 V tai 24 V
Käyttölämpötila	5 ° C - 55 ° C
Suurin relevirta	6A
Kellonopeus	16MHz
Koko	36x90x60 mm
Ohjelmointikieli	Arduino IDE.
Flash-muisti	32 kt, joista 0,5 kt on käynnistyslataimen käytössä
SRAM	2 kt
EEPROM	1 kt
Viestintä	I2C1 - USB - SPI
Syöttöpisteet YHTEENSÄ	8
Lähtökohdat YHTEENSÄ	8

Controllino MAXI:

Tämä on suunniteltu ATMEGA2560 Atmel -mikro-ohjaimelle tai Arduino Mega -kortille.

Tulojännite	12 V tai 24 V
Käyttölämpötila	0 ° C - 55 ° C
Suurin lähtöreleen virta	6A
Kellonopeus	16MHz
Koko	72x90x62mm
Ohjelmointikieli	Arduino IDE
Flash-muisti	256 kt
SRAM	8 kt
EEPROM	4 kt
Viestintä	I2C1, Ethernet-portti, USB, SPI
Syöttöpisteet YHTEENSÄ	12
Lähtökohdat YHTEENSÄ	12, relelähtö-10

Controllino Mega:

Mega PLC on suunniteltu ATMEGA2560 Atmel -mikro-ohjaimelle tai Arduino Mega -levylle.

Tulojännite	12 V tai 24 V
Käyttölämpötila	0 ° C - 55 ° C
Suurin lähtöreleen virta	6A
Kellonopeus	16MHz
Koko	107x90x62mm
Ohjelmointikieli	Arduino IDE
Flash-muisti	256 kt
SRAM	8 kt
EEPROM	4 kt
Viestintä	I2C1, Ethernet-portti, USB, SPI
Syöttöpisteet YHTEENSÄ	21
Lähtökohdat YHTEENSÄ	24, relelähtö-16

Arduino PLC: n edut

• Voidaan ostaa halvalla.
• Voidaan ohjelmoida Arduino IDE -ohjelmistolla.
• Hyvä yhteensopivuus.
• Korkea tila säätöjä varten.
• Helppo vaihtaa perinteiseen PLC: hen verrattuna.

Arduino PLC: n haitat

• Valittavissa on hyvin vähän vaihtoehtoja.
• Ei sovellu laajamittaisiin sovelluksiin.
• Herkkä verrattuna perinteiseen PLC: hen.
• Vaati lisää huoltoa.
• Vähemmän ammattimainen.