A plc és a különféle arduino alapú plc táblák áttekintése

Az Arduino-t először 2005-ben vezették be azzal a céllal, hogy olcsó és egyszerű módszert nyújtson kezdőknek és szakembereknek olyan eszközök létrehozására, amelyek érzékelők és működtetők segítségével kölcsönhatásba lépnek a környezetükkel.

Az Arduino bevezetése előtt a beágyazott kialakítást összetett témának tekintették, és a hobbistáknak (vagy mérnököknek) szakembert kellett találniuk ahhoz, hogy működő modellt kapjanak problémájukhoz. Ha egyszerű 3D nyomtatót szeretne, akkor szakmai segítséget kell kapnia, mivel több ezer vezérlő rendelkezik kompatibilis IDE-jükkel. És a hobbista nem ismerhet meg minden mikrovezérlőt és azok programozási módjait. Ez a helyzet véget ért, amikor bevezették az általánosan elfogadott ARDUINO-t. És ezzel a hobbisták vagy mérnökök megtervezhetik és kidolgozhatják saját projektjeiket, sok szakmai segítség nélkül.

Annak oka, hogy annyira általánosan elfogadottá vált, mivel ez egy nyílt forráskódú elektronikai platform, amely könnyen használható hardveren és szoftveren alapul. Az Arduino táblák képesek beolvasni a bemeneteket, mint például az érzékelő fénye, az ujj a gombon, és programozható kimenetekké alakíthatják, például motor beindításához, LED-ek bekapcsolásához és online közzétételhez.

Az évek során az Arduino egyre népszerűbbé vált, és ezzel sok hasonló célú fejlett táblát fejlesztettek ki, mint például Raspberry PI, Panda stb. Az Arduino-t agyként használják projektek ezreiben, a mindennapi tárgyaktól a komplex tudományos eszközökig. Diákok, hobbisták, művészek, programozók és szakemberek szerte a világon összegyűltek ezen a nyílt forráskódú platform körül, és számos projektet fejlesztettek ki, ezáltal hihetetlen mennyiségű tudást halmoztak fel, amelyek nagy segítséget jelenthetnek újoncoknak és szakértőknek egyaránt.

Az IoT felhalmozott ismereteivel és közelmúltbeli bevezetésével az Arduino iránti hype újabb előrelépést tett, ezáltal a mérnökök és a hobbisták számára szükséges tanulási eszközzé vált. Az Arduino tábla most kezdett változni, hogy alkalmazkodjon az új igényekhez és kihívásokhoz, például az IoT alkalmazásokhoz, a hordható, a 3D nyomtatáshoz, a beágyazott környezetekhez és végül a PLC-hez (programozható logikai vezérlő). Itt, ebben a cikkben megtudhatjuk, mi az a PLC, és hogyan használható az Arduino PLC-ként.

Bevezetés a PLC-be (programozható logikai vezérlő)

Először hadd értsük meg az Ipari automatizálás kifejezést, mielőtt a PLC-re lépnénk. Mint mindannyian tudjuk, hogy a gépek használata az iparban költséghatékonyabb, mint az embereké, mivel a gépeknek nincs szükségük pénzre, ünnepekre vagy szünetekre, tehát ha gépeket használnak az emberek helyett, akkor az iparágak 24 * 7-ben képesek előállítani termékeiket.. Ezt a beállítást, amely szerint az embereket gépekkel vagy robotkarokkal helyettesítik, ipari automatizálásnak hívják.

A PLC egy vezérlőegység, amelyet kifejezetten az ipari automatizáláshoz használt gépek üzemeltetésére terveztek. Úgy tervezték, hogy megbízhatóak legyenek zord ipari környezetben (például szélsőséges hőmérsékleti viszonyok, nedves, nedves, poros körülmények között). A PLC-alkalmazások a gyártóüzem futószalagjánál, egy ércfeldolgozó üzemnél, robothegesztésnél, CNC-faragásnál stb. Láthatók. Mivel ezt a berendezést nagy hatékonyságra és zord környezetre tervezték, költségesek mind a telepítés, mind a javítás során.

A PLC (Programozható logikai vezérlő) számos olyan funkcióval rendelkezik, amely hasonló az otthoni személyi számítógépünkhöz. Mindkettő rendelkezik tápegységgel, CPU-val (központi processzor), bemeneti és kimeneti (I / O) portokkal, RAM és ROM memóriával, valamint vezérlő szoftverrel. A legnagyobb különbség a kettő között az, hogy a PLC diszkrét és folyamatos funkciókat képes ellátni olyan zord környezetben, amelyet a PC nem képes megtenni. Elolvashatja a PLC és a mikrovezérlő közötti különbséget, hogy áttekintést kapjon a mikrokontrollerekkel való összehasonlításról.

A piacon sokféle típusú PLC létezik az ügyfél igényei szerint. Bár sokféle PLC van jelen, mégis bizonyos szabványokat követnek a felhasználó számára, hogy könnyen választhasson.

A PLC alapvető funkciója

Az alap PLC működésének megértéséhez vegyünk egy egyszerű példát az alábbiak szerint.

Tegyük fel, hogy ebben a beállításban az első ötven másodpercre be kell kapcsolnunk az izzót, és az azt követő húsz másodpercre ki kell kapcsolnunk az izzót, majd az áramkör kapcsolóját használjuk a hurok folyamatos bezárásához és nyitásához. Ez egy egyszerű, de nagyon fárasztó feladat az ember számára, és nem költséghatékony minden egyes alkalommal időzítő relét vásárolni az ilyen típusú kérdésekhez. Mindegyik esetben egyetlen PLC-t használhatunk a probléma megoldására.

Itt láthatja, hogy egy PLC csatlakozik a beállítás hurokjához, miközben a kapcsolót zárva tartja. A programozással beállíthatjuk az áramkör PLC időzítőjét. Ha ez megtörtént, a PLC folyamatosan bezárhatja és kinyithatja a hurkot, ami helyettesíti az emberi beavatkozás szükségességét. Amint a PLC megkezdi a program végrehajtását, addig nem áll le, amíg meg nem adják a megszakítást.

Ez csak egy egyszerű beállítás, és egy PLC képes sokkal nagyobb és összetettebb folyamatok vezérlésére, mint például a PWM vezérlés, az érzékelés stb. A PLC általában úgy van megtervezve az ügyfél számára, hogy személyre szabhatja a A PLC az alkalmazástól és az igénytől függően működik.

A PLC blokkvázlata

Most nézzük meg a PLC fontos moduljait.

Tápegység modul: Ezt a modult néha külön beállításként helyezik el, mint egy adaptert, más esetekben pedig közvetlenül a fő NYÁK-ra tervezik. A modul funkciója a szükséges áramellátás biztosítása a teljes PLC (Programozható logikai vezérlő) beállításhoz. A modul egy átalakító, amely a rendelkezésre álló váltakozó áramot egyenárammá alakítja, amire a CPU és más modulok szükségesek. Általában a PLC 12V-os és 24V-os sínen működik.

Központi processzor: Ez a modul a leginkább védett, mivel ez a teljes PLC működésének alapja. A CPU modul mikroprocesszorból vagy mikrokontrollerből, programmemóriából, flash memóriából és RAMS memóriából áll. Flash memória vagy ROM memória tárolja az operációs rendszert, az illesztőprogramot és az alkalmazás programot. A mikroprocesszor RAM-ot használ az adatok és információk eléréséhez.

A CPU feladata a memóriában tárolt program végrehajtása és az írásbeli utasításoknak megfelelően jár el. Tehát alapvetően a CPU beolvassa a bemeneti adatokat az érzékelőktől a folyamatig, és végül a program alapján megfelelő választ küld.

Bemeneti és kimeneti modul: A bemeneti modult arra használják, hogy kapcsolatot teremtsenek a különféle érzékelők és kezelők között a CPU-val, és az Output modult a processzor használja arra, hogy választ adjon a külvilágra.

Eszközmodul programozása: Ez a modul a PC és a PLC közötti kommunikáció létrehozására szolgál. Az alapvető funkció a PLC mikroprocesszorának újraprogramozása.

A PLC típusai (programozható logikai vezérlő)

A PLC két típusra oszlik, nevezetesen rögzített (vagy kompakt PLC) és moduláris PLC-re.

1. Kompakt vagy fix PLC: Ez általában egy alacsony kategóriájú PLC, amely sok iparágban népszerű. A Compact PLC fix számú I / O modullal és külső I / O kártyával rendelkezik, és később nem lehet őket kibővíteni a bonyolultabb beállítás érdekében. Az alábbi ábrán egy fix PLC látható.

2. Moduláris PLC: A moduláris PLC többszörös bővítést tesz lehetővé a „modulok” párhuzamos egymásra rakásával. A moduláris PLC I / O portjai növelhetők az ipar bonyolultabb műveleteihez. A moduláris PLC-t azért is könnyebb használni, mert mindegyik alkatrész független egymástól. Ez a típusú PLC sok iparágban népszerű

Arduino vs PLC (programozható logikai vezérlő)

Mint korábban említettük, a PLC fontos moduljai hasonlóak a PC-hez (személyi számítógép), és még inkább hasonlítanak az egypaneles számítógépekhez, például az Arduino-hoz. Tehát belsőleg, a PLC és az Arduino működése egy bizonyos szinten megegyezik, és ezt az Arduino-t felhasználhatjuk egy PLC (programozható logikai vezérlő) tervezésére. Az Arduino PLC-k már jelen vannak a piacon, és olcsóbbak a hagyományos PLC-hez képest. Tehát az Arduino-PLC napjainkban egyre népszerűbbé válik, és alkalmazásai a jövőben jobban növekedni fognak. Ezek bizonyos különbségek az Arduino PLC és a hagyományos PLC között, és néhányat az alábbiakban említünk.

Arduino PLC	PLC (programozható logikai vezérlő)
Szükséges külső alkatrészek ahhoz, hogy PLC-ként működjenek	Nincs szüksége további külső alkatrészekre
Egyetemesen elfogadott	Elsősorban az iparban népszerűsítették
Alacsony költségű	Magas ár
Meg kell tanulni az alapvető programozást az Arduino program újraírásához	Csak a PLC újraprogramozásához volt szükség alapvető működési technikára
Az átprogramozás viszonylag nehéz	Az átprogramozás viszonylag egyszerű
Kielégítő teljesítmény	Nagy teljesítményű
Nem tud dolgozni zord körülmények között	Zord körülmények között is képes dolgozni
Kompakt és kicsi	Terjedelmes és nehéz
A halmozás nem használható az Arduino PLC PLC működésének elősegítésére	A halmozás felhasználható a normál PLC PLC működésének elősegítésére
További kommunikációs lehetőségek	Kevesebb kommunikációs lehetőség
Könnyen cserélhető és javítható	Nehéz cserélni és javítani
Kevesebb lehetőség a választáshoz	Számos lehetőség a választáshoz

Most beszéljünk röviden a népszerű Arduino alapú PLC-kről, amelyek jelenleg a piacon vannak.

1. Ipari pajzsok Arduino PLC-k

Az Industrial Shields egy népszerű vállalat, amely Arduino alapú PLC pajzsokat biztosít számos ipari alkalmazáshoz. A népszerûen használt pajzsokat az alábbiakban röviden tárgyaljuk.

Ipari pajzsok ARDBOX:

Az ARDBOX egy Arduino alapú PLC, amelyet kis és közepes méretű ipari alkalmazásokhoz terveztek. Az ARDBOX képe alább látható.

Az ARDBOX az ARDUINO LEONARO-ra épül, ezért alapvetően az ARDBOX összes műszaki leírása LEONARO-specifikáció. Az ARDBOX alapvető jellemzői és műszaki specifikációi az alábbiakban találhatók.

Bemeneti feszültség	12V vagy 24V
Névleges teljesítmény	30Watt
Maximális áram	1.5A
Óra sebessége	16MHz
Méret	100x45x115 mm
Programozási nyelv	Arduino IDE.
Flashmemória	Ebből 32KB-ot a bootloader használ
SRAM	2,5 KB
EEPROM	1 KB
Kommunikáció	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
TOTAL Bemeneti pontok	10.
Kimeneti pontok ÖSSZESEN	10.
PWM elszigetelt kimenet	24Vdc-ig I max: 70 mA Galvánikus elkülönítés Dióda védett reléhez Névleges feszültség: 24Vdc

Ipari pajzsok M-Duino:

Az M-DUINO egy Arduino alapú PLC, amelyet kis és közepes méretű ipari alkalmazásokhoz terveztek. Az alábbiakban látható a PLC képe.

Az M-DUINO az ARDUINO MEGA kártya alapján készült, így az MEGA kártya összes műszaki specifikációja M-DUINO specifikáció. Az M-DUINO alapvető tulajdonságait és műszaki jellemzőit az alábbiakban adjuk meg.

Bemeneti feszültség	12V vagy 24V
Névleges teljesítmény	40Watt
Maximális kimeneti áram	0,5A
Óra sebessége	16MHz
Méret	101x119x70mm
Programozási nyelv	Arduino IDE.
Flashmemória	32 KB, ebből 0,5 KB-ot használ a rendszerbetöltő
SRAM	2KB
EEPROM	1 KB
Kommunikáció	I2C1 - Ethernet port - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx (Arduino csapok)
TOTAL Bemeneti pontok	13,26,36
Kimeneti pontok ÖSSZESEN	8,16,22
PWM elszigetelt kimenet	24Vdc (3,6,8) I max: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLC-k

A PLDuino egy nyílt forráskódú Arduino alapú programozható logikai vezérlő (PLC) a Digital Loggers-től, amely körülbelül 150 dollárért elérhető a piacon. Ez a PLC ötvözi az Arduino Mega (ATmega2560) készüléket az ESP8266 Wi-Fi modullal és egy 2,4 hüvelykes TFT érintőképernyővel, hogy alkalmassá tegye azt IoT ipari alkalmazásokhoz és más gyári robotikai alkalmazásokhoz.

A PLDuino egyszerűen beprogramozható egy egyszerű USB-kábel segítségével, a népszerű Arduino IDE mellett a PLDuino programozható a Lua, a GNU vagy akár az AVR Studio segítségével is. A PLDuino bemutató kódokat és könyvtárakat is biztosít a kezdőknek a fejlesztés gyors elindításához. Haladó felhasználók számára a PLDuino lehetővé tette a borító feltöltését és a PLC belsejében történő felfedezést is annak érdekében, hogy a hardver testreszabható legyen az alkalmazásukhoz szükséges módon, a teljes vázlatok és alkatrész-specifikációk online is elérhetők. A PLDuino teljes specifikációja az alábbi képen látható

3. Controllino Arduino PLC-k

A Controllino nem más, mint egy iparosodott Arduino. Ötvözi az Arduino ökoszisztéma rugalmasságát és nyílt forráskódú jellegét az ipari minőségű PLC-k biztonságával és megbízhatóságával.

A vállalat három modult kínál, amelyek három Arduino kártya alapján készülnek.

Controllino MINI:

Arduino Uno táblára tervezték.

Bemeneti feszültség	12V vagy 24V
Üzemi hőmérséklet	5 ° C és 55 ° C között
Maximális reléáram	6A
Óra sebessége	16MHz
Méret	36x90x60 mm
Programozási nyelv	Arduino IDE.
Flashmemória	32 KB, ebből 0,5 KB-ot használ a rendszerbetöltő
SRAM	2KB
EEPROM	1 KB
Kommunikáció	I2C1– USB - SPI
TOTAL Bemeneti pontok	8.
Kimeneti pontok ÖSSZESEN	8.

Controllino MAXI:

Ezt az ATMEGA2560 Atmel mikrokontrolleren vagy az Arduino Mega táblán tervezték.

Bemeneti feszültség	12V vagy 24V
Üzemi hőmérséklet	0 ° C és 55 ° C között
Maximális kimeneti relé áram	6A
Óra sebessége	16MHz
Méret	72x90x62mm
Programozási nyelv	Arduino IDE
Flashmemória	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Kommunikáció	I2C1, Ethernet port, USB, SPI
TOTAL Bemeneti pontok	12.
Kimeneti pontok ÖSSZESEN	12, relé kimenet-10

Controllino Mega:

A Mega PLC-t az ATMEGA2560 Atmel mikrovezérlőre vagy az Arduino Mega táblára tervezték.

Bemeneti feszültség	12V vagy 24V
Üzemi hőmérséklet	0 ° C és 55 ° C között
Maximális kimeneti relé áram	6A
Óra sebessége	16MHz
Méret	107x90x62mm
Programozási nyelv	Arduino IDE
Flashmemória	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Kommunikáció	I2C1, Ethernet port, USB, SPI
TOTAL Bemeneti pontok	21
Kimeneti pontok ÖSSZESEN	24. relé kimenet-16

Az Arduino PLC előnyei

• Olcsón megvásárolható.
• Arduino IDE szoftverrel programozható.
• Nagy kompatibilitás.
• Magas hely a beállításokhoz.
• Könnyen cserélhető a hagyományos PLC-hez képest.

Az Arduino PLC hátrányai

• Nagyon kevés választási lehetőség áll rendelkezésre.
• Nem alkalmas nagy léptékű alkalmazásokhoz.
• Érzékeny a hagyományos PLC-hez képest.
• További karbantartást igényelt.
• Kevésbé profi.