Programmable Logic Controller
Een Programmable Logic Controller (PLC, Programmeerbare Logische Eenheid) is een elektronisch apparaat met een microprocessor dat op basis van de informatie op zijn diverse ingangen, zijn uitgangen aanstuurt. In de industrie worden machines over het algemeen aangestuurd met PLC's en is daarmee een belangrijk onderdeel in de automatisering. Hoe de PLC zijn gegevens precies inleest, hangt af van de geïnstalleerde interfacekaarten, en van de veldbusnetwerken waarlangs verschillende apparaten met elkaar gegevens uitwisselen.
Van oorsprong bevatte een PLC geen volledige microprocessor, maar in de jaren '90 van de 20ste eeuw is het verschil tussen een computer en een PLC vervaagd.
De eerste PLC's bestonden uit AND, OR en Timer IC's die met bedrading verbonden waren. Door aanpassing van de bedrading werd de functionaliteit en dus het programma aangepast.
Met de komst van de microprocessor werd deze functionaliteit in geheugen gestopt en de eerste echte PLC's waren een feit. Met de komst hiervan kreeg men veel meer flexibiliteit en mogelijkheden.
De PLC en de interface-software voor het debuggen en het schrijven van de software hebben een grote ontwikkeling doorgemaakt.
Nu vindt het programmeren meestal in een Windows-omgeving plaats.
Tegenwoordig is er ook sprake van een Slot PLC en een Soft PLC.
Soorten PLC's
- De Traditionele PLC is een PLC bestaande uit een CPU met zijn eigen behuizing en intern werkgeheugen. Meestal worden insteekkaarten gebruikt als opslaggeheugen. Te denken valt aan een MMC kaart van een digitale camera.
- Een Slot PLC is een Traditionele PLC, maar dan op bijvoorbeeld een PCI-kaart die in een PC gestoken wordt.
- De Soft PLC is een PLC die draait als software op een PC. Met een interfacekaart en driversoftware comuniceert deze met de buitenwereld.
Interfacekaarten of modulen
- Digitale kaarten/modulen
Hier wordt een toestand aan of af (één bit 0 of 1) ingelezen of uitgestuurd.
- Analoge kaarten/modulen
We lezen een analoog signaal (variatie van 0 tot 10V, 4 tot 20 mA of 0 tot 20 mA); hier gaan we discretiseren om de PLC toch een verstaanbaar signaal te geven. Afhankelijk van het programma gebruiken we dit signaal in de besturing of herschalen we het in de PLC naar bijvoorbeeld een temperatuur (0 tot 100 graden). De PLC kan ook analoge signalen als uitvoer leveren, bijvoorbeeld een elektrische spanning of stroom om een motor aan te drijven, of om een elektrische temperatuursweerstand te verhitten.
- Tellerkaarten/modulen
Deze worden gebruikt voor de positiebepaling van machines, via het tellen van pulsen afkomstig van een pulsgever (of "encoder"). Dat pulssignaal is meestal een combinatie van twee signalen met een onderlinge faseverschuiving, zodat ook de richting van de beweging kan gedetecteerd worden. De PLC rekent deze pulsen om naar een positie; bijvoorbeeld: 10 pulsen zijn gelijk aan 1 mm verplaatsing, of aan 1 graad hoekverdraaiïng.
Veldbussen
Een profibus (DP, FMS, PA,...)-netwerk kan aangesloten worden aan de PLC. Dit is een digitaal netwerk dat verschillende toestellen van verschillende fabrikanten kan bevatten. Afhankelijk van de functie van de PLC kan hij master zijn of slave.
- Asi (AS-Interface)
Een interface volgens hetzelfde principe als profibus; enkel een ander netwerk met andere kabels en een ander protocol. Dit wordt veel gebruikt voor kleine toestellen zoals sensors en relais.
Er zijn tegenwoordig erg veel verschillende vormen van ethernet voor industriele toepassingen. (meer dan 10, waarschijnlijk zelfs meer dan 20)
Een PLC doorloopt intern voortdurend een vaste, voorgeprogrammeerde cyclus. Na een programmacyclus te hebben afgerond wordt de status van de outputs aangepast en vervolgens wordt de status van de ingangen ingelezen. Door deze manier van werken kan een PLC schijnbaar vele dingen tegelijk doen.
Veel voorkomende programmeertalen voor PLCs zijn: ladderdiagram, Function Blok Diagram (FBD), Sequential Function Chart (SFC), Instruction List (IL) en Structured Text Language (STL). Je kan ook een programmeertaal eigen aan de PLC gebruiken, die op een C programmeertaal lijkt, maar die is voor de meer complexe functies.
Programmeren van PLC's
Om een PLC te programmeren, heb je een verbinding tussen de PLC en het apparaat waarmee geprogrammeerd wordt, nodig. De licentiezaken voor de software worden vaak afgedwongen door hardware (sleutels/kabels). De software kan geschreven zijn voor oude besturingssystemen als MS-Dos en Windows 3.1. Monteurs blijven vaak afhankelijk van "oude" software en hardware, omdat nog lang niet elke PLC is uitgerust met USB en moderne computers vaak moeite hebben met andere verbindingen.
Bekende PLC merken zijn o.a.: Siemens, Yokogawa, OMRON, Rockwell, Allen-Bradley, Hitachi, ABB, GE-Fanuc, Mitsubishi, Inter Control en Phoenix Contact.
