Pārskats par plc un dažādiem arduino balstītiem plc dēļiem

Arduino pirmo reizi tika ieviests 2005. gadā, lai nodrošinātu iesācējiem un profesionāļiem lētu un ērtu veidu, kā radīt sensorus un izpildmehānismus ierīcēm, kas mijiedarbojas ar apkārtējo vidi.

Pirms Arduino ieviešanas iegultais dizains tika uzskatīts par sarežģītu priekšmetu, un hobijiem (vai inženieriem) bija jāatrod profesionālis, lai iegūtu savai problēmai piemērotu modeli. Piemēram, ja vēlaties vienkāršu 3D printeri, jums jāsaņem profesionāla palīdzība, jo ir tūkstošiem kontrolieru ar savietojamu IDE. Un hobijs nevar uzzināt par visiem mikrokontrolleriem un to programmēšanas veidiem. Šī situācija beidzās, kad tika ieviests vispārpieņemtais ARDUINO. Ar to hobiji vai inženieri var izstrādāt un izstrādāt savus projektus bez īpašas profesionālas palīdzības.

Iemesls tam, ka tā kļūst tik vispārpieņemta, jo tā ir atvērtā koda elektronikas platforma, kuras pamatā ir viegli lietojama aparatūra un programmatūra. Arduino dēļi spēj nolasīt ievades, piemēram, sensora gaismu, pirkstu uz pogas, un pārvērst to par programmējamu izeju, piemēram, motora aktivizēšanu, LED ieslēgšanu un kaut ko publicēšanu tiešsaistē.

Gadu gaitā Arduino ir kļuvis populārāks, un līdz ar to tiek izstrādāti daudzi uzlaboti dēļi ar līdzīgiem mērķiem, piemēram, Raspberry PI, Panda utt. Arduino tiek izmantots kā smadzenes tūkstošiem projektu, sākot no ikdienas priekšmetiem līdz sarežģītiem zinātniskiem instrumentiem. Studenti, hobiji, mākslinieki, programmētāji un profesionāļi visā pasaulē ir pulcējušies ap šo atvērtā pirmkoda platformu un izstrādājuši daudzus projektus, tādējādi uzkrājot neticami daudz zināšanu, kas var ļoti palīdzēt gan iesācējiem, gan ekspertiem.

Ar uzkrātajām zināšanām un neseno IoT ieviešanu, satraukums par Arduino spēra vēl vienu soli uz priekšu, tādējādi kļūstot par nepieciešamu inženieru un vaļasprieku apmācības instrumentu. Tagad Arduino dēlis sāka mainīties, lai pielāgotos jaunām vajadzībām un izaicinājumiem, piemēram, IoT lietojumprogrammām, valkājamai, 3D drukāšanai, iegultām vidēm un visbeidzot PLC (Programmable Logic Controller). Šeit šajā rakstā mēs uzzināsim par Kas ir PLC un kā Arduino var izmantot kā PLC.

Ievads PLC (programmējams loģiskais kontrolieris)

Pirmkārt, ļaujiet mums saprast terminu Rūpniecības automatizācija, pirms dodaties uz PLC. Kā mēs visi zinām, mašīnu izmantošana darbam nozarēs ir rentablāka nekā cilvēku izmantošana, jo mašīnām nav vajadzīga nauda, ​​brīvdienas vai pārtraukumi, tāpēc, ja mašīnas tiek izmantotas cilvēku vietā, tad nozares var ražot savus produktus 24 * 7 bez problēmām. Tagad šo iestatījumu aizstāt cilvēkus ar mašīnām vai robotizētiem ieročiem sauc par rūpniecisko automatizāciju.

PLC ir kontrolieris, kas īpaši paredzēts rūpnieciskās automatizācijas mašīnu darbināšanai. Tie ir izstrādāti tā, lai būtu uzticami skarbās rūpniecības vidēs (piemēram, ekstremālās temperatūrās, mitros, mitros, putekļainos apstākļos). PLC pielietojumus var redzēt ražošanas rūpnīcas montāžas līnijā, rūdas apstrādes rūpnīcā, robotizētā metināšanā, CNC grebšanā utt. Tā kā šī iekārta ir paredzēta augstai efektivitātei un izturīgajai videi, tās ir dārgas gan uzstādīšanai, gan remontam.

PLC (Programmable Logic Controller) ir daudzas funkcijas, kas līdzīgas mūsu personālajam datoram mājās. Viņiem abiem ir barošanas bloks, centrālais procesors (CPU), ieejas un izejas (I / O) porti, RAM un ROM atmiņa un vadības programmatūra. Lielākā atšķirība starp abiem ir tā, ka PLC var veikt diskrētas un nepārtrauktas funkcijas skarbā vidē, ko dators nevar. Varat arī izlasīt atšķirību starp PLC un mikrokontrolleru, lai iegūtu pārskatu par tā salīdzinājumu ar mikrokontrolleriem.

Saskaņā ar klienta prasībām tirgū ir daudz dažādu veidu PLC. Lai gan pastāv daudz veidu PLC, tie ievēro noteiktus standartus, lai lietotājs varētu viegli izvēlēties.

PLC pamatfunkcija

Lai saprastu, kā darbojas PLC, pieņemsim vienkāršu piemēru, kā parādīts zemāk.

Teiksim, ka šajā uzstādījumā mums ir jāieslēdz spuldze pirmās piecdesmit sekundes un izslēdziet spuldzi nākamās divdesmit sekundes, pēc tam mums ir jāizmanto ķēdes slēdzis, lai nepārtraukti aizvērtu un atvērtu cilpu. Cilvēkam tas ir vienkāršs, bet ļoti nogurdinošs uzdevums, un nav izdevīgi katru reizi iegādāties taimera relejus šāda veida jautājumiem. Visos šajos gadījumos problēmas risināšanai mēs varam izmantot vienu PLC.

Šeit jūs varat redzēt, ka PLC ir pievienots iestatīšanas lokā, turot slēdzi slēgtu. Mēs varam izmantot programmēšanu, lai iestatītu PLC taimeri ķēdē. Kad tas ir izdarīts, PLC var nepārtraukti aizvērt un atvērt cilpu, kas aizstāj nepieciešamību pēc cilvēka iejaukšanās. Kad PLC sāks izpildīt programmu, tā neapstāsies, kamēr netiks pārtraukts.

Šī ir tikai vienkārša iestatīšana, un PLC spēj kontrolēt daudz lielākus un sarežģītākus procesus, piemēram, PWM vadību, Sensing utt. PLC parasti tiek veidots klientam tā, lai viņš / viņa varētu pielāgot PLC darbojas atkarībā no pielietojuma un vajadzības.

PLC blokshēma

Tagad apskatīsim svarīgos moduļus, kas atrodas PLC.

Barošanas avota modulis: Šis modulis dažreiz tiek ievietots kā atsevišķs iestatījums, piemēram, adapteris, un citos gadījumos tas tiks veidots tieši uz galvenā PCB. Moduļa funkcija ir nodrošināt nepieciešamo jaudu visam PLC (Programmable Logic Controller) iestatījumam. Modulis ir pārveidotājs, kas pieejamo maiņstrāvu pārvērš līdzstrāvā, kas nepieciešama CPU un citiem moduļiem. Parasti PLC darbojas uz 12V un 24V barošanas sliedēm.

Centrālā procesora bloks: Šis modulis ir visvairāk aizsargāts, jo tas ir visa PLC darbības pamatelements. Centrālā procesora modulis sastāv no mikroprocesora vai mikrokontrollera, programmas atmiņas, zibatmiņas un RAMS atmiņas. Zibatmiņā vai ROM atmiņā tiek glabāta operētājsistēma, draiveris un lietojumprogramma. RAM izmanto mikroprocesors, lai piekļūtu datiem un informācijai.

Centrālā procesora funkcija ir izpildīt atmiņā saglabāto programmu un rīkoties atbilstoši uzrakstītajām instrukcijām. Tātad būtībā CPU nolasa ievades datus no sensoriem līdz procesam un visbeidzot nosūta atbilstošu atbildi, pamatojoties uz programmu.

Ievades un izvades modulis: Ieejas moduli izmanto, lai izveidotu saikni starp dažādiem sensoriem un tastatūrām ar procesoru, un izejas moduli procesors izmanto, lai sniegtu atbildi uz ārpasauli.

Programmēšanas ierīces modulis: Šis modulis tiek izmantots, lai izveidotu sakarus starp datoru un PLC. Pamatfunkcija ir PLC mikroprocesora pārprogrammēšana.

PLC veidi (programmējams loģiskais kontrolieris)

PLC ir sadalīts divos veidos, proti, fiksēts (vai kompakts PLC) un modulārs PLC.

1. Kompakts vai fiksēts PLC: tas parasti ir zemas klases PLC, kas ir populārs daudzās nozarēs. Compact PLC ir noteikts skaits I / O moduļu un ārējo I / O karšu, un tos vēlāk nevar pagarināt, lai veiktu sarežģītāku iestatīšanu. Fiksēto PLC varat redzēt zemāk redzamajā attēlā.

2. Moduļu PLC: Moduļu PLC ļauj veikt vairākus paplašinājumus, paralēli sakraujot “Moduļus”. Modulārā PLC ieejas / izejas portus var palielināt sarežģītākām darbībām nozarē. Moduļu PLC ir arī vieglāk izmantot, jo katrs komponents ir neatkarīgs viens no otra. Šis PLC veids ir populārs daudzās nozarēs

Arduino vs PLC (programmējams loģiskais kontrolieris)

Kā mēs jau minējām iepriekš, svarīgi PLC moduļi ir līdzīgi personālajam datoram un vēl vairāk līdzīgi viena paneļa datoriem, piemēram, Arduino. Tātad iekšēji noteiktā līmenī gan PLC, gan Arduino darbība ir vienāda, un mēs varam izmantot šo Arduino, lai izstrādātu PLC (programmējams loģiskais kontrolieris). Par Arduino PLC jau atrodas tirgū, un tie ir pieejami lētāki, salīdzinot ar parasto PLC. Tātad Arduino-PLC mūsdienās kļūst populārs, un tā lietojumprogrammas nākotnē pieaugs vairāk. Šīs ir noteiktas atšķirības starp Arduino PLC un parasto PLC, un dažas no tām ir minētas tālāk.

Arduino PLC	PLC (programmējams loģiskais kontrolieris)
Nepieciešamie ārējie komponenti darbam kā PLC	Nav nepieciešami papildu ārējie komponenti
Vispārpieņemts	Veicināta galvenokārt rūpniecībā
Lēts	Augstas izmaksas
Jāiemācās pamata programmēšana, lai pārrakstītu Arduino programmu	Nepieciešama tikai pamata darbības tehnika PLC pārprogrammēšanai
Pārprogrammēšana ir samērā sarežģīta	Pārprogrammēšana ir samērā vienkārša
Apmierinošs sniegums	Augsta veiktspēja
Nevar strādāt skarbos apstākļos	Var strādāt skarbos apstākļos
Kompakts un mazs	Lielgabarīta un smags
Krāvumu nevar izmantot, lai turpinātu Arduino PLC PLC darbību	Kraušanu var izmantot, lai veicinātu PLC darbību normālā PLC
Vairāk saziņas iespēju	Mazāk saziņas iespēju
Viegli nomainīt un salabot	Grūti nomainīt un salabot
Mazākas izvēles iespējas	Daudzas izvēles iespējas

Tagad īsi apspriedīsimies par populārajiem Arduino balstītajiem PLC, kas šobrīd atrodas tirgū.

1. Rūpnieciskie vairogi Arduino PLC

Industrial Shields ir populārs uzņēmums, kas nodrošina Arduino bāzes PLC vairogus daudzām rūpnieciskām vajadzībām. Turpmāk īsumā tiek apskatīti populāri izmantotie vairogi.

Rūpnieciskie vairogi ARDBOX:

ARDBOX ir Arduino bāzes PLC, kas paredzēts maziem un vidējiem rūpnieciskiem lietojumiem. ARDBOX attēls ir parādīts zemāk.

ARDBOX ir veidots, pamatojoties uz ARDUINO LEONARO, tāpēc būtībā visas ARDBOX tehniskās specifikācijas ir LEONARO specifikācijas. ARDBOX galvenās funkcijas un tehniskās specifikācijas ir norādītas zemāk.

Ieejas spriegums	12V vai 24V
Nominālā jauda	30 vati
Maksimālā strāva	1.5A
Pulksteņa ātrums	16MHz
Izmērs	100x45x115 mm
Programmēšanas valoda	Arduino IDE.
Zibatmiņa	32 KB no kuriem 4 KB izmanto bootloader
SRAM	2,5 KB
EEPROM	1 KB
Komunikācijas	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
KOPĀ Ievades punkti	10
KOPĀ Izvades punkti	10
PWM izolēta izeja	līdz 24Vdc I max: 70 mA Galvaniskā izolācija Relejam aizsargāts diode Nominālais spriegums: 24Vdc

Rūpniecības vairogi M-Duino:

M-DUINO ir Arduino bāzes PLC, kas paredzēts maziem un vidējiem rūpnieciskiem lietojumiem. PLC attēls ir parādīts zemāk.

M-DUINO ir veidots, pamatojoties uz ARDUINO MEGA plati, tāpēc visas MEGA plātnes tehniskās specifikācijas ir M-DUINO specifikācijas. M-DUINO pamatīpašības un tehniskās specifikācijas ir norādītas zemāk.

Ieejas spriegums	12V vai 24V
Nominālā jauda	40 vati
Maksimālā izejas strāva	0.5A
Pulksteņa ātrums	16MHz
Izmērs	101x119x70mm
Programmēšanas valoda	Arduino IDE.
Zibatmiņa	32 KB no kuriem 0,5 KB izmanto sāknēšanas iekrāvējs
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Komunikācijas	I2C1 - Ethernet ports - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx (Arduino tapas)
KOPĀ Ievades punkti	13,26,36
KOPĀ Izvades punkti	8,16,22
PWM izolēta izeja	24Vdc (3,6,8) I max: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLC

PLDuino ir atvērtā koda Arduino bāzes programmējamais loģiskais kontrolieris (PLC) no Digital Loggers, kas ir pieejams tirgū par aptuveni 150 ASV dolāriem. Šis PLC apvieno Arduino Mega (ATmega2560) ar ESP8266 Wi-Fi moduli un 2,4 collu TFT skārienekrānu, lai padarītu to piemērotu rūpnieciskām IoT lietojumprogrammām un citām rūpnīcas robotikas lietojumprogrammām.

PLDuino var viegli programmēt, izmantojot vienkāršu USB kabeli, tāpat kā populāro Arduino IDE, PLDuino var ieprogrammēt arī izmantojot Lua, GNU vai pat AVR Studio. PLDuino nodrošina arī demonstrācijas kodus un bibliotēkas, lai palīdzētu iesācējiem ātri sākt darbu. Progresīviem lietotājiem PLDuino ir ļāvis arī atvērt vāku un izpētīt PLC iekšpusē, lai pielāgotu aparatūru, kā tas nepieciešams viņu lietošanai, pilnas shēmas un komponentu specifikācijas ir pieejamas arī tiešsaistē. Pilna PLDuino specifikācija ir parādīta zemāk esošajā attēlā

3. Controllino Arduino PLC

Controllino nav nekas cits kā industrializēts Arduino. Tas apvieno Arduino ekosistēmas elastību un atvērtā pirmkoda raksturu ar rūpnieciskas kvalitātes PLC drošību un uzticamību.

Uzņēmums piedāvā trīs moduļus, kas izstrādāti, pamatojoties uz trim Arduino dēļiem.

Controllino MINI:

Tas ir izstrādāts uz Arduino Uno dēļa.

Ieejas spriegums	12V vai 24V
Darbības temperatūra	5 ° C līdz 55 ° C
Maksimālā releja strāva	6A
Pulksteņa ātrums	16MHz
Izmērs	36x90x60 mm
Programmēšanas valoda	Arduino IDE.
Zibatmiņa	32 KB no kuriem 0,5 KB izmanto sāknēšanas iekrāvējs
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Komunikācijas	I2C1– USB - SPI
KOPĀ Ievades punkti	8
KOPĀ Izvades punkti	8

Controllino MAXI:

Tas ir paredzēts ATMEGA2560 Atmel mikrokontrollerim vai Arduino Mega dēlim.

Ieejas spriegums	12V vai 24V
Darbības temperatūra	0 ° C līdz 55 ° C
Maksimālā izejas releja strāva	6A
Pulksteņa ātrums	16MHz
Izmērs	72x90x62mm
Programmēšanas valoda	Arduino IDE
Zibatmiņa	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Komunikācijas	I2C1, Ethernet ports, USB, SPI
KOPĀ Ievades punkti	12
KOPĀ Izvades punkti	12, releja izeja-10

Controllino Mega:

Mega PLC ir paredzēts ATMEGA2560 Atmel mikrokontrollerim vai Arduino Mega dēlim.

Ieejas spriegums	12V vai 24V
Darbības temperatūra	0 ° C līdz 55 ° C
Maksimālā izejas releja strāva	6A
Pulksteņa ātrums	16MHz
Izmērs	107x90x62mm
Programmēšanas valoda	Arduino IDE
Zibatmiņa	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Komunikācijas	I2C1, Ethernet ports, USB, SPI
KOPĀ Ievades punkti	21
KOPĀ Izvades punkti	24, releja izeja-16

Arduino PLC priekšrocības

• Var iegādāties par zemām izmaksām.
• Var ieprogrammēt, izmantojot programmatūru Arduino IDE.
• Augsta saderība.
• Augsta telpa pielāgošanai.
• Viegli nomaināms salīdzinājumā ar parasto PLC.

Arduino PLC trūkumi

• Atlasei ir pieejamas ļoti maz izvēles.
• Nav piemērots liela mēroga lietojumiem.
• Jutīgs salīdzinājumā ar parasto PLC.
• Nepieciešama lielāka apkope.
• Mazāk profesionāls.