[gtranslate]

Stăpânirea panourilor PLC: un ghid pentru citirea diagramelor de cablare

Descoperiți cum Raspberry Pi transformă controlerele logice programabile și ce înseamnă aceasta pentru automatizarea industrială.

Cuprins

Ce este un PLC și cum funcționează?

Controlere logice programabile (PLC-uri) sunt calculatoare specializate utilizate în automatizarea industrială pentru controlul utilajelor și proceselor. Ei monitorizează intrările, iau decizii pe baza programului lor și controlează ieșirile pentru a automatiza sarcinile. PLC-urile sunt proiectate pentru aplicații industriale, capabile să reziste la condiții dure, cum ar fi temperaturi extreme, zgomot electric și vibrații mecanice.

În centrul unui PLC se află un procesor sau CPU dedicat care execută un program PLC, scris de obicei în logica ladder, un limbaj de programare grafică asemănător cu diagramele logice cu relee electrice. Acest lucru facilitează programarea și întreținerea PLC-urilor pentru inginerii familiarizați cu sistemele de control electric. PLC-urile sunt proiectate să funcționeze continuu, adesea ani de zile fără defecțiuni.

Componentele PLC includ:

  • Alimentare electrică: Oferă puterea necesară sistemului.
  • CPU (unitate centrală de procesare): Creierul PLC-ului, executând instrucțiuni de control.
  • Module de intrare și ieșire: Interfeţe pentru senzori (intrări) și actuatoare (ieșiri).

PLC-urile sunt parte integrantă a sistemelor de control industrial, gestionând sarcini complexe de control al proceselor cu fiabilitate și precizie.

Vă prezentăm Raspberry Pi: O revoluție a computerului cu o singură placă

Raspberry Pi este un computer cu o singură placă, cu costuri reduse, de dimensiunea unui card de credit, dezvoltat pentru a promova educația informatică. Alimentat de un sistem de operare Linux, oferă flexibilitate și ușurință în utilizare. Cu microprocesorul său puternic și mai mulți pini GPIO (General Purpose Input/Output), Raspberry Pi a devenit un favorit printre amatori și profesioniști deopotrivă.

Caracteristicile cheie ale Raspberry Pi 4 includ:

  • Procesor: CPU Quad-core de 1,5 GHz.
  • Memorie: Până la 8 GB RAM.
  • Conectivitate: Wi-Fi cu bandă duală, Bluetooth 5.0 și port Ethernet.
  • Interfețe: porturi USB, ieșiri HDMI și interfețe pentru cameră.

Capacitatea Raspberry Pi de a interfața cu senzori și dispozitive de acționare îl face potrivit pentru o varietate de proiecte, de la automatizarea simplă a locuinței până la aplicații de control mai complexe.

Poate Raspberry Pi să înlocuiască un PLC în sistemele de control industrial?

Această întrebare a stârnit dezbateri considerabile în comunitatea de automatizare. Pentru a evalua dacă Raspberry Pi poate înlocui un PLC în sistemele de control industrial, trebuie să luăm în considerare mai mulți factori.

PLC-urile sunt proiectate special pentru aplicații industriale, oferind robustețe, fiabilitate și performanță în timp real. Acestea se ocupă de condiții de mediu extreme și sunt construite pentru aplicații critice în care defecțiunea nu este o opțiune.

Raspberry Pi, deși puternic, este un dispozitiv de calitate pentru consumatori, care nu a fost inițial destinat utilizării industriale. Îi lipsește hardware-ul și software-ul robust concepute pentru a rezista în medii industriale dure. Dependența Raspberry Pi de un sistem de operare poate introduce latență și imprevizibilitate, care sunt inacceptabile în multe scenarii de automatizare industrială.

Mai mult, PLC-urile procesează intrările și ieșirile de 60 de ori pe secundă sau mai rapid, asigurând răspunsuri în timp util la condițiile în schimbare. Raspberry Pi poate avea dificultăți să îndeplinească aceste cerințe în timp real datorită naturii sale de uz general.

PLC vs Raspberry Pi: o analiză comparativă

Când comparăm PLC cu Raspberry Pi, apar câteva diferențe cheie:

CaracteristicăPLCRaspberry Pi
Scopul de proiectareAutomatizare industrialăProiecte educaționale și hobbyiste
FiabilitateÎnalt, conceput pentru condiții dureModerat, nu de calitate industrială
Limbajul de programareLogica pe scară, ușoară pentru ingineriPython, necesită abilități de codare
Performanță în timp realFuncționare în timp realNu este garantat
CostCost inițial mai mareCost inițial mai mic
Intrări/IeșiriModule I/O industriale încorporateNecesită module suplimentare
ÎntreţinereSprijinit de producătorii PLCSprijin comunitar

Cercetările indică faptul că, în timp ce PLC-urile de calitate industrială disponibile comercial au un cost inițial mai mare decât sistemele construite din electronice de larg consum, cum ar fi Raspberry Pi, investițiile suplimentare necesare pentru a face electronicele de consum adecvate pentru aplicații industriale, cum ar fi adăugarea de hardware și software semnificativ specific misiunii. — poate reduce sau elimina avantajul de cost inițial.

Aceasta înseamnă că, în timp ce Raspberry Pi ar putea fi mai ieftin inițial, cheltuielile pentru a-l pregăti industrial pot reduce decalajul de costuri.

Utilizarea unui Raspberry Pi pentru controlul logic programabil

Utilizarea Raspberry Pi ca controler logic programabil implică programarea acestuia pentru a efectua sarcini de control gestionate de obicei de un PLC. Proiecte precum Proiectul OpenPLC oferă platforme open-source în acest scop.

Pentru a utiliza Raspberry Pi ca PLC, trebuie să:

  1. Instalați sistemul de operare: Utilizați o distribuție Linux precum Raspbian.
  2. Configurați mediul de programare: Instalați bibliotecile și instrumentele necesare, cum ar fi mediile de programare Python sau ladder logic.
  3. Adăugați interfețe de intrare și ieșire: Folosiți module precum plăcile de relee pentru a conecta senzori și actuatoare.
  4. Dezvoltați programul de control: Scrieți cod pentru a gestiona intrările, procesa datele și ieșirile de control.
  5. Asigurați compatibilitatea industrială: implementați măsuri de protecție împotriva zgomotului electric, temperaturilor extreme și solicitărilor mecanice.

Cu toate acestea, această abordare necesită hardware și software semnificativ specific misiunii pentru a asigura fiabilitatea. Utilizatorii trebuie să integreze în mod corespunzător hardware-ul și software-ul, care pot fi complexe și consumatoare de timp.

Cum să programați un Raspberry Pi pentru aplicații de control industrial

Programarea unui Raspberry Pi pentru aplicații de control industrial implică mai mulți pași:

  • Configurare hardware: Conectați Raspberry Pi la senzori (intriri) și actuatoare (ieșiri) folosind module adecvate.
  • Instalare software: Instalați un mediu de programare adecvat, cum ar fi Python cu biblioteci GPIO sau software de control specializat.
  • Dezvoltarea Programului: Scrieți logica de control, asigurându-vă că îndeplinește cerințele în timp real ale aplicației dvs.
  • Testare: Testați riguros sistemul în diferite condiții pentru a asigura fiabilitatea.
  • Desfăşurare: Instalați Raspberry Pi într-un mediu care îl protejează de pericolele industriale.

Semnalele analogice pot necesita hardware suplimentar, cum ar fi ADC-uri (Convertoare analog-digitale) pentru ca Raspberry Pi să le proceseze. În plus, luați în considerare utilizarea protocoalelor de comunicații industriale precum Ethernet pentru conectivitate la rețea.

Integrarea Arduino cu Raspberry Pi și PLC-uri

Plăcile Arduino sunt platforme de microcontrolere populare în rândul pasionaților pentru simplitatea și ușurința de utilizare. Integrarea Arduino cu Raspberry Pi și PLC-uri poate crea un sistem hibrid puternic.

  • Arduino și Raspberry Pi: Arduino se ocupă de sarcinile de control în timp real, în timp ce Raspberry Pi gestionează procesarea datelor și comunicarea în rețea.
  • Interfața cu PLC-uri: Utilizați protocoale de comunicație pentru a conecta sistemul hibrid la PLC-urile existente, îmbunătățind funcționalitatea fără a înlocui sistemele dovedite.

Această combinație valorifică punctele forte ale fiecărei platforme, dar poate să nu fie potrivită pentru aplicații critice fără testare și validare semnificativă.

Raspberry Pis este potrivit pentru aplicații critice?

În aplicațiile critice în care siguranța și fiabilitatea sunt primordiale, PLC-urile sunt adesea alegerea preferată. Raspberry Pis nu este proiectat pentru astfel de medii și poate lipsi certificările și robustețea necesare.

Opțiunile de tip „do-it-yourself” pot fi rentabile, dar necesită o atenție considerabilă pentru a integra corect hardware și software. Riscul de eșec în aplicațiile critice poate depăși costurile beneficiilor utilizării unui Raspberry Pi față de un PLC tradițional.

PLC și Raspberry Pi: Reducerea decalajului în automatizarea industrială

Combinarea unui PLC și Raspberry Pi poate oferi tot ce este mai bun din ambele lumi:

  • PLC: Gestionează controlul în timp real cu fiabilitate dovedită.
  • Raspberry Pi: Gestionează analiza datelor, interfețele utilizator și conectivitatea la rețea.

De exemplu, un PLC ar putea controla un încălzitor de apă, menținând o temperatură de ieșire specificată utilizând logica tradițională pe scară. Raspberry Pi ar putea colecta date de la PLC, să vizualizeze performanța și să trimită alerte dacă sunt detectate anomalii.

Această integrare permite funcții avansate fără a compromite fiabilitatea.

Viitorul controlului industrial: Raspberry Pi va prelua PLC-urile?

Gama de opțiuni de platformă de automatizare este cea mai mare care a fost vreodată, oferind noi posibilități de control industrial. Cu toate acestea, este puțin probabil ca Raspberry Pi să înlocuiască complet PLC-urile în viitorul apropiat.

Utilizatorii trebuie să cerceteze temeinic și să aleagă cu atenție pentru a obține cel mai bun rezultat. Factorii de luat în considerare includ:

  • Cerințe de aplicare: Fiabilitate, performanță în timp real, condiții de mediu.
  • Cost: Costul total de proprietate, inclusiv riscurile de întreținere și de întrerupere.
  • Suport și întreținere: Disponibilitatea pieselor de schimb, suport tehnic și documentație.

PLC-urile vor continua să fie coloana vertebrală a automatizării industriale, dar Raspberry Pi și dispozitivele similare pot juca roluri de sprijin.

Întrebări frecvente

Poate fi folosit un Raspberry Pi ca PLC?

Da, un Raspberry Pi poate fi programat pentru a îndeplini unele funcții ale unui PLC folosind interfețe software și hardware adecvate. Proiecte precum Proiectul OpenPLC permit această funcționalitate. Cu toate acestea, este posibil să nu ofere același nivel de fiabilitate necesar pentru aplicațiile industriale.

Ce limbaje de programare sunt folosite pentru Raspberry Pi și PLC-uri?

Raspberry Pi folosește în mod obișnuit limbaje de programare precum Python, în timp ce PLC-urile folosesc programarea cu logica în scară sau alte limbaje specializate concepute pentru controlul industrial.

Este rentabil să înlocuiți un PLC cu un Raspberry Pi?

În timp ce un Raspberry Pi este mai puțin costisitor în avans, înlocuirea unui PLC poate necesita hardware și software semnificativ specific misiunii, compensând economiile de costuri. Considerațiile privind fiabilitatea și întreținerea pot face PLC-urile mai rentabile pe termen lung.

Arduino poate fi integrat cu Raspberry Pi pentru control industrial?

Da, integrarea Arduino cu Raspberry Pi poate îmbunătăți capacitățile de control. Cu toate acestea, pentru aplicațiile de control industrial, este posibil ca această configurație să nu îndeplinească standardele necesare pentru fiabilitate și siguranță.

Care sunt limitările utilizării unui Raspberry Pi în medii industriale?

Raspberry Pi nu este proiectat pentru medii industriale. Este posibil să nu aibă caracteristici precum componente de calitate industrială, izolație electrică încorporată și rezistență la temperaturi extreme sau zgomot electric.

Alimentați-vă proiectele cu PLC Omron, Mitsubishi, Schneider nou-nouț, original – în stoc, gata acum!

Concluzie

În timp ce Raspberry Pi oferă posibilități interesante în automatizare, nu este un înlocuitor direct pentru un PLC în setările industriale. Pentru pasionați și în scopuri educaționale, oferă o platformă valoroasă pentru învățare și experimentare.

Implementarea unui controler Raspberry Pi într-un sistem de producție necesită o analiză atentă a fiabilității și siguranței. Produsele de calitate industrială disponibile comercial costă mai mult decât sistemele construite din electronice de larg consum, dar oferă robustețea necesară pentru mediile industriale.

Căutați PLC-uri noi, originale pentru proiectele dvs.? La Kwoco, stocăm cele mai noi PLC-uri de la mărci de top precum Omron, Mitsubishi, și Schneider. Cumpărați cu încredere - livrare rapidă, calitate garantată! Cumpărați acum

Contactaţi-ne

Doar completați numele dvs., adresa de e-mail și o scurtă descriere a solicitării dvs. în acest formular. Vă vom contacta în termen de 24 de ore.

De asemenea, puteți găsi aceste subiecte interesante

Cereți o cotație rapidă

*respectăm confidențialitatea dvs. și toate informațiile sunt protejate.