Wat is een PLC? Hoe werkt het?

PLC’s zijn niet meer weg te denken uit moderne industriële automatisering. Maar wat is een PLC en hoe werkt deze? In dit artikel leggen we de basisprincipes van deze technologie uit.

Wat is een PLC?

Een programmeerbare logische controller (PLC) is een computing apparaat dat wordt gebruikt in automatiserings- en productieomgevingen. Hij bestuurt verschillende elektromechanische processen op basis van invoer en specifieke regels.

Een korte geschiedenis van de PLC

Ingenieur Richard E. Dick Morley wordt vaak de vader van de PLC genoemd. In 1968 ontwikkelde hij de eerste op halfgeleiders gebaseerde oplossing, genaamd “Modicon” (MOdulaire DIgitale CONtroller). Hij is ontworpen om bedrade relaissystemen te vervangen. Door de wirwar van draden waren deze moeilijk te updaten.

PLC’s verminderden de tijd, kosten en moeite die nodig waren om een ​​proces bij te werken. Dit vergemakkelijkte de industriële automatisering en communicatie tussen apparaten.

Digitaal in plaats van kabelchaos

In tegenstelling tot elektromechanische besturingen is de PLC-programmering digitaal. Daarom kan een PLC complexere besturingstaken aan. Als er een wijziging nodig is, kan het programma eenvoudig worden herschreven.

Daarnaast kan het programma worden gekopieerd, zo vaak worden gebruikt als nodig is en worden aangevuld met commentaar en documentatie. Dit maakt het gemakkelijker om programma’s op een later tijdstip aan te passen.

Waaruit bestaat een PLC?

Een PLC bestaat uit het volgende:

• CPU
• Ingangen (bijv. van de sensoren)
• Programma
• Uitgangen

Een PLC kan op verschillende manieren gerealiseerd worden. Het kan een stand-alone apparaat zijn of worden gebruikt als insteekkaart voor de computer. Met behulp van een plug-in PLC wordt de pc een industriële controller. 

Hoe werkt een PLC?

Basis PLC-bediening doorloopt deze stappen:

1. De status van invoerapparaten die op de PLC zijn aangesloten, wordt gedetecteerd.
   • 1. Er zijn twee soorten gegevensinvoer: discreet en analoog.
     • Discreet
       • Discrete invoer verwijst naar gegevens wanneer deze zich in een van twee toestanden bevinden, zoals aan of uit, 1 of 0, open of gesloten.
         • Voorbeelden zijn een drukknopschakelaar (aan/uit) of een klepstand (open/dicht).
     • Analoog
       • Analoge invoer verwijst naar signalen met een reeks waarden, niet simpelweg aan/uit of open/gesloten.
         • Voorbeelden zijn onder meer temperatuursensoren, druksensoren, CO2-sensoren en weegschalen.
2. Op basis van input worden de programma-instructies uitgevoerd.
3. Alle uitvoerapparaten die op de PLC zijn aangesloten, worden bediend.
   • Bijvoorbeeld: alarmen, indicatielampjes, kleppen en/of visuele weergave-uitgangen.

Een schema van een PLC

Waar wordt een PLC gebruikt?

In het dagelijkse leven

Veel handelingen in ons dagelijks leven zijn gebaseerd op een PLC, en misschien zijn we ons daar niet eens van bewust.

Bijvoorbeeld, een PLC kan worden gebruikt om straatverlichting aan te sturen om energie te besparen en kosten te besparen en tegelijkertijd de veiligheid te waarborgen. Straatverlichting vormt vaak een van de grootste energiekosten voor een stad en is soms verantwoordelijk voor meer dan 35-45% van het nutsbudget.

Een slim lichtregelsysteem aangestuurd door PLC’s kan de kosten voor straatverlichting tot wel 70% verlagen. Deze straatverlichting houdt rekening met het tijdstip van de dag, gegevens van lichtsensoren en de aanwezigheid van voetgangers of auto’s om te bepalen of ze aan of uit gaan.

Andere voorbeelden zijn onder meer:

• Verkeerslichtcircuits
• Digitale handtekening
• Elektrische ruitenwissers en de injectiepomp in auto’s
• Automatisch bedienbare rolluiken
• Regelsystemen voor verwarming
• Automatische poortsystemen
• Liften en roltrappen

Bij industriële productie

Vandaag kan de industrie niet meer zonder de elektronische, op logica gebaseerde besturing die PLC’s mogelijk hebben gemaakt. Ze bewaken en controleren geautomatiseerde productieprocessen om tijd, kosten en arbeid te besparen. Dit kunnen robotapparaten, assemblagelijnen en andere machinefuncties zijn. Bijvoorbeeld in de voedingsindustrie kan een PLC worden gebruikt om verbrande chips te detecteren en van de lopende band te verwijderen.

1. Lichtsensor herkent donkere spanen op de transportband (invoer).
2. De logica in het programma gebruikt inputs om te bepalen welke ventilator op het juiste moment moet worden geactiveerd.
3. De PLC activeert blazers om verbrande spaanders van de transportband te verwijderen.

PLC als onderdeel van een SCADA-systeem

PLC’s maken meestal deel uit van SCADA-oplossingen. Deze gedecentraliseerde systemen bewaken, visualiseren en besturen de gehele installatie in een industriële omgeving. De meeste besturingsoperaties worden afgehandeld door een PLC of remote terminal unit (RTU).

Het verzamelen van data begint bij de PLC die communiceert met de machines. De gegevens worden vervolgens voor de operators zichtbaar gemaakt middels Human Machine Interfaces (HMI’s). Hierdoor kunnen de operators communiceren met de SCADA-systeemsoftware – zoals Ignition.

Meer informatie over SCADA

Klaar om diep in SCADA te duiken? Download je gratis exemplaar van de Ultieme gids voor SCADA.

Verschillen tussen een PLC en een industriële computer

Industriële computers vormen het hart van Industry 4.0. Net als PLC’s ontvangen ze input en produceren ze output en worden ze gebruikt om automatisering te besturen. Wat is dan het verschil tussen automatiseringsbesturing door een PLC en automatiseringsbesturing door een industriële computer?

Interfaces en verbindingen

Hoewel een PLC veel I/O-opties biedt, zijn deze over het algemeen beperkter. Een industriële pc kan worden aangesloten op een breder scala aan externe apparaten, zoals beeldschermen, stuurprogramma’s, printers, netwerkinterfacekaarten en randapparatuur van verschillende fabrikanten. Verschillende I/O- en kaartsleuven maken een industriële pc naar behoefte aanpasbaar en uitbreidbaar. Een industriële pc kan bijvoorbeeld draadloze of mobiele kaarten ondersteunen, en ondersteunt HMI panels en/of een vision systeem. Een industriële pc heeft echter de juiste softwarestack nodig om een ​​PLC te vervangen.

Prestaties en opslag

Industriële pc’s hebben hogere processorprestaties en opslagmogelijkheden in vergelijking met PLC’s. Dit kan voordelig zijn voor gegevensanalysemogelijkheden, opslag (loggen) van gegevens, integratie van kunstmatige intelligentie, machine learning en algemene programmeerflexibiliteit voor gecompliceerde scenario’s. Daarnaast kan een industriële pc voordelig zijn in situaties met beperkte ruimte. Werklasten kunnen worden geconsolideerd en de hardwarevoetafdruk kan worden verkleind.

Beveiliging

PLC’s hebben een zeer eenvoudig besturingssysteem, dat alleen voor de betreffende besturingstaak is ontwikkeld. Vanwege de rudimentaire softwareprogrammering heeft een harde PLC niet de beveiligingsproblemen die doorgaans worden geassocieerd met standaard consumenten besturingssystemen.

Een industriële pc daarentegen heeft een besturingssysteem nodig waarmee verschillende toepassingen kunnen worden uitgevoerd. Je vraagt je misschien af ​​of de industriële pc kwetsbaarder is voor cyberaanvallen?

De realiteit is dat industriële pc’s tegenwoordig zijn gebouwd met behoorlijke beveiligingsgerelateerde functies. Aangezien pc’s alomtegenwoordig zijn, worden beveiligingskwetsbaarheden en misbruik bovendien meestal snel ontdekt en voorkomen. Aan de andere kant worden PLC’s minder vaak bijgewerkt, en vanwege verouderde technologie kan dit over het algemeen een minder veilige implementatie opleveren.

Duurzaamheid

Aangezien we PLC’s vergelijken met industriële computers in plaats van met conventionele pc’s, zijn er geen noemenswaardige verschillen in weerstand tegen omgevingsomstandigheden. PLC’s zijn immers, net als industriële pc’s, ontworpen om te werken in de bijzonder zware omgevingen van industriële faciliteiten.

Een PLC vervangen door een industriële computer

Voor kleine projecten kan een PLC goedkoper zijn en goed passen. Maar voor projecten die in de toekomst mogelijk worden uitgebreid, kan een industriële pc geschikter zijn en een sterker rendement op investering (ROI) opleveren. Uiteindelijk bepaalt de specifieke toepassing de keuze tussen een PLC of een IPC.

Weet je niet zeker wat je project nodig heeft? Ons team van experts staat klaar om je te helpen.

Opmerking van de redactie: Inductive Automation heeft hun Ignition onboard-programma beëindigd. Ignition-licenties moeten nu rechtstreeks via Inductive Automation worden aangeschaft. Hoewel de IGN-versies van onze oplossingen niet langer beschikbaar zijn, blijven onze computers uitstekend geschikt voor gebruik met Ignition-software. Ontdek hier onze aanbevolen hardware.