Dobór sterownika PLC – najważniejsze kryteria

290

Mnogość sterowników PLC dostępnych na rynku może przyprawić o ból głowy nawet doświadczonych projektantów. Producenci, rodziny, serie, języki programowania, dostępne interfacy i możliwości rozbudowy to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Prezentowany artykuł prezentuje podstawowe zasady, którymi warto się kierować.

Trudno wyobrazić sobie nową maszynę, która działa bez układu sterowania. Owym „sercem i mózgiem” maszyny najczęściej jest sterownik PLC. Zły dobór sterownika może być dla nas bardzo praco- i kosztochłonną pomyłką. Warto zatem odpowiedzieć sobie na kilka podstawowych pytań.

Środowisko programistyczne

Sterownik PLC bez załadowanego programu jest właściwie bezużyteczny. O ile języki programowania są właściwie zunifikowane i nie różnią się znacząco pomiędzy poszczególnymi rozwiązaniami (a właściwie – różnice nie są zwykle barierą dla programisty), o tyle wybór dostawcy oprogramowania może być kluczowy.

Należy zwrócić uwagę, że część producentów (szczególnie ci najmniejsi) dostarczają oprogramowanie za darmo, jednak gama sprzętu do wyboru jest zwykle wówczas bardzo ograniczona. Rozwiązania popularniejsze pozwalają zwykle łatwiej uzyskać pomoc, jednak obostrzenia licencyjne oznaczają często znaczny wydatek.

Jeśli odrzucimy warstwę kosztu – ważne kryterium stanowi znajomość środowiska programistycznego. Większość firm pracuje w jednym lub maksymalnie kilku standardach.

Dobra znajomość środowiska programistycznego pozwoli nam oczywiście sprawniej tworzyć nowe aplikacje, modernizować je lub dokonywać napraw.

Standaryzacja

Załóżmy, że znamy określone środowisko programowania (czyli sterowniki danego producenta) i chcemy z jego udziałem tworzyć nowe aplikacje. Jeśli jesteśmy producentem maszyn – warto znaleźć kilka standardowych sterowników, które będziemy wykorzystywali do naszych aplikacji. Zwykle rozpiętość kilku jednostek centralnych i kilkunastu kart rozszerzeń pokrywa absolutnie cały zakres naszych potrzeb. Co za tym idzie – w razie dowolnej awarii u klienta możemy utrzymywać bardzo ograniczony zapas części serwisowych na stanie.

Zastosowanie

Niezależnie czy produkujemy maszyny seryjnie czy tworzymy pojedynczy projekt musimy zastanowić się czym chcemy sterować. Znając odpowiedź na to pytanie możliwym jest wybór zarówno jednostki centralnej jak i niezbędnych rozszerzeń.

Komunikacja

Parametr, który jeszcze kilka lat temu stanowił znaczne wyzwanie – mnogość standardów komunikacyjnych oraz dostępnych sieci i protokołów automatyki powodował, że wybór jednego elementu determinował dobór wszystkich innych. Dzisiaj większość elementów automatyki można połączyć poprzez kilka podstawowych standardów. Nie mniej jednak  źle dobrane medium komunikacyjne może stanowić dla nas znaczące ograniczenie i usztywnienie na rozwój.

Zasilanie

Sama jednostka centralna sterownika, jak i karty rozszerzeń mogą być zasilane zarówno napięciem stałym jak i zmiennym o różnych częstotliwościach. Wybór sterownika musi to uwzględniać, aby ułatwić pracę przy projektowaniu samej części elektrycznej. W Europie standardem podstawowym jest oczywiście 230V AC lub 24V DC, jednak można spotkać rozwiązania inne. W tym punkcie należy również przeanalizować pobór mocy realizowany przez sterownik.

Komentarz eksperta

Krzysztof Suchanek, Kierownik Sekcji APCS w dziale Automatyki w AIUT, spółce będącej liderem na europejskim rynku automatyki przemysłowej i globalnym dostawcą zrobotyzowanych linii i stanowisk produkcyjnych.

W dzisiejszych czasach trudno wyobrazić sobie linię technologiczną, produkcyjną czy transportową nie wyposażoną w sterownik PLC. Mało tego, każdy element takiej linii, czyli poszczególne maszyny,najczęściej również posiadają swoje własne sterowniki programowalne.

Dobór odpowiedniego PLC oczywiście nie jest łatwym zadaniem dla projektanta. Należy uwzględnić zarówno kryteria doboru opisane w niniejszym artykule, ale również – a może przede wszystkim, preferencje przedsiębiorstwa, gdzie dana linia (maszyna) będzie instalowana. Polityka magazynowa firm oraz zachowanie standardów komunikacji pomiędzy maszynami niejednokrotnie bardzo limituje możliwości doboru sterowników.

Wszystkie aspekty związane z komunikacją mają ogromny wpływ na odpowiedni wybór.Kluczowe są wytyczne z iloma urządzeniami, maszynami, rozproszonymi wejściami/wyjściami, panelami HMI, falownikami itd. się komunikujemy, po jakim protokole (tutaj możliwości są ogromne) i czy nasz PLC musi komunikować się z innymi systemami przedsiębiorstwa. Te informacje często mają największe znaczenie dla odpowiedniego wyboru PLC.

Bardzo dużą zaletą nowych sterowników PLC jest to, że mogą one posiadać procesory przeznaczone do zadań z domeny bezpieczeństwa funkcjonalnego maszyn i instalacji. Dzięki temu w ramach jednej aplikacji wykonywane mogą być dwa niezależne programy: standardowy sterujący i dodatkowy, tzw. safety, związany z układami bezpieczeństwa. To również powinno stanowić o wyborze odpowiedniego sterownika.

W dobie Industry 4.0 projektant powinien pamiętać o kluczowym założeniu: oprócz tego, że sterownik PLC nadzoruje proces przemysłowy i nim steruje, musi on też połączyć świat automatyki przemysłowej ze światem IT, komunikując się ze wszelkimi komponentami systemu, jednocześnie zapewniając maksymalne bezpieczeństwo pracy,zarówno personelu, jak i maszyny czy instalacji.

Dostępność

Wybierając sterowniki dużych producentów możemy być pewni, że  w razie awarii zakupimy przez określony (zwykle kilkunastoletni) okres zakupimy element na rynku pierwotnym lub wtórnym. Przy budowie nowych urządzeń należy wybierać sterowniki będące w ciągłej sprzedaży i (jeśli to możliwe) dostępne „od ręki”. Taki wybór pozwala nam być spokojnym o dostępność ewentualnych części zamiennych.

Pomoc techniczna

Większość producentów sterowników PLC świadczy płatne wsparcie przy rozwiązywaniu problemów. W tym wypadku warto przeanalizować czy takie wsparcie jest dostępne w Polsce, oraz jaki jest prognozowany czas reakcji na zgłoszenie. Oczywiście im popularniejszy sterownik (rodzina sterowników) tym łatwiej uzyskać pomoc bezpłatną od członków społeczności inżynierów użytkujących określony sprzęt. Dla najpopularniejszych sterowników korzystając z pomocy zawartej w oprogramowaniu, dedykowanych forów dyskusyjnych oraz Google można większość problemów rozwiązać samodzielnie.

Możliwość rozbudowy

Nigdy nie należy dobierać sterownika na maksimum jego możliwości. W każdym projekcie za X czas może wystąpić konieczność wprowadzenia zmian lub korekt. Gdy sterownik nie może zostać rozbudowany o kolejną kartę rozszerzeń lub kolejną porcję pamięci musimy zwykle wymieniać znaczną część układu sterowania. Dobrą praktyką jest stosowanie przynajmniej 10-20% zapasu dla możliwości rozbudowy.

Gwarancja

Coraz większe wymagania stawiane przed systemami sterowania oraz postępująca optymalizacja kosztowa po stronie producentów spowodowały niestety znaczne obniżenie żywotności układów sterowania. Większość producentów oferuje standardową na rynku B2B 12-miesieczną gwarancję. Warto jednak zapoznać się z jej szczegółami, aby dowiedzieć się jakiego rodzaju uszkodzenia są honorowane, a które będą nas kosztowały więcej niż tylko nerwy.

Cena

Celowo na końcu ostatni parametr – cena. Proste sterowniki PLC mogą kosztować nawet kilkadziesiąt złotych. Z drugiej strony cena rzędu kilkudziesięciu tysięcy euro za układ sterowania również nie jest niczym szokującym. Z pewności przesadna oszczędność w dłuższej perspektywie nie będzie opłacalna.

Podsumowanie

Parametry decyzyjne przy wyborze sterownika PLC można by mnożyć niemal w nieskończoność. Dla 99% zastosowań  wystarczy jednak odpowiedzieć sobie na pytania postawione w tym artykule, aby skutecznie wybrać rozwiązanie odpowiednie dla naszej aplikacji.

Autor: Maciej Gniadek, Redakcja Automatyka Przemysłowa.pl