Un industrial controler logic programabil , sau API (în limba engleză controler logic programabil, PLC ), este programabil electronic digital de dispozitiv destinat controlului de industriale proceselor printr - o procesare secvențială. Trimite comenzi către preactuatoare (partea operativă sau PO pe partea actuatorului) de la datele de intrare ( senzori ) (partea de control sau PC pe partea senzorului), punctele de referință și un program de computer .
Atunci când un controler logic programabil îndeplinește o funcție de siguranță, acesta este apoi denumit controler logic programabil de siguranță sau APS .
Numim un controler logic programabil industrial (PLC) un anumit tip de computer , robust și reactiv, cu intrări și ieșiri fizice, utilizat pentru automatizarea proceselor precum controlul mașinilor pe o linie de asamblare dintr-o fabrică sau controlul mașinilor. sisteme de manipulare automată. Acolo unde sistemele automate mai vechi foloseau sute sau mii de relee și came , este suficient un PLC simplu. Numit ingineri de control a programatorii de aceste API - uri.
API-ul este structurat în jurul unei unități de procesare sau CPU (în engleză Central Processing Unit , CPU), sursă de alimentare prin sursă de tensiune AC (AC) sau directă (DC) și module în funcție de necesitățile aplicației, cum ar fi:
Alte PLC-uri mai vechi constau dintr-o memorie simplă a cărei adresă de intrare era alcătuită dintr-o concatenare a datelor de intrare (senzori, ceas) și starea anterioară. Mult mai puțin costisitoare, nu s-au împrumutat la o creștere rapidă a numărului de state. Acestea au rămas pe scară largă utilizate pentru automatizări simple, cum ar fi sistemul antiblocator (ABS) sau semafoarele la răscruce.
Comparativ cu computerele, API-urile se caracterizează prin:
Absența unei interfețe permanente om-mașină (HMI) pentru a vizualiza acțiunea și funcționarea programului pe partea operativă înseamnă că PLC-urile sunt adesea legate de un panou operator, o interfață grafică (ecran de afișare sau ecran tactil) sau un PC . În acest din urmă caz, vorbim de supraveghere. PC-ul poate fi, de asemenea, utilizat singur prin combinarea funcțiilor PLC-ului și a supravegherii, datorită utilizării unui softPLC .
În automatizarea industrială, vorbim și multe despre automatele de gestionare la distanță. În acest caz, putem modifica sau vizualiza de la distanță datele sau programul sistemelor de control ale instalațiilor controlate prin internet: cazane colective, stații de purificare etc. Acest lucru se realizează prin intermediul routerelor de modem, adesea asociate cu software-ul care oferă o conexiune sigură (VPN).
În general, dacă API-urile și PC-urile coexistă într-un atelier, API-urile funcționează cât mai aproape de procesele fizice și se ocupă de problemele de securitate, PC-urile ocupându-se în schimb de supraveghere și raportare externă. PC-urile pot astfel seta instrucțiunile cât mai bine posibil PLC-urilor, care dau comenzi detaliate, se ocupă de situații de urgență și raportează starea proceselor.
Programele API sunt procesate pe un anumit ciclu, cel mai adesea:
Timpul unui ciclu PLC variază în funcție de dimensiunea programului, de complexitatea calculelor, de numărul de intrări / ieșiri, de puterea PLC și de necesitățile procesului controlat. Acesta variază de la una la câteva zeci de milisecunde și este protejat de un câine de pază , de exemplu în cazul în care algoritmul execută aceeași buclă de program pe termen nelimitat.
Citirea senzorilor și controlul dispozitivelor de acționare se efectuează prin scanare, gestionarea întreruperilor putând fi victima unui efect de avalanșă în cazul unui incident.
Există diferite limbaje de programare definite de IEC 61131-3 :
Când programați un PLC, este de asemenea posibil să alegeți să programați în SFC , derivat din Grafcet . Fiecare acțiune elementară este asociată cu un program scris în IL, ST, LD sau FBD. Grafcet, foarte popular în Franța, este un instrument grafic pentru definirea automatizării secvențiale, într-un număr finit de pași, separați prin condiții de tranziție. Folosește o reprezentare grafică clară, permițând, de exemplu, directorului să arate clientului cum a înțeles specificațiile. Limbaj universal, independent (inițial) de implementarea practică, poate fi „cablat” de secvențiale, poate fi programat pe un PLC sau chiar pe un computer. În plus, permite:
În cazul controlerelor programabile software ( softplc ), există și diferite limbaje de programare nedefinite de IEC 61131-3 care extind considerabil posibilitățile de configurare, de exemplu:
Cu toate acestea, popularitatea acestor limbi nu ar trebui să le ascundă punctele slabe în securitatea proceselor.
Automatele sunt utilizate pe scară largă în industrie, atât în producție (fabricarea de obiecte finite sau subansamble), cât și în procese (producția de materii prime). Acestea se găsesc, de asemenea, în managementul clădirilor, logistică și ambalare, cum ar fi pachetele de comandă prin poștă. Sunt ideale pentru orice tip de activitate care necesită calcule reflexe, mai degrabă decât calcule elaborate. Pentru sistemele care necesită o siguranță ridicată (căi ferate, mașini pentru ascensoare, acces la mașini periculoase), se utilizează PLC-uri de siguranță (APIS), a căror unitate centrală este dublată și procedurile de testare consolidate. Cu toate acestea, pentru gestionarea semaforelor la o intersecție, sunt utilizate și dedicate controlere specifice și total diferite acestei sarcini. Acestea sunt controlere de intersecție, care trebuie să respecte standardele de siguranță specifice zonei.
API-urile au multe avantaje:
În schimb, acestea sunt mai scumpe decât soluțiile IT convenționale bazate pe microcontrolere, de exemplu, dar în prezent sunt singurele platforme de execuție considerate fiabile într-un mediu industrial (cu calculatoare industriale). Prețul depinde în special de numărul de intrări / ieșiri necesare, de memoria disponibilă pentru realizarea programului, de prezența sau absența modulelor de afaceri. În plus, necesită stăpânirea limbajelor specifice conforme cu standardul IEC 61131-3 , care iau forma lor logica de execuție internă a PLC-ului. Cu toate acestea, aceste limbi par multor utilizatori ca fiind mai accesibile și mai vizuale decât limbile tradiționale pentru computer.
Dincolo de aplicațiile convenționale, un PLC poate avea așa-numitele caracteristici de „siguranță”. Acestea îi permit, fie să aibă o garanție de funcționare, chiar și după eșecul unui element, fie să garanteze o operațiune care va genera acțiuni tot mai restrictive în caz de eșec al unui element, garantând siguranța oamenilor și a personalului. .
Aceste caracteristici se pot referi la:
O variantă a automatului industrial clasic constă într-un automat concentrat într-o mini cutie (mai puțin de 10 cm), prin urmare simplificat cât mai mult posibil la nivel hardware, având aceleași limbaje ale automatismului. Uneori vorbim despre PLC încorporat sau Chip PLC. Aceste PLC-uri sunt utilizate în principal pe mașini mici, chiar și complexe din punct de vedere al funcționalității.
O variantă a automatului programabil hardware constă dintr-un automat software, deci fără hardware conex legat strict, dar reutilizând aceleași concepte și limbaje ale lumii automatizării. Anumite limbi suplimentare, mai mult orientate spre computer și, prin urmare, mai puțin accesibile unui electrician, pot apărea, de asemenea (așa cum s-a menționat mai sus).
Uneori vorbim despre SoftPlc . Pentru a garanta procesarea în timp util, platforma hardware utilizată pentru a rula motorul de automatizare trebuie să ruleze pe un sistem de operare în timp real .
S-ar putea să existe și simulatoare PLC, dar în acest caz este doar o problemă de a putea testa programarea pentru teste, fără a citi senzori și de a conduce actuatoare reale. Acest tip de software poate rula pe un sistem de operare convențional non-timp real.