Introductieles voor cursus PLC-Industriële automatisering - hoofdstuk 2
Hoofdstuk 2
De afkorting PLC staat voor Programmable Logic Controller. In het Nederlands betekent dit: programmeerbare logische besturing. De PLC vervangt steeds meer de traditionele besturingen, zoals elektrische schakelkasten en elektronische besturingen.
Figuur 1. Voorbeelden van besturing door een PLC
Wij schatten dat zo’n 90% van de nieuwe installaties en machines worden bestuurd door een PLC. In figuur 2 zie je een modulaire PLC. Deze PLC is opgebouwd uit vier componenten.
Van links naar rechts ziet u:
- Elektrische voeding van de PLC
- Processor (besturing)
- Input
- Output
Figuur 2. De PLC
Voordelen van een PLC ten opzichte van een andere besturing.
Voorbeeld: Jouw bedrijf krijgt de opdracht voor het fabriceren van een snijmachine voor een drukkerij. De snijmachine moet voorzien worden van een relaisbesturing. Het maken van de besturing begint bij de ontwerper. De ontwerper tekent eerst het elektrisch schema voor de besturing. Vaak wordt bij een gevaarlijke installatie een tweehandenbediening toegepast zodat de bediener niet met zijn handen in de installatie kan komen.
Figuur 3. Snijmachine drukkerij
Werking
Een werknemer legt eerst een stapel papier onder het mes van de snijtafel. Ligt deze stapel goed, dan drukt hij twee knoppen tegelijk in en het mes zal het papier snijden. Door de tweehanden-bediening is het onmogelijk (indien er niets wordt gesaboteerd) om met een hand onder het mes te komen.
Aan de hand van het elektrisch schema of eventueel een bedradingsschema maakt de elektromonteur de juiste verbindingen tussen de in- en outputklemmen en de relais. Door het bedraden ontstaat uiteindelijk de besturing. Het bedraden is eigenlijk het programmeren van de besturing. De draden en de relais noemen we een hardwarebesturing (hardware = tastbaar).
Figuur 4. Elektrisch schema
De drukkerij heeft de snijmachine in bedrijf genomen en is niet tevreden. Je kunt nog steeds de machine saboteren door één knop ingeschakeld te ‘af te plakken’ en de tweede knop met één hand te bedienen. Aan uw bedrijf wordt gevraagd om een veilige twee handen bediening van de besturing te realiseren.
De besturing van de snijmachine moet gewijzigd worden volgens het verbeterde schema in figuur 5.
Figuur 5. Elektrisch schema zonder overbruggingsmogelijkheid
Maar wat betekent dat voor de monteur? Hij moet de elektrische besturing aanpassen, maar gaat dat zo eenvoudig? De besturing kan alleen veranderd worden door de elektrische bedrading te wijzigen en dat kan nogal een klus zijn. Dit zet je wel aan het denken. Het kost namelijk veel manuren om de bedrading los te halen en te verleggen. Daarnaast heb je extra materiaalkosten, er moeten namelijk extra relais toegevoegd worden.
Hieronder (figuur 6) zie je dezelfde snijmachine maar dan met een PLC besturing.
Figuur 6. Elektrisch schema met PLC
De PLC zal elektrisch bedraad moeten worden, alleen zit nu niet de besturing in de bedrading. De drukknoppen en het relais worden rechtstreeks op de PLC aangesloten.
De elektromonteur kan met behulp van een aansluitlijst de drukknoppen en magneetschakelaars voor het mes op de in- en output van de PLC aansluiten. De ingangen zijn bij dit type PLC aangegeven met I. De uitgangen met Q.
Figuur 7. Codering ingang en uitgang
De programmeur kan nu de besturing maken. Hij maakt daarbij gebruik van een laptop. Met het softwarepakket kan hij als het ware het elektrische schema tekenen (programmeertaal LadderDiagram). of bijvoorbeeld programmeren met functieblokken (FBD). Daarna kan hij het programma versturen naar de PLC. Als de besturing van de snijmachine veranderd moet worden naar de veilige oplossing, dan hoeft de programmeur alleen maar het programma aan te passen. De elektrische bedrading blijft hetzelfde.
Inputs en outputs op de PLC
Input
Input is alles wat binnenkomt op de PLC, het zijn de signalen vanuit de installatie. Deze signalen kunnen zijn: detectie van een product op de lopende band, het indrukken van een drukknop, detectie van een cilinder die in zijn eindstand of ruststand staat. Door middel van sensoren of signaalgevers komen de signalen binnen op de PLC.
Figuur 8. Detectie van flessen door een fotocel
Output
Output is alles wat de PLC uitstuurt. De PLC geeft commando’s aan de installatie door het aansturen van ventielen, relais, kleppen en lampen. De relais kunnen dan weer motoren aansturen en ventielen kunnen cilinders in- en uitsturen.
Figuur 9. Cilinders aangestuurd door ventielen
In veel installaties zitten cilinders die worden aangestuurd door ventielen. De ventielen worden geschakeld door de PLC en zetten een elektrisch signaal om in lucht om de cilinders in- en uit- te kunnen sturen.
Lampen worden gebruikt om bijvoorbeeld aan te geven dat een installatie in bedrijf is, of juist in storing is gevallen.
Programmeren van de PLC
De norm IEC 61131-3
Tot voor een aantal jaren geleden was het zo dat bijna elke fabrikant zijn eigen programmeerinstructies had. Had je van de ene fabrikant de programmeerinstructie onder de knie en je kocht een PLC bij een andere fabrikant, dan kon je weer opnieuw beginnen met het leren van de instructies.
Tegenwoordig hebben een aantal fabrikanten nog steeds hun eigen instructies, maar leveren zij daarnaast ook PLC’s die IEC 61131-3 genormeerd zijn. Het voordeel hiervan is dat je nu nog maar één programmeerinstructie hoeft te kennen waarmee je elke IEC 61131-3 PLC kunt programmeren.
Vaak gebruikte de PLC fabrikant zijn eigen software pakket om de PLC te programmeren, wat betekent dat de interface er steeds anders uit ziet en benamingen van een aantal functies anders zijn. Ook hierin is verandering gekomen. Veel pakketten zitten bijna op dezelfde lijn en daarnaast is het softwarepakket Codesys op de markt gekomen dat al door meerdere fabrikanten gebruikt wordt.
Programmeer talen
Een PLC-programma kan worden weergegeven in de volgende talen:
Figuur 10. Diverse programmeerinstructies
De mini PLC, zoals de LOGO, kan worden geprogrammeerd worden in ladderdiagram (LD) en Function Block Diagram (FBD). Voor het programmeren wordt gebruik gemaakt van Basis logische functies. Denk aan de OR, AND en NIET-functie.
Daarnaast worden in de PLC’s onder andere ook gebruik gemaakt van geheugenfuncties, timers en counters. In figuur 11 en 12 zie je een voorbeeld van een PLC-programma in LD en FBD van een motorbesturing. In figuur 13 zie je het aansluitschema van de PLC.
Figuur 11. Motorbesturing in LD
Figuur 12. Motorbesturing in LD
Figuur 13. Aansluitschema op de PLC
Tot slot
We hebben je in deze introductieles kennis laten maken met de opbouw van de besturingen en de rol van de PLC. In de volledige cursus PLC-Industriële automatisering nemen we je verder mee in het aansluiten en programmeren van de Micro PLC, de Siemens Logo! en het storingzoeken in besturingssystemen.
Op de practicumdagen oefen je met PLC-besturing op Festo MPS-installaties. Voor een indruk start en bekijk de onderstaande film(s).
Oefenen in het practicum
Test jouw kennis
Er is een 10-vragentest over besturingstechniek! In deze korte test kun je gratis jouw huidige technische kennis over besturingstechniek testen, zodra de test is afgerond wordt direct online een advies gegeven over passende cursussen. Let op: in deze test worden meer onderwerpen behandeld dan in deze introductieles.
Inschrijven
Heb je de smaak te pakken gekregen, schrijf je dan in voor één van de PLC-cursussen van ROVC, bekijk hier het totale aanbod. Nog advies nodig, bel dan met de studieadviseurs! Kies ROVC als opleider voor opleiden zonder ballast.