산업 자동화 컨트롤러를 선택하는 방법

산업 자동화 컨트롤러를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 중요한 용어가 있습니다. PLC, PAC 또는 IPC라는 단어 . 애플리케이션 요구 사항을 명확하게 정의해야 하며 선택하기 전에 확장성 요구 사항을 고려해야 합니다.

우선 장비의 작동 요구 사항을 나누는 것이 좋은 출발점이 되며, 이는 사용자가 기계 제조업체에서 지정한 컨트롤러 범위를 평가하는 데 도움이 됩니다. 자동화 시스템은 제조 시나리오에 어떻게 부합하는지에 따라 포괄적인 솔루션 또는 개별 제어를 제공할 수 있습니다.

PLC(Programmable Logic Controller), PAC(Programmable Automation Controller) 또는 IPC(산업용 개인용 컴퓨터)는 단일 스테이션, 기계, 조립 라인 또는 전체 공장 현장에 대한 제어를 제공할 수 있습니다. 통합 제조 시스템의 경우 이더넷을 통해 통신하는 원격 입/출력 기반을 갖춘 단일 대형 컨트롤러를 사용하여 종단 간 제어를 제공할 수 있습니다. 그러나 자동화 시스템을 논리적 섹션으로 나누는 것이 더 적합한 경우 애플리케이션에 모듈식 접근 방식이 필요할 수 있습니다. 이러한 경우 작업 부하에 따라 자동화가 구획화되어 더 작은 PLC에 분산됩니다.

일부 자동화 전문가는 이 두 가지 결정을 서로 다른 플랫폼이 필요하다고 결론짓습니다. 그러나 이것이 사실일 필요는 없습니다. 동일한 프로그래밍 소프트웨어와 호환되는 다양한 크기 조정 옵션을 제공하는 컨트롤러를 보유한 제조업체가 있습니다. 단일 프로그래밍 환경의 존재는 시스템 내에서 유연성을 주입할 수 있음을 의미하며 프로젝트를 한 PLC에서 다른 PLC로 이식할 수 있으므로 프로그램 개발과 관련된 비용을 절감할 수 있습니다.

그러나 단일 프로그램에 대형 PLC를 사용할지 아니면 모듈식 접근 방식을 사용할지를 결정하는 것은 어려운 결정입니다. 결정은 PLC를 선택하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. , PAC 또는 PC 기반 컨트롤러. 다음 요소를 고려하면 좋은 기반을 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다.

• 신규 또는 기존 시스템
• 개별 기기
• 환경 문제
• 루프 제어
• 아날로그 기기
• 특수 모듈
• I/O 위치
• 커뮤니케이션
• 프로그래밍

시스템이 새로운 것이든 기존의 것이든 많은 혼란을 없애고 선택을 위한 나머지 요소에 영향을 줄 수 있습니다. 제품이 이미 설치되어 있는 경우 호환성이 가장 중요하여 사용하지 않는 제품의 수를 무력화합니다.

컨트롤러의 선택은 환경 조건에 따라 달라집니다. 온도, 습도, 먼지 등과 관련된 극한 조건이 있는 경우 컨트롤러가 계속 작동하려면 이러한 조건을 충족해야 합니다.

I/O의 수, 유형 및 위치

I/O 수 정의 필드 장치 유형은 다음 목록에 있습니다. 스프레드시트에 모든 개별 입력 및 출력을 나열하는 것으로 시작하여 각 유형을 정의합니다. 디지털 센서, 아날로그 센서, 액추에이터, 제어 밸브 등. 적어야 하는 매개변수에는 통신 프로토콜, 전력 등가 등이 포함됩니다.

I/O 포인트의 유형과 수는 제어 플랫폼 선택에 큰 영향을 미칩니다. 장비 제조업체는 종종 향후 확장을 위한 여지를 남기지 않고 즉각적인 요구를 충족할 수 있는 컨트롤러를 선택하는 실수를 범합니다. 최소 20%까지 확장 여지를 포함함으로써 I/O는 미래의 주요 위기를 피할 수 있습니다. 아날로그, 고속 입력 등과 같이 제한된 유형의 I/O를 가진 일부 컨트롤러도 있습니다. 이 또한 나중에 문제가 될 수 있습니다.

앞서 언급한 스프레드시트는 전류/전압 루프, 저항 온도 감지기 입력, 열전대 등에 대한 개별 합계를 포함하여 모든 아날로그 장치의 기능과 신호 레벨을 통합해야 합니다. 컨트롤러의 사양은 모든 아날로그 입력 및 출력과 신호 유형이 지원됩니다.

또한 특수 I/O도 스프레드시트에 나열해야 합니다. 여기에는 고속 입력/출력, 카운터, 실시간 클록 및 서보/스테퍼 모터가 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않습니다. 특수 기능이 없는 컨트롤러가 있을 수 있으므로 결정을 내리기 전에 철저한 분석을 수행해야 합니다. 컨트롤러의 기능과 애플리케이션 요구 사항을 이해하는 것이 필수적입니다.

I/O 터미널의 물리적 위치도 필드 장치와 관련하여 정의되고 스프레드시트에 기록되어야 합니다. 이러한 요구 사항을 더 작은 모듈로 분해하면 로컬 및 원격 I/O 요구 사항을 이해하는 데 도움이 되며, 이는 필요한 실시간 통신 프로토콜을 결정하는 데 도움이 됩니다. 지역성을 선호하는 설치가 있고 원격 I/O에 크게 의존하는 설치가 있습니다.

컨트롤러와 하위 시스템 간의 거리가 상당한 경우 각 필드 장치를 케이블로 연결하는 번거로움을 겪지 않고 원격 I/O를 선택하는 것이 좋습니다. 또한 직렬 또는 이더넷 기반 I/O에 관계없이 통신 방법과 속도가 지원되어야 합니다. 오늘날의 산업 환경에서 EtherNet/IP와 같은 이더넷 프로토콜은 Modbus와 같은 오픈 소스 프로토콜의 특정 개발 버전과 함께 대중화되고 있습니다.

커뮤니케이션

주변 장치, 분산 I/O, PLC 및 엔터프라이즈 시스템 간의 통신은 일부 공장 현장에서 필요합니다. 이러한 범위는 앞으로 나아갈수록 상황이 더 복잡해질 것이라는 점을 고려하여 초기에 정의해야 합니다. 일부 컨트롤러는 1~2개의 포트만 제공할 수 있으며, 그 중 하나는 프로그래밍용으로 예약되어 있고 다른 컨트롤러는 미션 크리티컬 애플리케이션에 필요한 특정 프로토콜을 지원하지 않을 수 있습니다.

컨트롤러와 HMI 또는 필드 장치 간에 발생할 통신도 지정해야 합니다. 사물 인터넷의 시작으로 통신 옵션을 열어두는 것이 필수적이었습니다. 따라서 컨트롤러에서 사용할 수 있는 추가 이더넷, 직렬, USB 포트가 있는지 확인해야 합니다.

Modbus TCP, Ethernet/IP, Profibus 등과 같은 이더넷 프로토콜의 사양은 현재 요구 사항과 향후 확장 모두에 대해 수행되어야 합니다.

하드웨어

고려해야 할 일반적인 하드웨어 고려 사항에는 스캔 시간 속도, 메모리 양 및 배터리 백업이 포함됩니다. 컨트롤러에는 프로그램 요구 사항과 데이터를 모두 지원하기에 충분한 시스템 메모리가 있어야 합니다. 이러한 추정은 시스템의 장치 수를 파악하여 수행할 수 있습니다. 데이터 메모리는 동적 데이터 조작 및 변수 저장 모두에 사용되며, 예를 들어 사전 설정 설정값, 타이머의 내부 플래그 및 누적 시간/카운트가 있습니다.

컨트롤러에 기록 데이터를 저장해야 하는 경우 데이터 테이블 크기가 커질 수 있습니다. 데이터 로깅의 필요성, HMI/SCADA에 대한 인터페이스 , 액세스 방법 및 히스토리언 데이터베이스는 모두 명확하게 지정되어야 하며, IIoT 시나리오에서는 네트워킹, 프로토콜 정의 및 메모리 요구 사항도 중요해집니다.

명령어의 유형과 프로그램의 크기 자체도 메모리 요구 사항에 영향을 줄 수 있습니다. 프로그램에 여러 시퀀스, 정교한 제어 기능 및 오류 논리가 있는 경우 메모리 증가가 필요할 수 있습니다. 요구 사항은 프로그램 렁 및 데이터 파일을 기반으로 예측할 수 있습니다. 일부는 태그 이름 기반 프로그래밍이 있고 다른 일부는 고정되지만 확장 가능한 데이터 테이블이 있으므로 컨트롤러의 사양도 연구해야 합니다.

프로그램 및 데이터 테이블이 사용하는 메모리 양은 컨트롤러 모델에 따라 다릅니다. 각 개별 I/O 장치는 5 – 100워드의 메모리를 사용하는 반면 아날로그 I/O는 25 – 500워드를 사용한다고 가정하는 것이 좋습니다. 범위가 넓으면 복잡한 프로그램의 경우 추정이 어려울 수 있습니다. 더 나은 접근 방식은 일부 코드 블록을 작성하고 메모리 사용량을 연구하는 것입니다.

빠른 스캔 타임이 필요한 애플리케이션이 있을 수 있고, 컨트롤러의 CPU 속도와 명령어 실행 속도, 두 가지 모두 이와 관련하여 불리한 요소가 될 수 있습니다.

소프트웨어

프로젝트의 거의 절반이 소프트웨어 프로그래밍의 품질에 따라 달라지며, 이는 다시 제조업체에서 제공하는 소프트웨어에 따라 달라집니다. 컨트롤러 프로그래밍 소프트웨어를 선택할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 사용 용이성
• 기본 설정
• 투자
• 교육 자료
• 데이터 로깅 및 원격 액세스

대부분의 컨트롤러에는 작은 응용 프로그램에 충분한 타이머, 코일, 접점, 카운터 등과 같은 약 20개 명령어가 포함된 사용하기 쉬운 무료 프로그래밍 소프트웨어가 포함되어 있습니다. 그러나 요구 사항이 복잡해지면 문제가 발생할 수 있습니다. 고급 컨트롤러에는 프로그래머를 지원하기 위해 과다한 기능을 통합하는 포괄적인 프로그래밍 소프트웨어가 포함되는 경우가 많습니다.

프로그래밍 소프트웨어의 선택은 사용자의 편안함에 크게 좌우되며 주관적인 결정이 됩니다. 프로그래머는 소프트웨어 선택과 관련하여 자신의 의견을 가질 수 있지만 표준 컨트롤러 프로그래밍 소프트웨어와 방법을 시행하는 상위 경영진이 이러한 의견을 무시하는 경우가 많습니다.

그럼에도 불구하고 컨트롤러에 프로그래밍 소프트웨어를 자세히 설명하는 문서가 충분하지 않은 경우 컨트롤러를 선택해서는 안 됩니다. 대부분의 제조업체는 이미 온라인 리소스의 추세에 적응하여 자세한 문서를 제공하고 동료 프로그래머가 쿼리를 교환할 수 있는 포럼을 만들었습니다. 그러나 모두가 이 기차에 탑승한 것은 아닙니다. 따라서 PLC를 선택하기 전에 배경 확인이 이루어져야 합니다. .

문서가 특정 문제를 해결하는 데 도움이 되지 않을 수 있으므로 기술 지원 비용도 고려해야 합니다. 제한된 시간 무료 서비스를 제공하는 공급업체가 있으며, 이는 프로그램 개발과 관련하여 일정을 준수하면 도움이 될 수 있습니다.

프로그램을 개발한 후에는 철저히 테스트해야 하며 이를 위해서는 소프트웨어가 PID 루프 응답 형식으로 표시되어야 합니다. 및 모션 프로파일. 이렇게 하면 시뮬레이션을 최대한 수행할 수 있습니다. 최신 개발 소프트웨어는 시뮬레이터와 통합되어 하드웨어에 연결할 필요 없이 본격적인 테스트를 수행할 수 있습니다.

결론적으로, 소프트웨어, 하드웨어 또는 통신에 대한 획일적인 접근 방식을 채택하는 것을 삼가해야 합니다. 선택한 컨트롤러는 자동화 요구 사항을 완전히 충족해야 하며 설계 변경에 따라 발전할 여지가 있어야 합니다.

순 측정 대 총 측정 PAC에 대한 거의 알려지지 않은 사실