Qu'est-ce qu'un PLC ?

Dans le contexte d'innovation continue des technologies d'automatisation industrielle, les automates programmables industriels (API) constituent un pilier technologique indispensable à la fabrication moderne. Technologie clé de la modernisation de l'automatisation industrielle, ils offrent une puissance de traitement logique et une réactivité en temps réel qui leur permettent d'exécuter avec précision des tâches de contrôle complexes, améliorant ainsi considérablement l'efficacité et la stabilité du processus de production.

Définition d'un automate programmable industriel

Un automate programmable industriel (API) est un dispositif flexible et largement utilisé dans le secteur de l'automatisation. Sa fonction principale est de connecter des capteurs et des actionneurs via des modules d'entrée/sortie, de collecter des données en temps réel et d'exécuter des instructions de programme prédéfinies pour assurer la surveillance et le contrôle des équipements électriques et électroniques.

Composants clés d'un automate programmable industriel

Les API présentent des structures variées, mais leur structure de base reste globalement la même. Tous les API reposent sur le processeur, y compris l'alimentation, l'interface de communication, le module d'E/S et l'IHM.

processeur

Le processeur est le centre de calcul et de contrôle de l'automate programmable industriel (API). L'unité centrale de traitement (UCT) se compose de contrôleurs, d'opérateurs et de registres. Ces unités fonctionnelles sont intégrées dans un module unique grâce à une technologie de boîtier de puce de précision, ainsi que d'unités de stockage et d'interfaces d'entrée et de sortie, pour établir une interconnexion haut débit, une interaction complète des informations et une mise en œuvre optimale. Seules la commande et la coordination unifiées de l'UCT permettent à l'API d'exécuter les tâches et de contrôler les différents équipements du site industriel.

Alimentation électrique 

Une alimentation électrique sans PLC est comme une voiture sans carburant. Le système d'alimentation convertit le courant alternatif (CA) en courant continu (CC). Il fournit l'énergie stable nécessaire à l'ensemble du système PLC et garantit son bon fonctionnement.

Modules d'entrée/sortie (modules E/S)

L'automate programmable prend des décisions logiques en acceptant les données des périphériques d'entrée. Le module d'E/S convertit ces données en nombres compréhensibles par le processeur. Les données traitées sont ensuite traitées par les modules d'E/S et envoyées aux périphériques de sortie.

Les API peuvent être associés à nos modules d'E/S DECOWELL, et pour les environnements poussiéreux et humides spécifiques, notre série SD (avec protection IP67) peut vous aider à résoudre les problèmes sur les sites industriels.

Communications

L'interface de communication d'un automate programmable industriel (API) est essentielle à son interaction avec les périphériques externes, les réseaux et les systèmes de niveau supérieur, ce qui affecte directement l'efficacité des échanges de données, la compatibilité et l'évolutivité du système. En automatisation industrielle, différents types d'interfaces de communication sont adaptés à différents scénarios pour la transmission de données, le contrôle à distance et l'intégration de périphériques. Voici les méthodes de communication courantes des API et leurs caractéristiques :

IHM

Les IHM permettent une interaction directe entre les opérateurs et les équipements. Dans les processus d'automatisation industrielle, les opérateurs peuvent utiliser les IHM pour visualiser les données à des fins de surveillance, de paramétrage, de gestion des alarmes et de contrôle des opérations.

Comment fonctionne un PLC ?

Saisir

Il existe deux types d'entrées de données impliquées dans la détection de l'état des périphériques d'un automate programmable : les entrées discrètes et les entrées analogiques. Les données d'entrée discrètes n'ont que deux états, tandis que les entrées analogiques sont des entrées dont la plage de valeurs de signal est supérieure à 1 ou 0 et qui présentent une série de valeurs continues.

Programmation logique

Lorsque les ingénieurs programment le processeur d'un automate programmable industriel (API), ils utilisent des outils de programmation tels que des schémas à contacts et du texte structuré pour définir les conditions d'entrée et les actions de sortie. Le processeur lit l'état en temps réel des périphériques d'entrée afin d'identifier les variables d'état. Il prend ensuite des décisions et exécute des opérations en fonction des conditions de programmation prédéfinies. Au cours de ce processus, l'API effectue automatiquement des contrôles de sécurité internes pour garantir que toutes les commandes respectent les limites de sécurité.

Sortir

En fonction des entrées et de l'exécution logique, l'automate programmable (API) applique les signaux à chaque périphérique de sortie. Prenons un exemple simple pour illustrer le fonctionnement de l'API : dans l'industrie agroalimentaire, il est nécessaire de produire différents parfums de boissons. Des capteurs de couleur pour différentes couleurs de bouteilles permettent de reconnaître les entrées. Grâce à la logique de mise en œuvre de l'équipement de production, les ingénieurs peuvent ajuster les paramètres de fonctionnement. Ils peuvent ainsi ajuster automatiquement la quantité d'ingrédients à ajouter, le temps de mélange et d'autres paramètres, afin d'accélérer la commutation des produits et d'optimiser la production, améliorant ainsi la flexibilité et l'efficacité. Les modules d'E/S de la série EX de DECOWELL, soumis à des tests CEM et à des températures élevées et basses rigoureux, sont stables et fiables, particulièrement adaptés aux scénarios décrits ci-dessus.

Comment un automate programmable est-il programmé

IEC 61131-3 : Normalisation de la programmation des commandes industrielles

La norme IEC 61131-3 est une norme développée par la Commission électrotechnique internationale (IEC) pour les systèmes de programmation pour PLC, DCS, IPC, CNC et SCADA. La norme IEC 61131-3 est facile à comprendre pour les ingénieurs électriciens du fait que la logique à relais (LD) reflète directement la structure en échelle des schémas électriques, qui sont très similaires aux symboles de circuit.

Méthodes de programmation PLC

Après avoir été créé sur le logiciel dédié, le programme de l'automate est transféré au contrôleur via l'interface de communication. Les méthodes de programmation comprennent la programmation logicielle, où le code est édité et transmis via un logiciel, et la programmation par programmeur, qui repose sur la saisie de commandes depuis un terminal portable. Les automates modernes prennent de plus en plus en charge les langages de haut niveau, tels que C et Python, afin d'accroître la flexibilité et l'évolutivité des applications complexes.

Quels sont les différents types d'automates programmables ?

Il existe de nombreuses façons différentes de catégoriser les API, mais ils peuvent fondamentalement être divisés en deux types : compacts et modulaires.

• CompactPLC : Tous les composants sont intégrés dans une seule unité. Idéal pour les petites applications avec des contraintes d'espace et des exigences de contrôle de processus simples.
• Automates programmables modulaires : ils peuvent être personnalisés pour ajouter des modules d'E/S et sont plus faciles à dépanner. Extensibles, ils conviennent aux systèmes industriels à grande échelle.

PLC en automatisation

Grâce à leur flexibilité et à leur programmabilité, les automates programmables industriels (API) sont omniprésents dans de nombreux secteurs industriels. Ils sont largement utilisés, tant en Chine qu'à l'étranger, dans les machines-outils, la pétrochimie, l'énergie électrique, la construction mécanique, l'automobile, les transports, la domotique et bien d'autres industries. On peut les classer par secteur d'application :

Fabrication

• Ligne de production automobile:Le PLC peut contrôler le bras robotisé pour terminer le soudage, la peinture et d'autres procédures, garantissant directement la qualité du produit et l'efficacité de la production.
• fabrication électronique:Le PLC joue un rôle irremplaçable dans le processus de production de SMT, d'emballage, etc., pour garantir la sortie de haute qualité des produits électroniques.
• Usinage:Le PLC est directement appliqué aux machines-outils CNC, aux équipements d'emboutissage, etc., pour optimiser le processus d'usinage.

Lindustrie logistique

• Ligne de production automobile: Le bras robotisé de soudage, le robot de pulvérisation et la chaîne d'assemblage sont synchronisés par PLC pour garantir la résistance des soudures de la carrosserie et l'épaisseur de la peinture conformément aux normes. La surveillance en temps réel du courant de soudage et de la pression de collage permet d'éliminer les erreurs de manipulation.
• fabrication électronique: réglage dynamique de la température et de l'humidité dans la salle blanche, niveau de protection contre l'électricité statique et autres PLC à régler, pour assurer le rendement de la puce.
• Traitement mécanique: contrôle synchronisé de la vitesse de broche de la machine-outil CNC et de la trajectoire de l'outil pour réaliser une coupe de surface complexe.
• fabrication mécanique: machines à souder par points Associés à des automates programmables, ils s'intègrent facilement aux robots et aux systèmes d'automatisation, permettant un contrôle précis des positions et des données de soudage.

Énergie verte

• Production d'énergie éolienne: Surveillez l'angle de la lame, la production d'énergie, etc., pour réaliser le contrôle et la maintenance à distance.
• Production d'eau du robinet:Les PLC jouent un rôle central et irremplaçable dans la tâche critique de garantir une production continue d'eau standardisée et de haute qualité, en contrôlant avec précision les pompes, les vannes et les capteurs pour assurer le fonctionnement efficace et stable de l'ensemble du système d'approvisionnement en eau.
• Traitement de l'eau : Du contrôle méticuleux des précipitations au fonctionnement précis de l'étape de filtration, en passant par la stricte standardisation du processus de désinfection, PLC assume le rôle important de contrôle central à chaque étape clé du traitement des eaux usées.

Alimentation et produits pharmaceutiques

• Transformation des aliments:Le PLC contrôle la puissance de cuisson, le temps de traitement et d'autres processus pour garantir la cohérence et la stabilité de la qualité des aliments.
• Emballage automatique:L'équipement d'emballage automatique piloté par PLC améliore l'efficacité de l'ensemble de la chaîne de production, du scellage à l'emballage.
• Production pharmaceutique: PLC effectue un contrôle opérationnel strict pour surveiller le ratio de médicaments et la propreté de l'environnement de production afin de garantir que le processus pharmaceutique est conforme à la norme de production et garantit la qualité et la sécurité des médicaments.

jeinfrastructure

• Contrôle d'ascenseur:Le PLC contrôle la logique opérationnelle des ascenseurs industriels pour améliorer la sécurité.
• Transport ferroviaire:Sur la base du flux de passagers et d'autres facteurs, PLC organise raisonnablement le calendrier d'exploitation des trains, ce qui améliore l'efficacité opérationnelle globale du transport ferroviaire.
• Système de bâtiment intelligent:Le PLC contrôle les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) et d'éclairage en combinaison avec les niveaux de lumière naturelle et les exigences d'utilisation des différentes zones, réduisant efficacement la consommation d'énergie et contribuant à atteindre l'objectif de bâtiments écologiques et économes en énergie.

Avantages de l'utilisation des automates programmables industriels

• Les API sont faciles à construire et à installer en raison du petit nombre de composants, faciles à dépanner pendant la maintenance, faciles à régler les fonctions en modifiant le programme et faciles à utiliser sans câblage compliqué.
• La programmation de l'API est très intuitive. Comparé à d'autres systèmes de contrôle industriel, son langage de programmation est facile à apprendre. Pour les PME, l'API est le choix idéal.
• Les API sont polyvalents et s'adaptent à la plupart des scénarios industriels et des systèmes d'automatisation.
• Les automates programmables (API) sont extrêmement fiables et fonctionnels. Certains API affichent un temps moyen entre pannes pouvant atteindre 300 000 heures. Les API DECOWELL offrent de puissantes capacités de contrôle de mouvement, avec des moteurs à bus EtherCAT jusqu'à 32 axes, un contrôle moteur à impulsions bidirectionnel et des bibliothèques de contrôle de mouvement basées sur EtherCAT, incluant le contrôle de point, l'engrenage électronique, la came électronique, les mouvements interpolés, etc.
• PLC offre une assistance complète, une grande applicabilité et a constitué une série de produits de grande, moyenne et petite taille, qui peuvent être utilisés pour différentes échelles de contrôle industriel, pour un choix approprié.

Que faut-il prendre en compte lors de l'achat d'un automate programmable industriel (API)

Avant de choisir un automate programmable industriel (API), il est important de déterminer le programme système. Il faut tenir compte des systèmes distribués, des E/S distantes, de la communication réseau, etc. Voici les points à considérer pour le choix d'un API :

1.Détermination du fabricant de l'APIConfirmation des fabricants d'automates programmables (API), qui doit prendre en compte divers facteurs. Il s'agit de déterminer comment répondre aux besoins de production, d'assurer la cohérence des produits et de prêter attention aux services techniques. DECOWELL est une entreprise d'automatisation basée à Nanjing, en Chine. Votre choix s'est porté sur l'API AX-3000-8400X.

2. Estimation ponctuelle des entrées et des sorties (I/0)Le nombre de points d'E/S est un paramètre fondamental pour le choix d'un automate programmable. Il convient de calculer le nombre total de points d'E/S requis par l'automate, puis de le sélectionner.
3. Estimation de la capacité de mémoireLa capacité mémoire désigne la capacité de l'unité de mémoire intégrée au matériel de l'automate programmable, utilisée pour stocker les programmes utilisateur (instructions logiques, blocs fonctionnels) et les données opérationnelles (telles que les valeurs des variables et l'historique). Sa taille affecte directement la complexité du programme utilisateur et le nombre de points de données pouvant être traités, et constitue un paramètre clé de sélection.
4. Sélection de la fonction de communication:en fonction des besoins de la composition réelle du réseau, comme le bus de terrain, Ethernet, pour la sélection.
5. Sélection du modèleLa comparaison ci-dessus des automates programmables solides et modulaires permet de faire un choix en fonction de l'environnement sur le terrain.
6. Modules d'E/SModules numériques, analogiques, de température, de fonction, auxiliaires, etc. Choisissez en fonction des besoins réels de votre équipement. Les modules d'E/S des séries EX et RB de DECOWELL offrent une grande variété et peuvent répondre aux besoins de nombreux programmes.

Maintenance des automates programmables

Les automates programmables industriels (API) sont largement utilisés en automatisation industrielle, mais leur maintenance et leur entretien sont souvent négligés. Leur absence peut entraîner la paralysie de toute la chaîne de production. Par conséquent, leur maintenance régulière est essentielle pour garantir une protection optimale de l'automatisation industrielle.

1. Mettre en place des protocoles de maintenance et tester régulièrement les équipements.
2. Établissez des règles de nettoyage régulier et nettoyez régulièrement.
3. Préparez-vous aux protocoles de maintenance et d'entretien.
4. Confirmer la séquence et la méthode de démontage et d’installation de l’équipement.
5. Établir des spécifications détaillées du processus de maintenance, couvrant le processus de maintenance, les étapes de fonctionnement, etc., et spécifier les exigences techniques correspondantes, telles que les normes de précision de la maintenance, les spécifications de remplacement des pièces, etc.

FAQ

1. Comment un PLC améliore-t-il l’efficacité de la production ?
   Les automates programmables réduisent les erreurs de production et les temps de cycle en surveillant l'état de la production en temps réel. Cela améliore directement la productivité et réduit les coûts d'exploitation.

2. Le PLC est-il compatible avec les équipements d’automatisation existants ?
   L'API offre d'excellentes capacités de communication et prend en charge de nombreux protocoles de communication industriels courants, tels que PROFINET, Modbus, EtherCAT, etc. Il peut être connecté directement et en toute transparence aux systèmes SCADA, IHM, DCS et autres systèmes.

4. La programmation PLC est-elle complexe ?
   La programmation des API est relativement simple ; la plupart utilisent une logique à relais, similaire aux schémas de circuit, et les ingénieurs électriciens peuvent démarrer rapidement et bien travailler.
5. Comment fonctionne le PLC avec l'Industrie 4.0 ?
   Le PLC dispose d'une puissante capacité d'interaction de données, qui peut réaliser la transmission de données via un navigateur Web, se connecter à une base de données via SQL et même s'interfacer avec des données cloud en utilisant le protocole MQTT.