Systemy kontrolno-pomiarowe – automatyzacja i sterowanie

Na przykładzie urządzeń, takich jak mierniki wielkości elektrycznych, urządzenia do sterowania temperaturą, pomiarem ciśnienia oraz przepływem można zobaczyć jak zaawansowane technologie kontrolno-pomiarowe wspierają efektywność, bezpieczeństwo oraz precyzję współczesnych systemów automatyki.

Mierniki wielkości elektrycznych

Mierniki wielkości elektrycznych to narzędzia wykorzystywane do pomiaru parametrów, takich jak napięcie, prąd, opór czy inne istotne wielkości w instalacjach elektrycznych. Wśród rodzajów mierników można wyróżnić kilka kategorii, w zależności od ich funkcji i zastosowania.

Do podstawowych mierników wielkości elektrycznych zaliczyć można testery napięcia, które pozwalają na sprawdzanie obecności napięcia w obwodach. W niektórych modelach dostępne są też funkcje testowania ciągłości obwodu, oraz detekcja kierunku wirowania faz, co czyni je wszechstronnymi narzędziami do diagnostyki instalacji elektrycznych.

Bardziej zaawansowanymi urządzeniami są multimetry cyfrowe. Umożliwiają pomiar wielu parametrów elektrycznych. Oprócz pomiaru napięcia, prądu i oporu, te mierniki mogą także analizować jakość energii, mierzyć moc (czynną, bierną, pozorną), częstotliwość, współczynnik mocy oraz inne parametry związane z energią elektryczną. W nowoczesnych wersjach automatycznie rozpoznają mierzoną wielkość na podstawie wyboru gniazda pomiarowego, co ułatwia użytkowanie. Niektóre modele mają wbudowaną funkcję pomiaru rzeczywistej wartości skutecznej (True RMS), co jest kluczowe w dokładnych pomiarach, zwłaszcza w instalacjach przemysłowych.

Mierniki cęgowe umożliwiają bezdotykowy pomiar prądu, co jest szczególnie przydatne w szafach sterowniczych, gdzie dostęp do przewodów może być utrudniony. Dzięki specjalnemu mechanizmowi ułatwiającemu chwytanie kabli w ciasnych przestrzeniach, zapewniają dokładność pomiaru nawet w trudnych warunkach.

Oprócz standardowych urządzeń pomiarowych, na rynku dostępne są kalibratory, które służą do generowania sygnałów wzorcowych i pozwalają na kalibrację innych mierników. Kalibratory są niezbędne wszędzie tam gdzie wymagana jest okresowa weryfikacja dokładności aparatury pomiarowej, szczególnie w obszarach, gdzie obowiązują surowe normy regulacyjne dotyczące precyzji pomiarów.

W tej kategorii mierników warto wspomnieć jeszcze o powszechnie stosowanych testerach izolacji, używanych do pomiaru odporności materiałów izolacyjnych na przepływ prądu elektrycznego. Ich główną funkcją jest wykrywanie wad w izolacji kabli, urządzeń elektrycznych i instalacji, co pomaga zapobiegać awariom oraz zapewnia bezpieczeństwo użytkowania sprzętu. Tester izolacji wysyła prąd pod wysokim napięciem przez izolowany materiał, a następnie mierzy, jak dobrze izolacja zapobiega przepływowi prądu. Dzięki temu można wykryć mikrouszkodzenia, które mogłyby prowadzić do awarii. Urządzenia te są szeroko stosowane w przemyśle oraz serwisie, gdzie dbałość o jakość izolacji ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i efektywności działania systemów elektrycznych.

Przykładem jest wielofunkcyjny miernik parametrów instalacji elektrycznych Sonel MPI-540. To narzędzie przeznaczone do sprawdzania przemysłowych (ale także domowych) instalacji elektrycznych. Za pomocą przyrządu można wykonać oraz zarejestrować pomiary kluczowych parametrów sieci elektrycznych, w tym jakości energii elektrycznej oraz ochrony przeciwporażeniowej. Sonel MPI-540 wyposażony został w funkcję badania wyłączników różnicowo-prądowych w trybie Auto, a do tego producent wstępnie zaprogramował tzw. autotesty, które można rozbudowywać o własne sekwencje. Wykonanie w sposób automatyczny pomiarów rezystancji izolacji przewodów 3-, 4- oraz 5-żyłowych możliwe jest przy zastosowaniu adaptera AutoISO-1000C.

Przemysłowe sterowniki temperatury

Przemysłowe sterowniki temperatury PID mają zaawansowane funkcje regulacyjne, które pozwalają na precyzyjne utrzymanie zadanych wartości procesowych temperatury. Dzięki zaawansowanym algorytmom regulacji, takim jak PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący), PI, PD, P lub tryb ON/OFF, regulatory te mogą skutecznie odpowiadać na dynamiczne zmiany w procesach, minimalizując odchylenia od wartości zadanych oraz poprawiając stabilność i efektywność działania całych systemów przemysłowych.

Regulatory PID działają na zasadzie automatycznej regulacji wartości mierzonych przez czujniki temperatury lub inne czujniki procesowe, takie jak termopary czy rezystancyjne czujniki temperatury (RTD), np. Pt 100. Czujnik przekazuje dane o aktualnych warunkach procesowych (PV – proces value), a regulator porównuje je z wartościami zadanymi (SV – set value). Na podstawie tej różnicy regulator PID oblicza sygnał sterujący, który jest przekazywany do elementów wykonawczych, takich jak styczniki, przekaźniki półprzewodnikowe (SSR), falowniki czy zawory regulacyjne. W ten sposób możliwe jest precyzyjne sterowanie procesami przemysłowymi, minimalizowanie wahań temperatury i stabilizacja pracy systemów grzewczych lub chłodzących.

Nowoczesne regulatory PID oferują również wiele dodatkowych funkcji, takich jak auto-tuning, który pozwala na automatyczne dostosowanie parametrów regulacyjnych do specyficznych wymagań procesu, co eliminuje konieczność ręcznej kalibracji. Funkcja ta jest szczególnie przydatna w aplikacjach wymagających częstych zmian warunków pracy, gdzie optymalne nastawy PID mogą zmieniać się dynamicznie. Regulatory PID są wyposażone także w alarmy, które sygnalizują przekroczenie krytycznych wartości procesowych, co pozwala na szybką reakcję i zapobieganie potencjalnym awariom lub uszkodzeniom sprzętu.

Regulatory temperatury są dostępne w różnych formach montażu – od panelowych regulatorów do zabudowy w szafach sterowniczych, po regulatory na szynę DIN, co umożliwia ich integrację z istniejącymi systemami automatyki przemysłowej. Mogą one być również wyposażone w interfejsy komunikacyjne, takie jak RS-485 czy Modbus, pozwalające na  zdalne monitorowanie i sterowanie procesami oraz integrację z systemami zarządzania produkcją, np. SCADA czy PLC.

Regulatory PID są stosowane w różnych aplikacjach przemysłowych, m.in. w piecach do obróbki cieplnej, suszarniach, autoklawach, maszynach pakujących, systemach klimatyzacyjnych oraz procesach przetwarzania tworzyw sztucznych. Dzięki funkcjom programowalnym, takim jak rampy temperaturowe czy regulacja wielostrefowa, regulatory te mogą sterować złożonymi procesami technologicznymi, tam gdzie precyzyjna kontrola parametrów procesowych jest kluczowa dla jakości i efektywności produkcji.

Zastosowanie znaleźć tu może regulator temperatury AR601 firmy Apar. To zaawansowane urządzenie mikroprocesorowe do stałowartościowej regulacji temperatury, wyróżnia się dużą dokładnością i odpornością na zakłócenia typowe dla środowisk przemysłowych. AR601 wyposażony jest w uniwersalne wejście termometryczne, pozwalające na współpracę z różnymi typami czujników, w tym termorezystancyjnymi Pt 100, termoparowymi (J, K, S, B, R, T, E, N) oraz cyfrowymi sondami AR182 i AR183. Dzięki temu jest wszechstronny i łatwy do dostosowania do różnych aplikacji pomiarowych. Regulator ma jedno wyjście regulacyjne, które może być przekaźnikowe lub typu SSR, co umożliwia wybór trybu regulacji zależnie od potrzeb. AR601 obsługuje trzy tryby regulacji: prostą regulację ON-OFF z histerezą, bardziej precyzyjny tryb PID oraz automatyczne strojenie PID, co czyni go odpowiednim do szerokiego zakresu zastosowań wymagających precyzyjnego nadzoru temperatury.

Urządzenie umożliwia pełną konfigurację – można zaprogramować rodzaj wejścia, zakres wskazań oraz inne parametry, a także chronić je hasłem, co zabezpiecza dostęp do ustawień konfiguracyjnych przed nieautoryzowanymi osobami. Funkcja blokady zmian wartości zadanych zwiększa bezpieczeństwo, zapobiegając przypadkowym modyfikacjom kluczowych parametrów. AR601 został wyposażony w czytelny wyświetlacz LED o wysokości cyfr 9 mm z możliwością regulacji jasności, co zapewnia dobrą widoczność wskazań. Dodatkowo sygnalizuje wykryte błędy bezpośrednio na wyświetlaczu, natomiast aktywność przekaźnika jest sygnalizowana za pomocą czerwonej diody LED.

Dzięki dokładności pomiaru wynoszącej 0,2 % zakresu pomiarowego z tolerancją ±1 cyfra (oraz dla wejść termoparowych dokładności 0,3 % ±1 cyfra i dodatkowo < 2 °C dla temperatury zimnych końców) oraz czasowi odpowiedzi w zakresie 0,5–2 sekundy (zależnie od ustawień filtracji cyfrowej), AR601 zapewnia szybki i precyzyjny pomiar oraz odpowiednią reakcję w środowiskach przemysłowych. Konfiguracja regulatora może odbywać się na dwa sposoby: za pomocą klawiatury foliowej o stopniu ochrony IP65, umieszczonej na panelu przednim lub z wykorzystaniem portu PRG i bezpłatnego oprogramowania ARsoft-CFG (kompatybilnego z systemami Windows 7/10/11), które dodatkowo umożliwia komunikację przez interfejs Modbus-RTU. Dzięki oprogramowaniu ARsoft-CFG oraz programatorowi AR955 użytkownik może nie tylko podglądać wartości mierzone, ale również szybko konfigurować pojedyncze parametry lub zapisywać gotowe zestawy parametrów w komputerze, co pozwala na łatwe kopiowanie konfiguracji do innych urządzeń tego samego typu. AR601 wyróżnia się także szerokim zakresem napięć zasilania, co dodatkowo zwiększa jego elastyczność w różnorodnych zastosowaniach przemysłowych.

Innym przykładem aparatury kontrolnej jest kompaktowy termostat K8AK-TH firmy Omron. Ten monitorujący temperaturę przekaźnik jest niezwykle cienki – jego grubość wynosi zaledwie 22,5 mm, co sprawia, że jest idealnym rozwiązaniem do zastosowań wymagających oszczędności przestrzeni. Przekaźnik K8AK-TH oferuje intuicyjną obsługę dzięki możliwości ustawiania funkcji za pomocą przełącznika DIP, co ułatwia konfigurację odpowiednich parametrów. Użytkownik może wybrać ochronę zatrzaśnięcia alarmu oraz dostosować wartości parametrów SV, co zwiększa elastyczność urządzenia w różnych środowiskach pracy.

K8AK-TH obsługuje wiele wejść dla termopar oraz czujników Pt 100, co sprawia, że jest kompatybilny z różnorodnymi rodzajami czujników temperatury, dostosowując się do różnych aplikacji przemysłowych. Urządzenie wyposażono w przekaźnik przejściowy, który umożliwia wybór trybu pracy fail-safe, co gwarantuje bezpieczeństwo działania nawet w sytuacjach awaryjnych. Stan alarmowy jest sygnalizowany za pomocą diod LED, które ostrzegają o przekroczeniu ustalonych progów temperatury.

Pomiar i sterowanie ciśnieniem

Pomiar i sterowanie ciśnieniem w aplikacjach przemysłowych jest kluczowym elementem wielu procesów technologicznych. Oprócz tradycyjnych manometrów, coraz częściej stosuje się elektroniczne przetworniki ciśnienia, które oferują znacznie więcej funkcji niż tylko bezpośredni odczyt. Główna zaleta tych urządzeń to możliwość przesyłania zmierzonych wartości w formie sygnałów analogowych lub cyfrowych, co pozwala na ich dalsze przetwarzanie i kontrolę zdalną w systemach automatyki przemysłowej.

Przetworniki ciśnienia można podzielić na różne kategorie, zależnie od zastosowanej technologii czujnika. Jednym z typów są czujniki tensometryczne, które wykorzystują drut oporowy poddawany odkształceniom na skutek przyłożonego ciśnienia. Zaletą tensometrów jest ich odporność na wibracje i uderzenia, co sprawia, że nadają się do pomiaru wysokich ciśnień, nawet do 1000 bar. Wadą jest natomiast większa wrażliwość na sposób montażu oraz wpływ temperatury na dokładność pomiaru.

Kolejną kategorią są czujniki piezorezystancyjne, w których zamiast drutu oporowego stosuje się krzemową membranę. Są one dokładniejsze i bardziej stabilne długoterminowo niż tensometryczne, ale są mniej odporne na wstrząsy. Umożliwiają pomiary bardzo małych ciśnień, nawet w zakresie milibarów, co czyni je odpowiednimi do precyzyjnych aplikacji.

Trzeci rodzaj to czujniki pojemnościowe, które działają na zasadzie zmiany pojemności kondensatora w wyniku przyłożonego ciśnienia. Dzięki szczelnej obudowie, wypełnionej olejem silikonowym, i zastosowaniu membran o dużej odporności na ścieranie, czujniki te są bardzo stabilne i odporne na działanie trudnych warunków środowiskowych. Mogą pracować w szerokim zakresie ciśnień, do 100 bar, i są cenione za długoterminową niezawodność.

Przetworniki ciśnienia dzielą się również ze względu na rodzaj sygnału wyjściowego. Standardowe przetworniki przekazują dane w postaci sygnałów analogowych (np. 4–20 mA), co jest powszechne w prostych systemach przemysłowych. Inteligentne przetworniki natomiast mają wbudowany mikroprocesor, który przetwarza dane cyfrowo, umożliwiając dodatkową obróbkę sygnału, kompensację wpływu temperatury oraz komunikację z systemami nadrzędnymi, jak SCADA czy PLC. Dzięki temu możliwa jest zdalna konfiguracja przetwornika, np. zmiana zakresu pomiarowego lub ustawienie charakterystyki wyjściowej, co sprawia, że są one idealne do bardziej zaawansowanych aplikacji.

Dobór odpowiedniego przetwornika zależy od specyfiki procesu – w prostych aplikacjach, gdzie potrzeba jedynie kontroli pojedynczego zaworu, standardowy przetwornik wystarcza. Natomiast w bardziej złożonych systemach, gdzie wymagana jest komunikacja z innymi urządzeniami i systemami nadrzędnymi, inteligentne przetworniki są lepszym rozwiązaniem.

Z oferty firmy Introl wybrać można czujnik różnicy ciśnienia Introclim DS. To precyzyjne urządzenie przeznaczone do pomiaru różnicy ciśnień, ciśnienia absolutnego, podciśnienia oraz nadciśnienia w zakresie od 0,25 mbar (25 Pa) do 10 bar. Przeznaczony jest do pracy z powietrzem oraz gazami nieagresywnymi, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla aplikacji przemysłowych wymagających dokładnych pomiarów. Dzięki zastosowaniu piezorezystancyjnych sensorów, przetwornik ten zapewnia dużą niezawodność i dokładność pomiaru, co zwiększa jego efektywność i trwałość.

Innym przykładem może być przemysłowy przetwornik ciśnienia firmy Aplisens. Urządzenie to dostępne jest w różnych zakresach ciśnień: 0–100 kPa i 0–6 MPa, co pozwala na dobór odpowiedniego modelu do specyficznych potrzeb użytkownika. Wysoka dokładność (błąd 0,4 %) i szeroki zakres sygnałów wyjściowych (4–20 mA oraz 0–10 V) umożliwiają wszechstronne zastosowania przemysłowe. Przetwornik wytrzymuje temperaturę od -25 °C do +120 °C, z opcją rozszerzenia zakresu do +170 °C. Obudowa oraz części mające kontakt z medium wykonane są ze stali kwasoodpornej 316L i 304ss, co zapewnia trwałość i odporność na korozję. Urządzenie ma stopień ochrony IP65, a zatem jest odporne na pył i wodę, dzięki czemu można je zastosować nawet w trudnych warunkach przemysłowych.

Pomiar i sterowanie przepływem

Pomiary przepływu dotyczą przepływu gazów, cieczy oraz materiałów sypkich, takich jak mąka, piasek czy cement. Przepływomierze są powszechnie stosowane w systemach dozujących, gazociągach i rurociągach, pozwalając na kontrolę procesów technologicznych, monitorowanie przepływu oraz wykrywanie ewentualnych nieszczelności w instalacjach. Dzięki precyzyjnemu pomiarowi przepływu można uniknąć strat materiałowych, zapewnić optymalizację produkcji oraz zwiększyć bezpieczeństwo operacyjne.

Istnieje kilka typów przepływomierzy, które można podzielić na mechaniczne i elektryczne. Przepływomierze mechaniczne obejmują takie rozwiązania jak przepływomierze objętościowe, manometryczne, zmiennoprzekrojowe oraz z otwartym kanałem. Przepływomierze objętościowe działają na zasadzie pomiaru szybkości napełniania i opróżniania określonej objętości medium, co sprawia, że są idealne do pomiaru cieczy lepkich. Przepływomierze manometryczne bazują na pomiarze różnicy ciśnienia między wejściem a wyjściem układu pomiarowego, co czyni je stosunkowo tanim i popularnym rozwiązaniem w prostych aplikacjach. Przepływomierze zmiennoprzekrojowe, znane również jako rotametry, są wyposażone w stożkową rurkę z pływakiem, który przemieszcza się w zależności od przepływu cieczy lub gazu, co pozwala na precyzyjne monitorowanie przepływu. Przepływomierze z otwartym kanałem mierzą prędkość przepływu na podstawie poziomu cieczy w pionowej rurce, co czyni je przydatnymi w instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych.

Elektryczne przepływomierze to bardziej zaawansowane technologicznie urządzenia, które oferują bezkontaktowy pomiar przepływu, eliminując problem spadku ciśnienia w instalacji. Przepływomierze elektromagnetyczne mierzą prędkość przepływu medium poddając analizie jego ruch przez pole magnetyczne, co czyni je szczególnie przydatnymi w przewodzących mediach, takich jak woda. Z kolei przepływomierze ultradźwiękowe działają na zasadzie analizy prędkości fal ultradźwiękowych przechodzących przez medium, co sprawia, że są idealne do pomiaru cieczy i gazów.

Kolejną kategorią są przepływomierze Coriolisa, zwane przepływomierzami masowymi, które mierzą masę przepływającego medium, wykorzystując zjawisko sił Coriolisa. Są one szczególnie precyzyjne i pozwalają na jednoczesny pomiar gęstości, lepkości oraz temperatury medium, co czyni je niezwykle przydatnymi w aplikacjach wymagających wysokiej dokładności.

Innym typem są przepływomierze Vortex, które wykorzystują teorię ścieżki Karmana. W ich przypadku pomiar opiera się na analizie częstotliwości wirów powstających za elementem umieszczonym w strudze przepływającego medium. Dzięki zastosowaniu piezoelektrycznego czujnika, wiry te są przeliczane na prędkość przepływu medium, co sprawia, że są one skuteczne w pomiarze przepływu gazów i cieczy w rurociągach przemysłowych.

Przepływomierze znajdują szerokie zastosowanie w różnych sektorach przemysłu. W systemach dozujących umożliwiają precyzyjne odmierzanie i dostarczanie składników, co jest niezbędne w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. W przemyśle naftowym i gazowym przepływomierze pomagają monitorować przepływ ropy i gazu, co pozwala na optymalizację wydobycia i dystrybucji. W branży spożywczej umożliwiają kontrolę przepływu płynnych składników, takich jak oleje, mleko czy woda, co jest kluczowe dla utrzymania jakości produktów. Przepływomierze są również szeroko stosowane w zakładach oczyszczania ścieków, gdzie mierzą objętość przepływającej wody, co umożliwia optymalizację procesów oczyszczania i minimalizację strat.

Dobór odpowiedniego przepływomierza zależy od specyfiki aplikacji oraz charakterystyki mierzonych mediów. W prostych zastosowaniach, gdzie monitorowany jest przepływ cieczy o stabilnych parametrach, mechaniczne przepływomierze mogą być wystarczające. W bardziej złożonych procesach, takich jak przemysł chemiczny, farmaceutyczny czy spożywczy, gdzie wymagana jest wysoka precyzja i integracja z systemami automatyki, bardziej zaawansowane przepływomierze, takie jak elektromagnetyczne, ultradźwiękowe czy masowe, będą lepszym wyborem. Każdy z tych typów przepływomierzy ma swoje unikalne zalety, co pozwala na dopasowanie ich do konkretnych wymagań procesowych, zapewniając optymalną kontrolę i efektywność operacyjną w różnych warunkach przemysłowych.

Przykładem jest przepływomierz elektromagnetyczny SM6420 firmy IFM, model SMK12XGXFRKG/US-100 służy do precyzyjnego pomiaru przepływu, poboru oraz temperatury medium. Charakteryzuje się wysoką dokładnością, powtarzalnością oraz doskonałą dynamiką pomiarów, przez co stosowany jest w aplikacjach wymagających precyzyjnego monitorowania parametrów przepływu. Wyposażono go w różnorodne opcje wyjściowe – przełączające, analogowe i impulsowe, co daje użytkownikowi dużą elastyczność w integracji z systemami monitorowania i kontroli.

Urządzenie ma czytelny kolorowy wyświetlacz z funkcją przełączania barw na czerwoną lub zieloną. Dzięki swojej konstrukcji przepływomierz nie wymaga prostych odcinków na wlocie i wylocie, co upraszcza instalację i pozwala na montaż nawet w ograniczonych przestrzennie lub złożonych układach przepływowych.

Ciekawym rozwiązaniem jest Proline Prowirl 200 firmy Endress+Hauser, przepływomierz wirowy służący do pomiaru przepływu pary i gazów. Dużym jego walorem jest zintegrowany pomiar ciśnienia i temperatury oraz detekcja pary mokrej. Urządzenie jest w stanie zastąpić czujnik temperatury i ciśnienia a także komputer przepływu. Co ważne, jest odporny na skoki temperatury, drgania rurociągu i uderzenia hydrauliczne, a fabryczna kalibracja zapewnia wysoką dokładność pomiaru przez cały cykl życia urządzenia.

Wieloparametrowe przepływomierze Prowirl 200 przeznaczone są głównie do aplikacji pary wodnej oraz pracy w instalacjach pomocnicznych (gazy i ciecze). Urządzenia te wykonują obliczenia na podstawie zaimplementowanych tabel zgodnych ze standardem IAPWS-IF97. Dzięki temu instalacja pary mokrej, nasyconej lub przegrzanej jest zawsze mierzona i kompensowana w prawidłowy sposób. Przepływomierze Prowirl, wyposażone w Heartbeat Technology, zapewniają najwyższy poziom bezpieczeństwa w obszarach zagrożonych wybuchem oraz umożliwiają kompleksową weryfikację poprawności działania.

Sterowniki PLC

Sterowniki PLC (Programowalne Sterowniki Logiczne) powstały jako alternatywa dla przekaźnikowych systemów sterowania i szybko stały się kluczowym elementem nowoczesnej automatyki przemysłowej. Ich podstawowym zadaniem jest kontrola procesów technologicznych, monitorowanie pracy maszyn, a także podejmowanie odpowiednich działań na podstawie otrzymanych danych z czujników.

Sterowniki PLC składają się z kilku głównych komponentów: jednostki centralnej (CPU), modułów wejść/wyjść oraz pamięci. CPU przetwarza sygnały wejściowe, takie jak dane z czujników, i steruje urządzeniami wykonawczymi, np. silnikami czy zaworami. Moduły wejść/wyjść pozwalają na podłączenie różnego rodzaju czujników oraz urządzeń wykonawczych. Sterownik działa w cyklach, wykonując program sekwencyjnie – odczytuje stany wejść, przetwarza dane zgodnie z programem i aktualizuje wyjścia, co umożliwia szybką i ciągłą kontrolę nad procesami.

Programowanie sterowników PLC odbywa się przy użyciu specjalistycznych języków, takich jak drabinkowy (ladder logic), przypominający schematy przekaźników, co czyni go intuicyjnym dla inżynierów. Wraz z rozwojem sterowników, wprowadzono inne języki, takie jak Blok Funkcji (FBD) czy Sekwencyjny Diagram Funkcji (SFC), które pozwalają na bardziej zaawansowane programowanie logiki sterującej.

Sterowniki PLC oferują również możliwość integracji z różnymi systemami komunikacyjnymi, dzięki czemu mogą współpracować z innymi urządzeniami w zakładzie. Typowe interfejsy komunikacyjne to Ethernet, Modbus czy PROFIBUS. Sterowniki mogą być łatwo rozbudowywane poprzez dodawanie kolejnych modułów wejść/wyjść lub interfejsów komunikacyjnych, co sprawia, że są one skalowalne i elastyczne.

Jedną z największych zalet sterowników PLC jest ich odporność na trudne warunki środowiskowe, takie jak wysoka temperatura, wilgotność czy zakłócenia elektromagnetyczne. Sterowniki te zostały zaprojektowane z myślą o pracy w środowisku przemysłowym, gdzie wymagana jest niezawodność i trwałość. Dodatkowo, dzięki możliwości programowania, sterowniki PLC są bardziej elastyczne niż tradycyjne systemy przekaźnikowe, co pozwala na szybkie zmiany w logice sterowania bez potrzeby modyfikowania połączeń fizycznych.

Sterowniki PLC są obecnie szeroko wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, w tym w automatyzacji procesów produkcyjnych, zarządzaniu systemami HVAC, systemach transportowych, wodociągach oraz energetyce. Dzięki ich elastyczności i niezawodności, stanowią podstawowy element nowoczesnych systemów automatyki przemysłowej i są kluczowym komponentem rozwoju technologii Przemysłu 4.0, gdzie sterowniki PLC integrują się z innymi systemami (w tym z Przemysłowym Internetem Rzeczy) w celu zapewnienia pełnej kontroli i monitoringu procesów w czasie rzeczywistym.

Przykładem są sterowniki marki Siemens PLC S7-1200. To kompaktowe urządzenia z dużą liczbą interfejsów komunikacyjnych oraz szeroką gamą funkcji technologicznych. Jednostki centralne S7-1200 można dobrać do konkretnego zastosowania, biorąc pod uwagę rodzaj napięcia zasilania, rodzaj wyjść, pojemność pamięci, liczbę wejść/wyjść oraz liczbę możliwych do podłączenia modułów rozszerzeń.

Sterowniki PLC firmy Fatek mają kompaktową budowę, a instalowane są na szynie DIN. Producent ma w swojej ofercie trzy rodziny sterowników PLC: seria FBs, B1 oraz B1z. Dwie pierwsze mogą być rozbudowane o dodatkowe porty komunikacyjne, przy większych pod względem wejść/wyjść możemy dodać moduły rozszerzające. Dodatkowo są produkowane zarówno na AC (85–240 V AC) oraz DC (12 V DC i 24 V DC).

Podsumowanie

Aparatura kontrolno-pomiarowa oraz systemy automatyki i sterowania są kluczowymi elementami nowoczesnych procesów technologicznych. Urządzenia te monitorują i kontrolują parametry, takie jak napięcie, prąd, temperatura, ciśnienie czy przepływ, co pozwala na zapewnienie ciągłości i efektywności pracy maszyn. Mierniki wielkości elektrycznych, takie jak multimetry i mierniki cęgowe, umożliwiają precyzyjne pomiary parametrów elektrycznych, niezbędne do diagnostyki i utrzymania ruchu. Sterowniki PLC automatyzują procesy produkcyjne, dostosowując się do różnych warunków operacyjnych, a zaawansowane regulatory PID dbają o precyzyjne utrzymanie wartości procesowych, takich jak temperatura czy ciśnienie.

Dzięki rozwojowi technologii w tych obszarach przemysł może zwiększać swoją wydajność, minimalizować ryzyko awarii i optymalizować procesy produkcyjne, co przekłada się na lepszą jakość i bezpieczeństwo operacji.

source: Automatyka 12/2024