Utviklingen av PLS-er: En historie med programmerbare logiske kontroller, og hvordan du velger eller erstatter dem

Gå gjennom nesten hvilken som helst eldre fabrikk, og du vil finne et paradoks. Én linje kjører fortsatt stigelogikk skrevet for femten eller tjue år siden på en kontroller som har vært avviklet i et tiår, mens cellen rett ved siden av strømmer data til en IIoT-plattform for prediktivt vedlikehold. Begge gjør jobben sin. Det gapet, som sitter side ved side i samme etasje, er egentlig historien om hvordan programmerbare logiske kontrollere vokste opp. Å forstå utviklingen av PLS-er er ikke bare industriell trivia. Den forteller deg hvorfor den installerte basen din ser ut som den gjør, og den former to avgjørelser hver plante til slutt står overfor: hvilken kontroller du skal kjøpe neste gang og hva du skal gjøre når den du stoler på når slutten av livet.

Før PLSer: Hvorfor Relay Logic Holdt Industry Back

Før PLS ble maskinene kontrollert av banker av elektromekaniske reléer. Logikken til en prosess, som betyr når denne ventilen åpner og den motoren starter, levde i den fysiske ledningen mellom hundrevis eller til og med tusenvis av reléer plassert i store skap.

Den tilnærmingen fungerte, men den var sprø på dyre måter. Å endre kontrollsekvensen betydde å koble panelet om for hånd, en jobb som kunne ta dager eller uker mens linjen var inaktiv. Et enkelt sviktet relé eller en løs ledning kunne stoppe produksjonen, og det var sakte arbeid å finne feilen i en labyrint av ledninger. Skapene i seg selv forbrukte gulvplass, og etter år med små endringer stemte dokumentasjonen sjelden med det som faktisk var bygget.

Presset kom til topps i den amerikanske bilindustrien. Bilprodusenter som General Motors verktøyet om linjene sine hvert modellår, og hvert verktøy betydde å rive ut og gjenoppbygge relépaneler til enorme kostnader. På slutten av 1960-tallet gjorde den årlige forstyrrelsen søket etter et omprogrammerbart alternativ påtrengende. Kjerneønsket var enkelt: ha tillit til pålitelighetsingeniørene, men gjør endringer i programvaren i stedet for kobber. Det trykket førte direkte til spesifikasjonen som skapte den første PLS-en.

The Birth of the PLC (1968): Modicon 084 og Ladder Logic

I 1968 skrev Hydramatic-avdelingen av General Motors en nå-kjent spesifikasjon for en solid-erstatning for relékontroll. Den ba om en robust enhet som kunne omprogrammeres uten omledning, overleve et fabrikkgulv og vedlikeholdes av anleggets eksisterende elektrikere i stedet for dataspesialister.

Et lite ingeniørfirma, Bedford Associates, tok på seg utfordringen. Svaret deres, ledet av ingeniør Richard "Dick" Morley og hans kolleger, ble Modicon 084, allment anerkjent som den første programmerbare logiske kontrolleren. Navnet "Modicon" kom fra Modular Digital Controller," og "084" var ganske enkelt selskapets prosjektnummer. Morley blir ofte kalt PLS-ens far for dette arbeidet.

Den viktigste avgjørelsen bak 084 var ikke rå ytelse. Det var valget av programmeringsmetode. I stedet for å finne opp et nytt dataspråk, lot teamet ingeniører programmere kontrolleren ved hjelp av stigelogikk, et diagram som så nesten nøyaktig ut som relé-stigeskjemaet som elektrikere allerede leser hver dag. Dette betydde enormt mye. Personene som vedlikeholdt disse maskinene var elektrikere, ikke programmerere, og de kunne ta i bruk den nye kontrolleren uten omskolering. Det eneste designvalget, som møter brukere der de allerede var, er en stor grunn til at PLS-er sprer seg så raskt og hvorfor stigelogikk forblir et dominerende programmeringsspråk mer enn femti år senere. Det er også grunnen til at noen anlegg fortsatt kjører stigeprogrammer skrevet for flere tiår siden, et punkt vi kommer tilbake til når vi diskuterer å erstatte eldre maskinvare.

Fra den første bestillingen spredte konseptet seg raskt. Andre produsenter fulgte etter, og i løpet av få år hadde PLS-en gått fra et enkelt bileksperiment til et standardverktøy på tvers av bransjer.

Hvordan PLS-er utviklet seg, tiår for tiår

Når konseptet viste seg, utviklet PLS-er seg jevnt og trutt, og hvert tiår la til en funksjon som datidens industri etterspurte.

På 1970- og begynnelsen av 1980-tallet var ankomsten av mikroprosessoren vendepunktet. PLS-er ble mindre og raskere, fikk mer minne og plukket opp sine første kommunikasjonsporter, som lot kontrollere snakke med hverandre i stedet for å kjøre isolert.

1990-tallet handlet om å koble seg oppover, til mennesker og planter over maskinen. Menneskelige-maskingrensesnitt (HMI-er) ga operatører grafiske skjermer i stedet for indikatorlys, og PLS-er begynte å utveksle data med anleggssystemer på høyere-nivå. Denne perioden brakte også IEC 61131-3-standarden, publisert i 1993, som definerte et felles sett med programmeringsspråk og reduserte innlåsing til en enkelt leverandørs stil.

2000-tallet brettet inn funksjoner som en gang trengte separat maskinvare. Bevegelseskontroll, og i noen tilfeller maskinsyn, ble funksjoner som en enkelt kontroller kunne koordinere, mens Ethernet-baserte protokoller gjorde det mye enklere å koble til systemer fra flere-leverandører.

Fra 2010-tallet til i dag ble PLS en node i et mye større nettverk. Kontrollere kobler nå til ERP- og MES-programvare, mater IIoT-plattformer og støtter edge computing nær maskinen. Like viktig er det at de nå må utformes med cybersikkerhet i tankene, fordi en kontroller på nettverket også er en kontroller utsatt for det.

Hvis du vil se hvordan en produsent har gått gjennom de samme stadiene, kan du dykke videreOmron PLC-maskinvareutvikling over 50 årsporer denne buen gjennom et enkelt merkes produktlinje.

Legacy vs Modern PLCs: What Actually Changed

Historien om tiår-for-tiår forklarer hvordan vi kom hit. Sett side om side, forskjellen mellom en eldre PLS og en moderne viser seg over fem dimensjoner, og hver har en praktisk konsekvens for den som eier systemet.

Sikkerhetslinjen fortjener en merknad. Mange eldre PLS-er ble designet i en tid da en kontroller aldri var forventet å berøre et bredere nettverk. Koble en til et moderne anleggsnettverk, og det kan bli et mykt sted for angripere, som er en av de praktiske grunnene til at anlegg velger å erstatte eldre maskinvare i stedet for å fortsette å lappe rundt den.

PLS vs PAC vs DCS vs mikrokontroller: Rydder opp i forvirringen

Disse fire begrepene brukes løst, og forvirringen kan føre til at du kjøper feil maskinvareklasse. Her er kortversjonen.

A PLChåndterer diskret, logisk-styrt kontroll av maskiner og linjer, som er hjemmebanen. ENPAC(programmerbar automatiseringskontroller) er en kraftigere fetter, bygget for kompleks matematikk, datahåndtering og avansert programmering på tvers av større systemer. ENDCS(distribuert kontrollsystem) er designet for store, kontinuerlige prosesser som kjemikalier, olje og gass, eller kraft, hvor tusenvis av sløyfer går døgnet rundt. ENmikrokontrollerer en enkelt brikke innebygd i én enhet eller produkt, som håndterer én dedikert oppgave.

En-veiledning: velg en PLS for diskret maskinlogikk, en PAC når du trenger tung beregning og avansert programmering, en DCS for store kontinuerlige prosessanlegg og en mikrokontroller for enkel enkelt-enhetskontroll. Med grensene klare, er neste spørsmål praktisk: hvilke merker lager disse kontrollerene, og hvordan er de forskjellige?

De viktigste PLC-merkene i dag

Seks merker dominerer de fleste kjøpshortlistene. Hver har et genuint tyngdepunkt i stedet for bare å være "pålitelig og avansert", og å vite hvor hver er sterkest sparer tid.

Les tabellen for hva som gjør hvert merke forskjellig.Siemenser sterk når du vil ha én plattform fra den minste kontrolleren til den største, vanlig på tvers av europeisk og diskret produksjon.Allen-Bradley, en del av Rockwell, er standarden i Nord-Amerika med en dyp lokal integratorbase.Mitsubishier foretrukket av maskinbyggere som trenger fart til en konkurransedyktig pris.Omronskiller seg ut der en linje handler like mye om inspeksjon som om bevegelse.Schneider, som bærer den opprinnelige Modicon-avstamningen, er sterk i infrastruktur og prosesser-tilstøtende arbeid. ABB har en tendens til å vinne der nettsteder allerede er standardisert på ABB-stasjoner og instrumentering.

Uansett merke, tre faktorer bestemmer at det passer mer enn noe datablad:

• Økosystemlås-inn.Programmeringsprogramvare, lisenser og opplæring knytter deg til en plattform. Å bytte merke senere er sjelden bare en maskinvarebytte.
• Tilgjengelighet av-reservedeler.Et merke er bare så bra som din evne til å få moduler raskt, spesielt for eldre serier. Lange ledetider på et enkelt kort kan sette en linje på tomgang.
• Integrasjonskompatibilitet.Sjekk at kontrolleren snakker protokollene dine eksisterende stasjoner, HMI-er og oppstrømssystemer allerede bruker.

For en bredere liste og hoved-til-detalj, se veiledningen vår tiltopp PLC-produsenter. Når du allerede kjenner merket du trenger, kan dubla gjennom PLS-moduler etter produsentdirekte.

Hvordan velge riktig PLS for applikasjonen din

Når merkevarekortlisten er satt, match den til jobben foran deg. Fem faktorer bærer det meste av avgjørelsen.

I/O-antall og utvidelsesmuligheter.Tell inn- og utdataene dine, og legg deretter til omtrent 20 til 30 prosent takhøyde. Dimensjonering til dagens eksakte antall er hvordan planter ender opp med å erstatte en hel kontroller bare for å legge til noen få sensorer to år senere.

Behandlingsevne.Enkel på/av-logikk trenger lite; PID-løkker, bevegelse eller håndtering av tung data krever en sterkere CPU og raskere skannetid. Match prosessoren til den vanskeligste oppgaven på linjen, ikke den gjennomsnittlige.

Kommunikasjonsprotokoller.List opp protokollene ditt eksisterende utstyr bruker, for eksempel PROFINET, EtherNet/IP, Modbus eller EtherCAT, og velg en kontroller som snakker dem innfødt. Ettermontering av gatewayer legger til kostnads- og feilpoeng senere.

Miljøvurdering.Temperatur, vibrasjon, støv og fuktighet avgjør om du trenger standard eller herdet maskinvare. En kontroller som er klassifisert for et rent kabinett, vil ikke vare i en nedvasking- eller utendørs.

Budsjett og ledetid.Den billigste modulen er ingen kupp hvis den har tolv-ukers leveringstid og linjen din er nede. Vei enhetspris opp mot reell tilgjengelighet og kostnaden ved forsinkelse.

En rask sjekkliste du kan bruke på nytt:

• Inkluderer I/O-tallet 2 til 3 års utvidelse?
• Er CPU-størrelsen for den mest krevende oppgaven din, ikke gjennomsnittet?
• Støtter kontrolleren de eksisterende protokollene dine?
• Er miljøvurderingen riktig for det faktiske installasjonsstedet?
• Har du bekreftet reell lager og ledetid, ikke bare listepris?
• Passer det merkevareøkosystemet ditt team allerede kjenner?

Hvis den eksisterende kontrolleren er i orden og du bare utvider, gjelder den samme logikken. Den vanskeligere saken er den neste: hva du skal gjøre når PLS-en du er avhengig av blir avviklet.

Erstatter eldre eller utgåtte PLS-er

Å bytte ut en kontroller er sjelden et fritt valg; det er vanligvis tvunget av ett av noen få signaler. Vurder utskifting seriøst når du ser følgende:

• Gjentatte feil og uplanlagt nedetid på en aldrende kontroller.
• Et offisielt varsel om slutt-på-levetid eller seponering fra produsenten.
• Ingen originale reservemoduler tilgjengelig, eller bare tvilsom grå{0}}markedsbeholdning.
• Vedlikeholds- og nedetidskostnader som stille har vokst seg større enn kostnadene ved oppgradering.

Hvis noen av disse gjelder, er det første praktiske trinnet innkjøp. Bekreft om det eksakte delenummeret ditt fortsatt er produsert, og hvis ikke, identifiser en kompatibel erstatning eller et tilsvarende-lager på lager. Det er her en distributør med ekte varelager betyr noe, fordi et utgått delenummer ofte fortsatt er å finne gjennom de riktige kanalene lenge etter at produsenten har gått videre.

Derfra står du overfor én reell avgjørelse: for eksempel-for-som erstatning eller en full oppgradering.

A kompatibel erstatningbeholder ditt eksisterende program, kabling og I/O-oppsett. Det er lavere risiko, lavere kostnader og raskt, og det er derfor det vanligvis er det riktige anropet når en linje bare må fortsette å kjøre. Velg denne veien når nedetid er din hovedfiende og systemet rundt ellers er sunt.

A full oppgraderingtil en moderne plattform koster mer og tar lengre tid, men det tilbakestiller klokken: nåværende reservedeler-tilgjengelighet, moderne kommunikasjon og cybersikkerhet innebygd. Velg dette når hele systemet eldes, når en bredere modernisering allerede er planlagt, eller når den gamle arkitekturen holder tilbake det du vil gjøre videre.

Hvis du arbeider gjennom en spesifikk migrering, vår gjennomgang avvelge og migrere eldre Modicon-kontrollereviser hvordan disse avveiningene-utspiller seg på en reell produktserie. Og hvis du allerede vet hvilken del du trenger å hente eller bytte,send oss ​​modellnummeret for en lagersjekk og tilbud.

Fremtiden til PLS-er: Edge AI, Autonomous Optimization og OT/IT-konvergens

Tre skift former hvor PLS-ene går videre, og hver har en takeaway for et kjøp du gjør i dag.

Edge AIflytter analyse til eller ved siden av kontrolleren, slik at oppgaver som avviksdeteksjon skjer lokalt uten en rundtur til skyen. Tipset: Å favorisere kontrollere som støtter edge computing i dag kjøper deg plass til disse funksjonene senere.

Autonom optimaliseringlar systemene justere sine egne parametere fra live data i stedet for faste settpunkter. Hint: åpen datatilgang og standardprotokoller betyr mer her enn noen enkelt leverandørfunksjon.

OT/IT-konvergensfortsetter å viske ut grensen mellom fabrikkgulvet og bedriftsprogramvaren. Hint: en kontroller med sterk, sikker nettverksbygging vil integreres mye lettere enn en som er utformet som en øy.

Ingenting av dette betyr å jage det nyeste. Det betyr at når du bruker utvalgssjekklisten ovenfor, er vekting av tilkobling og åpne protokoller litt høyere en rimelig-måte for å holde et kjøp relevant lenger.

Hvor du skal gå herfra

Utviklingen av PLS-er er egentlig historien om et verktøy som fortsatte å møte brukerne der de var, fra stigelogikk i 1968 til sikre, tilkoblede kontrollere i dag. Hvor du går videre avhenger av hvor du står:

• Kartlegger du fortsatt landskapet?Sammenlignstore PLC-merkerog hvordan de skiller seg før du lister.
• Velger du din neste kontroller?Kjør utvalgssjekklisten ovenfor mot din faktiske søknad.
• Har du å gjøre med en aldrende eller utgått PLS?Identifiser delen, velg mellom en kompatibel erstatning og en oppgradering, og få en lagersjekk.

Uansett hvilket stadium du er på, fortell oss modulene du jobber med, så hjelper vi deg raskt med å finne de riktige modulene.Be om et tilbud eller en lagersjekkfor å komme i gang.

FAQ

 

 

Hva var den første PLS og hvem oppfant den?

Modicon 084, bygget av Bedford Associates i 1968 til 1969 som svar på en General Motors spesifikasjon. Ingeniør Dick Morley er allment kreditert som dens hovedskaper og blir ofte kalt faren til PLC.

Hva er de fem IEC 61131-3-programmeringsspråkene?

Stigediagram (LD) for relé-stillogikk, funksjonsblokkdiagram (FBD) for signalflyt, strukturert tekst (ST) for tekst-basert kode, instruksjonsliste (IL), en sammenstilling på lavt-nivå-som språk, og sekvensiell funksjonskart (SFC) for trinnsekvenser.

Hvilket PLC-merke er best?

Det er ingen enkelt beste; det avhenger av tre ting: din region og lokal støtte, økosystemet teamet ditt allerede kjenner, og søknadstypen din. Siemens og Schneider leder over store deler av Europa og infrastruktur, Allen-Bradley i Nord-Amerika, og Mitsubishi og Omron i asiatisk maskinbygging. Sammenlign dem i vårmerkevareguide.

Hvordan velger jeg riktig PLS?

Match fire ting til applikasjonen din: I/O teller med plass til å utvide, prosessorkraft for den vanskeligste oppgaven, kommunikasjonsprotokollene utstyret ditt bruker, og miljøvurderingen for installasjonsstedet. Bekreft deretter ekte lager og ledetid. Den fullstendige sjekklisten er ovenfor.

Kan jeg erstatte en utgått PLS-modul?

Vanligvis ja. Mange utgåtte delenumre er fortsatt tilgjengelige gjennom distributørens beholdning, og der de ikke er det, kan en kompatibel eller oppgradert ekvivalent skaffes.Send oss ​​modellnummeretog vi vil sjekke tilgjengelighet.

Er nye og gamle PLS-er fra samme merke kompatible?

Det kommer an på. Innenfor den samme produktserien er erstatninger ofte nærme-inhopp. På tvers av generasjoner eller serier kan det hende du trenger programvarekonvertering eller ledningsendringer, så sjekk serien, fastvaren eller programvareversjonen og I/O-oppsettet før du antar kompatibilitet.

Gratis konsultasjon