Plc ir įvairių „Arduino“ pagrindu sukurtų plokščių apžvalga

Pirmą kartą „Arduino“ buvo pristatytas 2005 m., Siekiant, kad naujokai ir profesionalai galėtų pigiai ir lengvai sukurti prietaisus, kurie sąveikauja su jų aplinka naudodami jutiklius ir pavaras.

Prieš pristatant „Arduino“, į įdėtąjį dizainą buvo žiūrima kaip į sudėtingą dalyką, o mėgėjai (arba inžinieriai) turėjo rasti profesionalą, kad gautų savo problemos modelį. Pavyzdžiui, jei norite paprasto 3D spausdintuvo, turite gauti profesionalios pagalbos, nes yra tūkstančiai valdiklių su suderinamu IDE. Mėgėjas negali sužinoti apie visus mikrovaldiklius ir jų programavimo būdus. Ši situacija baigėsi, kai buvo pristatytas visuotinai pripažintas ARDUINO. Taip mėgėjai ar inžinieriai gali kurti ir plėtoti savo projektus be didelės profesionalios pagalbos.

Priežastis, kodėl ji tapo tokia visuotinai priimtina, nes tai yra atviro kodo elektronikos platforma, pagrįsta lengvai naudojama aparatine ir programine įranga. „Arduino“ plokštės sugeba nuskaityti įvestis, pavyzdžiui, jutiklio šviesą, pirštą ant mygtuko, ir paversti ją programuojama išvestimi, pavyzdžiui, įjungti variklį, įjungti šviesos diodą ir paskelbti ką nors internete.

Per daugelį metų „Arduino“ išpopuliarėjo ir tuo pačiu buvo sukurta daug pažangių plokščių, panašių tikslų, pavyzdžiui, „Raspberry PI“, „Panda“ ir kt. „Arduino“ naudojama kaip smegenys daugybei projektų, pradedant kasdieniais daiktais ir baigiant sudėtingais mokslo instrumentais. Studentai, mėgėjai, menininkai, programuotojai ir profesionalai visame pasaulyje susirinko prie šios atviro kodo platformos ir sukūrė daugybę projektų, sukaupdami neįtikėtiną žinių kiekį, kuris gali būti labai naudingas tiek pradedantiesiems, tiek ekspertams.

Turėdamas sukauptų žinių ir neseniai įvedęs IoT, ažiotažas dėl „Arduino“ žengė dar vieną žingsnį į priekį ir tapo inžinierių bei mėgėjų mokymosi įrankiu. Dabar „Arduino“ plokštė pradėjo keistis, kad prisitaikytų prie naujų poreikių ir iššūkių, tokių kaip interneto programos, nešiojami, 3D spausdinimas, įterptosios aplinkos ir galiausiai PLC (programuojamas loginis valdiklis). Šiame straipsnyje sužinosime apie tai, kas yra PLC ir kaip „Arduino“ galima naudoti kaip PLC.

Įvadas į PLC (programuojamas loginis valdiklis)

Pirmiausia, prieš eidami į PLC, leiskite mums suprasti pramoninės automatikos terminą. Kaip mes visi žinome, mašinų naudojimas darbui pramonėje yra ekonomiškesnis nei žmonių naudojimas, nes mašinoms nereikia pinigų, atostogų ar pertraukų, taigi, jei mašinos naudojamos vietoje žmonių, pramonė gali gaminti savo produktus 24 * 7 be problemų. Dabar ši žmonių pakeitimo mašinomis ar robotinėmis rankomis sąranka vadinama pramonine automatika.

PLC yra valdiklis, specialiai sukurtas mašinoms, naudojamoms pramoninėje automatikoje, valdyti. Jie suprojektuoti taip, kad būtų patikimi atšiaurioje pramoninėje aplinkoje (pvz., Ekstremalioje temperatūroje, drėgnose, drėgnose, dulkėtose sąlygose). PLC pritaikymai gali būti matomi gamyklos surinkimo linijoje, rūdos perdirbimo gamykloje, robotizuotame suvirinime, CNC drožybose ir kt. Kadangi ši įranga sukurta siekiant didelio efektyvumo ir tvirtos aplinkos, ji brangiai kainuoja tiek montuojant, tiek taisant.

PLC (programuojamas loginis valdiklis) turi daug funkcijų, panašių į mūsų asmeninį kompiuterį namuose. Jie abu turi maitinimo bloką, procesorių (centrinį procesorių), įvesties ir išvesties (įvesties / išvesties) prievadus, RAM ir ROM atmintį bei valdymo programinę įrangą. Didžiausias skirtumas tarp šių dviejų yra tai, kad PLC gali atlikti atskiras ir nepertraukiamas funkcijas atšiaurioje aplinkoje, kurios negali atlikti asmeninis kompiuteris. Taip pat galite perskaityti skirtumą tarp PLC ir mikrovaldiklio, kad gautumėte apžvalgą apie jo palyginimą su mikrovaldikliais.

Rinkoje yra daugybė skirtingų tipų PLC pagal kliento reikalavimus. Nors yra daugybė PLC tipų, jie laikosi tam tikrų standartų, kad vartotojas galėtų lengvai pasirinkti.

Pagrindinė PLC funkcija

Norėdami suprasti pagrindinį PLC veikimą, paimkime paprastą pavyzdį, kaip parodyta žemiau.

Sakykime, kad šioje sąrangoje mes turime įjungti lemputę pirmas penkiasdešimt sekundžių ir išjungti lemputę kitas dvidešimt sekundžių, tada mes turime naudoti grandinės jungiklį, kad nuolat uždarytume ir atidarytume kilpą. Tai paprasta, bet labai varginanti žmogaus užduotis ir nėra ekonomiškai naudinga kaskart įsigyti tokio tipo problemoms skirtas laikmačio reles. Visais tais atvejais problemai išspręsti galime naudoti vieną PLC.

Čia galite pamatyti, kad PLC yra prijungtas sąrankos cikle, laikant jungiklį uždarytą. Mes galime naudoti programavimą, norėdami nustatyti grandinės PLC laikmatį. Kai tai bus padaryta, PLC gali nuolat uždaryti ir atidaryti kilpą, kuris pakeičia žmogaus įsikišimo poreikį. PLC pradėjus vykdyti programą, jis nesustos tol, kol nebus pertraukta.

Tai tik paprasta sąranka, o PLC turi galimybę valdyti daug didesnius ir sudėtingesnius procesus, tokius kaip PWM valdymas, jutimas ir kt. PLC paprastai yra sukurtas klientui taip, kad jis galėtų pritaikyti PLC veikia priklausomai nuo taikymo ir poreikio.

PLC blokinė schema

Dabar pažvelkime į svarbius PLC esančius modulius.

Maitinimo modulis: Šis modulis kartais dedamas kaip atskira sąranka, pavyzdžiui, adapteris, ir kitais atvejais jis bus suprojektuotas tiesiai ant pagrindinės PCB. Modulio funkcija yra suteikti reikiamą galią visam PLC (programuojamo loginio valdiklio) sąrankai. Modulis yra keitiklis, kuris konvertuoja galimą kintamosios srovės galią į nuolatinę galią, kurios reikalauja procesorius ir kiti moduliai. Paprastai PLC veikia ant 12 V ir 24 V maitinimo bėgių.

Centrinis procesorius: Šis modulis yra labiausiai apsaugotas, nes jis yra viso PLC veikimo pagrindas. Procesoriaus modulį sudaro mikroprocesorius arba mikrovaldiklis, programos atmintis, „flash“ atmintis ir RAMS atmintis. „Flash“ atmintyje arba ROM atmintyje saugoma operacinė sistema, tvarkyklė ir programų programa. RAM naudoja mikroprocesorius duomenims ir informacijai pasiekti.

Centrinio procesoriaus funkcija yra vykdyti atmintyje saugomą programą ir veikti pagal rašytines instrukcijas. Taigi iš esmės procesorius nuskaito įvesties duomenis iš jutiklių, kad apdorotų, ir pagaliau siunčia atitinkamą atsakymą, pagrįstą programa.

Įvesties ir išvesties modulis: Įvesties modulis naudojamas ryšiui tarp įvairių jutiklių ir klaviatūrų su centriniu procesoriumi nustatyti, o išvesties modulį procesorius naudoja atsakui į išorinį pasaulį pateikti.

Programavimo įrenginio modulis: Šis modulis naudojamas ryšiui tarp kompiuterio ir PLC užmegzti. Pagrindinė funkcija yra perprogramuoti PLC mikroprocesorių.

PLC tipai (programuojamas loginis valdiklis)

PLC yra padalintas į du tipus, būtent fiksuotą (arba kompaktišką PLC) ir modulinį PLC.

1. Kompaktiškas arba fiksuotas PLC: paprastai tai yra žemos klasės PLC, kuris yra populiarus daugelyje pramonės šakų. „Compact PLC“ turi fiksuotą įvesties / išvesties modulių ir išorinių įvesties / išvesties kortelių skaičių, todėl vėliau jų išplėsti negalima, kad būtų sudėtingesnė sąranka. Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti fiksuotą PLC.

2. Modulinis PLC: Modulinis PLC leidžia kelis kartus išplėsti, sukraunant „modulius“ lygiagrečiai. Modulinio PLC įvesties / išvesties prievadus galima padidinti sudėtingesnėms operacijoms pramonėje. Modulinį PLC taip pat lengviau naudoti, nes kiekvienas komponentas yra nepriklausomas vienas nuo kito. Šis PLC tipas yra populiarus daugelyje pramonės šakų

„Arduino“ vs PLC (programuojamas loginis valdiklis)

Kaip jau minėjome anksčiau, svarbūs PLC moduliai yra panašūs į kompiuterį (asmeninį kompiuterį) ir dar labiau panašūs į vieno plokštės kompiuterius, tokius kaip „Arduino“. Taigi viduje tam tikru lygiu tiek PLC, tiek „Arduino“ darbas yra tas pats ir mes galime naudoti šį „Arduino“ kurdami PLC (programuojamą loginį valdiklį). „ Arduino“ PLC jau yra rinkoje ir yra pigesni, palyginti su įprastais. Taigi „Arduino-PLC“ šiomis dienomis tampa populiarus, o jo taikomųjų programų ateityje daugės. Tai yra tam tikri „Arduino PLC“ ir įprasto PLC skirtumai, ir keli iš jų yra paminėti žemiau.

„Arduino“ PLC	PLC (programuojamas loginis valdiklis)
Reikalingi išoriniai komponentai darbui kaip PLC	Nereikia papildomų išorinių komponentų
Visuotinai priimta	Reklamuojama daugiausia pramonėje
Žema kaina	Aukšta kaina
Norint perrašyti „Arduino“ programą, reikia išmokti pagrindinio programavimo	Reikėjo tik pagrindinės PLC perprogramavimo technikos
Perprogramuoti yra gana sunku	Perprogramuoti yra gana lengva
Patenkinamas pasirodymas	Didelis našumas
Negali dirbti sunkiomis sąlygomis	Gali dirbti sunkiomis sąlygomis
Kompaktiškas ir mažas	Didelė ir sunki
Stacking negali būti naudojamas toliau „Arduino PLC“ PLC veikimui	Krovimas gali būti naudojamas normaliam PLC PLC veikimui skatinti
Daugiau bendravimo galimybių	Mažiau bendravimo galimybių
Lengva pakeisti ir taisyti	Sunku pakeisti ir taisyti
Mažesnės pasirinkimo galimybės	Daugybė pasirinkimo variantų

Dabar trumpai aptarkime apie populiarius „ Arduino“ pagrindu veikiančius PLC, kurie šiuo metu yra rinkoje.

1. Pramoniniai skydai „Arduino“ PLC

„Industrial Shields“ yra populiari įmonė, teikianti „Arduino“ pagrindu pagamintus PLC skydus daugeliui pramoninių programų. Toliau trumpai aptariami populiariai naudojami skydai.

Pramoniniai skydai ARDBOX:

„ARDBOX“ yra „Arduino“ pagrindu sukurta PLC, skirta mažoms ir vidutinėms pramonės įmonėms. ARDBOX paveikslėlis parodytas žemiau.

„ARDBOX“ sukurtas remiantis „ARDUINO LEONARO“, taigi visos „ARDBOX“ techninės specifikacijos yra „LEONARO“ specifikacijos. Pagrindinės ARDBOX savybės ir techninės specifikacijos pateikiamos žemiau.

Įvesties įtampa	12V arba 24V
Vardinė galia	30 vatų
Didžiausia srovė	1.5A
Laikrodžio greitis	16MHz
Dydis	100x45x115 mm
Programavimo kalba	„Arduino IDE“.
„Flash“ atmintis	32 KB, iš kurių 4 KB naudoja bootloader
SRAM	2,5 KB
EEPROM	1 KB
Komunikacijos	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
IŠ VISO įvesties taškų	10
IŠ VISO Išvesties taškai	10
PWM izoliuota išvestis	iki 24Vdc I max: 70 mA Galvaninė izoliacija Diodas, apsaugotas relei Nominali įtampa: 24Vdc

Pramoniniai skydai M-Duino:

„M-DUINO“ yra „Arduino“ pagrindu sukurta PLC, skirta mažoms ir vidutinėms pramonės įmonėms. PLC paveikslėlis parodytas žemiau.

„M-DUINO“ sukurtas remiantis „ARDUINO MEGA“ plokšte, todėl visos „MEGA“ plokštės techninės specifikacijos yra „M-DUINO“ specifikacijos. Pagrindinės „M-DUINO“ savybės ir techninės specifikacijos pateikiamos žemiau.

Įvesties įtampa	12V arba 24V
Vardinė galia	40 vatų
Didžiausia išėjimo srovė	0.5A
Laikrodžio greitis	16MHz
Dydis	101x119x70mm
Programavimo kalba	„Arduino IDE“.
„Flash“ atmintis	32 KB, iš kurių 0,5 KB, naudoja įkrovos krautuvas
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Komunikacijos	I2C1 - Ethernet prievadas - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx („Arduino“ kaiščiai)
IŠ VISO įvesties taškų	13,26,36
IŠ VISO Išvesties taškai	8,16,22
PWM izoliuota išvestis	24Vdc (3,6,8) I max: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLC

„PLDuino“ yra atvirojo kodo „ Arduino“ pagrįstas programuojamasis loginis valdiklis (PLC) iš „Digital Loggers“, kurį rinkoje galima įsigyti už maždaug 150 USD. Šis PLC sujungia „Arduino Mega“ („ATmega2560“) su ESP8266 „Wi-Fi“ moduliu ir 2,4 colių TFT jutikliniu ekranu, kad jis būtų tinkamas naudoti pramoninėse IoT programose ir kitose gamyklinėse robotikos programose.

„PLDuino“ galima lengvai užprogramuoti naudojant paprastą USB kabelį, taip pat kartu su populiaria „Arduino IDE“, „PLDuino“ taip pat galima programuoti naudojant „Lua“, GNU ar net „AVR Studio“. „PLDuino“ taip pat pateikia parodomuosius kodus ir bibliotekas, kurie padės pradedantiesiems greitai pradėti kurti. Pažengusiems vartotojams „PLDuino“ taip pat leido iššokti viršelį ir tyrinėti PLC viduje, kad būtų galima pritaikyti aparatinę įrangą, kaip reikalaujama jų taikymui, visą schemą ir komponentų specifikacijas taip pat galite rasti internete. Visos „PLDuino“ specifikacijos parodytos paveikslėlyje žemiau

3. „Controllino Arduino“ PLC

„Controllino“ yra ne kas kita kaip pramoninis „Arduino“. Tai sujungia „Arduino“ ekosistemos lankstumą ir atviro kodo pobūdį su pramoninio lygio PLC saugumu ir patikimumu.

Bendrovė pateikia tris modulius, sukurtus remiantis trimis „Arduino“ plokštėmis.

„Controllino MINI“:

Jis sukurtas ant „Arduino Uno“ plokštės.

Įvesties įtampa	12V arba 24V
Darbinė temperatūra	5–55 ° C
Maksimali relės srovė	6A
Laikrodžio greitis	16MHz
Dydis	36x90x60 mm
Programavimo kalba	„Arduino IDE“.
„Flash“ atmintis	32 KB, iš kurių 0,5 KB, naudoja įkrovos krautuvas
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Komunikacijos	I2C1– USB - SPI
IŠ VISO įvesties taškų	8
IŠ VISO Išvesties taškai	8

„Controllino MAXI“:

Tai sukurta „ATMEGA2560 Atmel“ mikrovaldiklyje arba „ Arduino Mega“ plokštėje.

Įvesties įtampa	12V arba 24V
Darbinė temperatūra	0–55 ° C
Didžiausia išėjimo relės srovė	6A
Laikrodžio greitis	16MHz
Dydis	72x90x62mm
Programavimo kalba	„Arduino IDE“
„Flash“ atmintis	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Komunikacijos	I2C1, Ethernet prievadas, USB, SPI
IŠ VISO įvesties taškų	12
IŠ VISO Išvesties taškai	12, relės išėjimas-10

„Controllino Mega“:

„Mega PLC“ sukurtas ant ATMEGA2560 „Atmel“ mikrovaldiklio arba „Arduino Mega“ plokštės.

Įvesties įtampa	12V arba 24V
Darbinė temperatūra	0–55 ° C
Didžiausia išėjimo relės srovė	6A
Laikrodžio greitis	16MHz
Dydis	107x90x62mm
Programavimo kalba	„Arduino IDE“
„Flash“ atmintis	256 KB
SRAM	8 KB
EEPROM	4KB
Komunikacijos	I2C1, Ethernet prievadas, USB, SPI
IŠ VISO įvesties taškų	21
IŠ VISO Išvesties taškai	24, relės išėjimas-16

„Arduino PLC“ pranašumai

• Galima įsigyti už mažą kainą.
• Galima užprogramuoti naudojant „Arduino IDE“ programinę įrangą.
• Didelis suderinamumas.
• Aukštas patalpos kambarys.
• Lengva pakeisti, palyginti su įprastu PLC.

Arduino PLC trūkumai

• Galima pasirinkti labai nedaug pasirinkimų.
• Netinka didelio masto programoms.
• Jautrus, palyginti su įprastu PLC.
• Reikėjo daugiau priežiūros.
• Mažiau profesionalus.