Преглед плц и разних плц плоча заснованих на ардуину

Ардуино је први пут представљен 2005. године с циљем да обезбеди јефтин и једноставан начин за почетнике и професионалце да направе уређаје који комуницирају са својим окружењем помоћу сензора и актуатора.

Пре него што је Ардуино представљен, на уграђени дизајн се гледало као на сложену тему и хобисти (или инжењери) морали су да пронађу стручњака како би добили радни модел за свој проблем. Као да желите једноставан 3Д штампач, морате потражити стручну помоћ јер постоје хиљаде контролера са њиховим компатибилним ИДЕ-ом. А хоби не може сазнати све микроконтролере и њихове начине програмирања. Ова ситуација се завршила када је уведен општеприхваћени АРДУИНО. А са овим, хобисти или инжењери могу дизајнирати и развијати сопствене пројекте без велике професионалне помоћи.

А разлог зашто је постала толико универзално прихваћена, јер је то електроничка платформа отвореног кода заснована на хардверу и софтверу једноставном за употребу. Ардуино плоче могу читати улазе попут светлости на сензору, прста на дугмету и претворити га у програмабилни излаз као што је активирање мотора, укључивање ЛЕД диоде и објављивање нечега на мрежи.

Током година Ардуино је постајао све популарнији и с тим се развија много напредних плоча сличне намене попут Распберри ПИ, Панда итд. Ардуино се користи као мозак у хиљадама пројеката, од свакодневних предмета до сложених научних инструмената. Студенти, хобисти, уметници, програмери и професионалци широм света окупили су се око ове платформе отвореног кода и развили многе пројекте чиме су стекли невероватну количину знања које може бити од велике помоћи како почетницима, тако и стручњацима.

Са скупљеним знањем и недавним увођењем ИоТ-а, хипер на Ардуину је направио још један корак напред и тако постао неопходан алат за учење инжењера и хобиста. Сада се Ардуино плоча почела мењати како би се прилагодила новим потребама и изазовима попут ИоТ апликација, носиве опреме, 3Д штампе, уграђених окружења и на крају ПЛЦ (Програмабилни логички контролер). Овде ћемо у овом чланку научити шта је ПЛЦ и како се Ардуино може користити као ПЛЦ.

Увод у ПЛЦ (програмабилни логички контролер)

Прво, схватимо термин индустријска аутоматизација пре него што се одлучимо за ПЛЦ. Као што сви знамо употреба машина за рад у индустрији је исплативија од употребе људи, јер машинама није потребан новац, празници или паузе, па ако се машине користе уместо људи, индустрије не могу производити своје производе 24 * 7 без проблема. Сада се ова поставка замене људи машинама или роботским оружјем назива индустријска аутоматизација.

ПЛЦ је управљачка јединица специјално дизајнирана за рад машина које се користе за индустријску аутоматизацију. Дизајнирани су да буду поуздани у суровим индустријским окружењима (попут екстремних температура, влажних, влажних, прашњавих услова). Примене ПЛЦ-а могу се видети на производној линији производне фабрике, у погону за прераду руде, роботском заваривању, ЦНЦ резбарењу итд. Будући да је ова опрема дизајнирана за високу ефикасност и робусно окружење, скупа је и за уградњу и за поправак.

ПЛЦ (Програмабилни логички контролер) има много функција сличних нашем личном рачунару код куће. Обоје имају јединицу за напајање, ЦПУ (централна процесорска јединица), улазе и излазе (И / О) портове, РАМ и РОМ меморију и управљачки софтвер. Највећа разлика између њих двојице је што ПЛЦ може да врши дискретне и континуиране функције у суровом окружењу што ПЦ не може. Такође можете прочитати разлику између ПЛЦ-а и микроконтролера да бисте добили преглед његовог поређења са микроконтролером.

На тржишту постоји много различитих врста ПЛЦ-а у складу са захтевима купца. Иако је присутно много врста ПЛЦ-а, они се придржавају одређених стандарда које корисник може лако одабрати.

Основна функција ПЛЦ-а

Да бисмо разумели основни рад ПЛЦ-а, претпоставимо једноставан пример као што је приказано доле.

Рецимо у овом подешавању да жаруљу морамо УКЉУЧИТИ првих педесет секунди и искључити сијалицу следећих двадесет секунди, а затим морамо користити прекидач у кругу за непрекидно затварање и отварање петље. Ово је једноставан, али врло заморан задатак за човека и није исплативо сваки пут купити релеје с тимером за ову врсту проблема. У свим тим случајевима можемо користити један ПЛЦ за решавање проблема.

Овде можете видети да је ПЛЦ повезан у петљу подешавања, а да прекидач остане затворен. Програмирањем можемо користити тајмер за ПЛЦ у колу. Једном када се то уради, ПЛЦ може непрекидно затварати и отварати петљу што замењује потребу за људском интервенцијом. Једном када ПЛЦ почне да извршава програм, неће се зауставити док се не да прекид.

Ово је само једноставно подешавање, а ПЛЦ има могућност управљања много већим и сложенијим процесима као што су ПВМ контрола, Сенсинг итд. ПЛЦ је обично дизајниран на начин који налаже купцу тако да он / она може да прилагоди ПЛЦ функционише у зависности од примене и потребе.

Блок дијаграм ПЛЦ-а

Погледајмо сада важне модуле који су присутни у ПЛЦ-у.

Модул за напајање: Овај модул се понекад поставља као засебна поставка попут адаптера, ау другим случајевима биће дизајниран директно на главној плочици. Функција модула је да обезбеди потребно напајање читавом постављању ПЛЦ-а (Програмабилни логички контролер). Модул је претварач који претвара расположиво наизменично напајање у једносмерно напајање које је потребно ЦПУ-у и другим модулима. ПЛЦ обично ради на 12В и 24В енергетској шини.

Централна процесна јединица: Овај модул је највише заштићен, јер је срж функционисања читавог ПЛЦ-а. ЦПУ модул се састоји од микропроцесора или микроконтролера, програмске меморије, флеш меморије и РАМС меморије. Фласх меморија или РОМ меморија чувају оперативни систем, управљачки програм и апликативни програм. РАМ користи микропроцесор за приступ подацима и информацијама.

Функција ЦПУ-а је извршавање програма ускладиштеног у меморији и деловање према писаним упутствима. Дакле, у основи ЦПУ чита улазне податке са сензора за обраду и коначно шаље одговарајући одговор заснован на програму.

Улазни и излазни модул: Улазни модул се користи за успостављање везе између различитих сензора и тастатура са ЦПУ-ом, а излазни модул користи процесор за пружање одговора спољном свету.

Модул уређаја за програмирање: Овај модул се користи за успостављање комуникације између рачунара и ПЛЦ-а. Основна функција је репрограмирање микропроцесора ПЛЦ-а.

Врсте ПЛЦ-а (програмабилни логички контролер)

ПЛЦ је подељен на два типа и то фиксни (или компактни ПЛЦ) и модуларни ПЛЦ.

1. Компактни или фиксни ПЛЦ: Обично је ПЛЦ нижег ранга који је популаран у многим индустријама. Компактни ПЛЦ има фиксни број У / И модула и спољних У / И картица и они се не могу касније проширити ради сложенијег подешавања. На доњој слици можете видети фиксни ПЛЦ.

2. Модуларни ПЛЦ: Модуларни ПЛЦ омогућава вишеструко проширивање паралелним слагањем „Модула“. И / О прикључци модуларног ПЛЦ-а могу се повећати за сложеније операције у индустрији. Модуларни ПЛЦ је такође лакши за употребу јер је свака компонента независна једна од друге. Ова врста ПЛЦ-а је популарна у многим индустријама

Ардуино вс ПЛЦ (Програмабилни логички контролер)

Као што смо раније поменули, важни модули ПЛЦ-а слични су рачунару (лични рачунар), а још су сличнији рачунарима са једном плочом попут Ардуина. Дакле, интерно на одређеном нивоу рад ПЛЦ-а и Ардуина је исти и можемо користити овај Ардуино за дизајн ПЛЦ-а (Програмабилни логички контролер). У Ардуино ПЛЦ су већ присутни на тржишту и доступни су јефтинији у поређењу са конвенционалним ПЛЦ. Дакле, Ардуино-ПЛЦ постаје популаран ових дана и његове апликације ће се повећавати у будућности. То су одређене разлике између Ардуино ПЛЦ-а и конвенционалног ПЛЦ-а, а неколико њих је поменуто у наставку.

Ардуино ПЛЦ	ПЛЦ (програмабилни логички контролер)
Потребне спољне компоненте за рад као ПЛЦ	Не требају додатне спољне компоненте
Универзално прихваћен	Промовише се углавном у индустрији
Ниска цена	Високи трошкови
Треба да научите основно програмирање да бисте преписали програм Ардуино	Потребна је само основна оперативна техника за репрограмирање ПЛЦ-а
Репрограмирање је релативно тешко	Репрограмирање је релативно лако
Задовољавајуће перформансе	Високих перформанси
Не може да ради у тешким условима	Може да ради у тешким условима
Компактан и мали	Гломазан и тежак
Слагање се не може користити за даљи ПЛЦ рад Ардуино ПЛЦ-а	Слагање се може користити за унапређивање ПЛЦ рада нормалног ПЛЦ-а
Више могућности комуникације	Мање могућности комуникације
Лако се замењује и поправља	Тешко је заменити и поправити
Мање могућности избора	Много опција за избор

Сада ћемо укратко разговарати о популарним ПЛЦ-има заснованим на Ардуину који су тренутно на тржишту.

1. Индустриал Схиелдс Ардуино ПЛЦ-ови

Индустриал Схиелдс је популарна компанија која пружа ПЛЦ штитове засноване на Ардуину за многе индустријске примене. У наставку се укратко говори о штитовима који се популарно користе.

Индустријски штитови АРДБОКС:

АРДБОКС је ПЛЦ заснован на Ардуину дизајниран за мале и средње индустријске примене. Слика АРДБОКС-а је приказана испод.

АРДБОКС је дизајниран на основу АРДУИНО ЛЕОНАРО, тако да су у основи све техничке спецификације АРДБОКС-а ЛЕОНАРО спецификације. Основне карактеристике и техничке спецификације АРДБОКС- а дате су у наставку.

Улазни напон	12Вор 24В
Оцењена моћ	30Ватт
Максимална струја	1.5А
Такт	16МХз
Величина	100к45к115 мм
Програмски језик	Ардуино ИДЕ.
Флеш меморија	32КБ од чега боотлоадер користи 4КБ
СРАМ	2.5КБ
ЕЕПРОМ	1КБ
Комуникације	И2Ц - УСБ - РС232 - РС485 - СПИ - ТТЛ
УКУПНО Улазне тачке	10
УКУПНО Излазне тачке	10
ПВМ изолирани излаз	до 24Вдц Максимално: 70 мА Галванска изолација Диода заштићена за релеј Називни напон: 24Вдц

Индустријски штитови М-Дуино:

М-ДУИНО је ПЛЦ заснован на Ардуину дизајниран за мале и средње индустријске примене. Слика ПЛЦ-а је приказана испод.

М-ДУИНО је дизајниран на основу АРДУИНО МЕГА плоче, тако да су све техничке спецификације МЕГА плоче М-ДУИНО спецификације. Основне карактеристике и техничке спецификације М-ДУИНО дате су у наставку.

Улазни напон	12В или 24В
Оцењена моћ	40Ватт
Максимална излазна струја	0.5А
Такт	16МХз
Величина	101к119к70мм
Програмски језик	Ардуино ИДЕ.
Флеш меморија	32КБ од чега 0.5КБ користи покретачки програм
СРАМ	2КБ
ЕЕПРОМ	1КБ
Комуникације	И2Ц1 - Етхернет порт - УСБ - РС485 - СПИ - (3к) Рк, Тк (Ардуино пинови)
УКУПНО Улазне тачке	13,26,36
УКУПНО Излазне тачке	8,16,22
ПВМ изолирани излаз	24Вдц (3,6,8) Максимално: 70 мА

2. ПЛДуино Ардуино ПЛЦ-ови

ПЛДуино је програмирљиви логички контролер (ПЛЦ) отвореног кода Ардуино компаније Дигитал Логгерс који је доступан на тржишту по цени од око 150 УСД. Овај ПЛЦ комбинује Ардуино Мега (АТмега2560) са ЕСП8266 Ви-Фи модулом и 2,4 ”ТФТ екраном осетљивим на додир, како би био погодан за индустријске ИоТ апликације и друге фабричке роботске апликације.

ПЛДуино се лако може програмирати помоћу једноставног УСБ кабла, такође уз популарни Ардуино ИДЕ, ПЛДуино се такође може програмирати помоћу Луа, ГНУ или чак АВР Студија. ПЛДуино такође нуди демонстрацијске кодове и библиотеке како би помогао почетницима да брзо започну развој. За напредне кориснике, ПЛДуино је такође омогућио отварање поклопца и истраживање унутар ПЛЦ-а како би прилагодио хардвер према њиховој примени, пуне шеме и спецификације компонената такође су доступне на мрежи. Комплетне спецификације ПЛДуина приказане су на доњој слици

3. Цонтроллино Ардуино ПЛЦ-ови

Цонтроллино није ништа друго до индустријализовани Ардуино. Комбинује флексибилност и природу отвореног кода екосистема Ардуино са сигурношћу и поузданошћу ПЛЦ-ова индустријске класе.

Компанија нуди три модула који су дизајнирани на основу три Ардуино плоче.

Цонтроллино МИНИ:

Дизајниран је на плочи Ардуино Уно.

Улазни напон	12В или 24В
Радна температура	5ºЦ до 55ºЦ
Максимална струја релеја	6А
Такт	16МХз
Величина	36к90к60 мм
Програмски језик	Ардуино ИДЕ.
Флеш меморија	32КБ од чега 0.5КБ користи покретачки програм
СРАМ	2КБ
ЕЕПРОМ	1КБ
Комуникације	И2Ц1– УСБ - СПИ
УКУПНО Улазне тачке	8
УКУПНО Излазне тачке	8

Цонтроллино МАКСИ:

Ово је дизајнирано на АТМЕГА2560 Атмел микроконтролеру или на Ардуино Мега плочи.

Улазни напон	12В или 24В
Радна температура	0ºЦ до 55ºЦ
Максимална излазна струја релеја	6А
Такт	16МХз
Величина	72к90к62мм
Програмски језик	Ардуино ИДЕ
Флеш меморија	256КБ
СРАМ	8КБ
ЕЕПРОМ	4КБ
Комуникације	И2Ц1, Етхернет порт, УСБ, СПИ
УКУПНО Улазне тачке	12
УКУПНО Излазне тачке	12, релејни излаз-10

Цонтроллино Мега:

Мега ПЛЦ је дизајниран на АТМЕГА2560 Атмел микроконтролеру или на Ардуино Мега плочи.

Улазни напон	12В или 24В
Радна температура	0ºЦ до 55ºЦ
Максимална излазна струја релеја	6А
Такт	16МХз
Величина	107к90к62мм
Програмски језик	Ардуино ИДЕ
Флеш меморија	256КБ
СРАМ	8КБ
ЕЕПРОМ	4КБ
Комуникације	И2Ц1, Етхернет порт, УСБ, СПИ
УКУПНО Улазне тачке	21
УКУПНО Излазне тачке	24, релејни излаз-16

Предности Ардуино ПЛЦ-а

• Може се купити по ниској цени.
• Може се програмирати помоћу Ардуино ИДЕ софтвера.
• Висока компатибилност.
• Висока соба за подешавања.
• Лако се замењује у поређењу са конвенционалним ПЛЦ-ом.

Мане Ардуино ПЛЦ-а

• За избор је доступно врло мало избора.
• Није погодан за велике примене.
• Осетљив у поређењу са конвенционалним ПЛЦ-ом.
• Потребно више одржавања.
• Мање професионално.