産業オートメーションにおける PLC アプリケーションとソリューション

完全な産業オートメーション PLC

ソリューション

プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) は、産業オートメーションの中核デバイスの 1 つであり、工場の自動化された方法での稼働を可能にする重要なアプリケーションです。 PLC は通常、複数のモジュールで構成されるモジュラー システムであり、特に論理制御、シーケンシャル制御、タイミング制御、カウント制御、その他の操作用に設計されています。この記事では、産業オートメーションにおける PLC のアプリケーションと、特に PLC アプリケーション向けに ST (STMicroelectronics) が開発した関連ソリューションを紹介します。

産業用オートメーション機器の動作をロジック制御で制御

PLC は、さまざまな自動化システムで広く使用されています。制御ユニット（一般に中央処理装置、CPU と呼ばれます）と複数の入出力またはその他の機能モジュール（拡張モジュール）を例にとると、制御ユニットは専用バス（通常はバックプレーン インターフェースとして知られる顧客固有のバス）を介して拡張モジュールと通信します。-制御ユニットは周期的に動作し、拡張モジュールと定期的にデータを交換します。入出力モジュールはプラント処理側とのインターフェース/接続を確立し、一方のセンサーで検出されたさまざまな物理変数に関する情報を提供し、もう一方の異なるアクチュエーターを駆動することによって自動化プロセスとの相互作用を可能にします。さまざまなフィールドバスや産業用イーサネット ネットワークへの接続を提供するには、各モジュールを完全な自動化システムに統合する必要があります。

産業オートメーションにおける PLC の主な機能には、事前にプログラムされたロジック プログラムに基づいて機器の動作を制御する論理制御が含まれます。{0}}たとえば、PLC はセンサー入力に基づいてマシンを起動するか停止するかを決定できます。シーケンシャル制御の観点からは、PLC は自動化された生産ラインで特定の順序で操作を実行し、各プロセスが時間通りに完了することを保証できます。

さらに、PLC の内部タイマーとカウンターを使用して、正確な時間制御と材料カウントを行うことができます。最新の PLC はアナログ入出力機能も備えており、温度や圧力などのアナログ信号を処理できます。 PLC は、さまざまな通信プロトコルを介して他のデバイスと通信して、遠隔監視と制御を容易にすることができ、システム障害を検出および診断して、可能であれば自動的に動作を再開できます。

PLCは、さまざまなタイプの自動化機器の協調動作を制御できます

PLC は、さまざまな種類の装置の協調動作を制御し、生産効率を向上させるために自動化された生産ラインで広く使用されています。化学薬品や食品および飲料などの業界では、PLC を使用して、温度、圧力、液面などの生産プロセスのさまざまなパラメータを制御できます。さらに、PLC を使用して CNC 工作機械や包装機械などの機械装置の動作を制御し、正確な動作を保証できます。

PLC は、空調、照明、セキュリティ システムなどを制御するビルディング オートメーションにも適用できます。水処理および廃水処理システムでは、PLC を使用してポンプ、バルブ、その他の機器を制御し、自動運転を実現できます。エネルギー管理システムでは、PLC を使用してエネルギーの分配と消費を監視および制御し、省エネ効果を実現できます。- PLC の柔軟性と信頼性により、PLC は産業オートメーションに不可欠なコンポーネントとなり、さまざまな複雑な制御要件に適応できます。

フィールドバスおよび産業用イーサネット アプリケーションでは、有線通信テクノロジがインダストリー 4.0 および産業用 IoT アプリケーションで広く使用されています。このテクノロジーは継続的に進化しており、ヒューマン マシン インターフェース (HMI)、プログラマブル ロジック コントローラ、マシン、I/O、ドライブ、アクチュエータ、センサーを接続するために、従来のフィールドバスからイーサネット-ベースのバスに移行しています。{3}

ヒューマン マシン インターフェースは、機器を効果的に制御し、マシンのフィードバックに基づいて意思決定を行うのに役立ちます。{0}これらのインターフェースは、工場オートメーション用の機械に直接取り付けられたシンプルなディスプレイ、または生産ライン全体の制御に使用されるマルチタッチ ディスプレイ パネルです。-さらに、インダストリー 4.0 を達成するために、PLC は IO{5}}Link 通信ネットワーク (IEC 61131-9) を利用して双方向のポイントツーポイント データ接続 (アクチュエータとセンサー レベルまで)、データの前処理、センサー パラメータの調整、高度な診断をサポートできます。-