Pangkalahatang-ideya ng plc at iba't ibang mga arduino based plc boards

Ang Arduino ay unang ipinakilala noong 2005 na naglalayong magbigay ng isang murang gastos at madaling paraan para sa mga baguhan at propesyonal upang lumikha ng mga aparato na nakikipag-ugnay sa kanilang kapaligiran gamit ang mga sensor at actuator.

Bago ipinakilala ang Arduino, ang naka-embed na disenyo ay tiningnan bilang isang kumplikadong paksa at ang mga libangan (o mga inhinyero) ay kailangang maghanap ng isang propesyonal upang makakuha ng isang gumaganang modelo para sa kanilang problema. Tulad ng kung nais mo ang isang simpleng 3D printer pagkatapos ay kailangan mong makakuha ng propesyonal na tulong dahil may libu-libong mga tagakontrol sa kanilang katugmang IDE. At ang hobbyist ay hindi maaaring malaman tungkol sa lahat ng mga microcontroller at kanilang mga paraan ng pagprograma. Natapos ang sitwasyong ito nang ipakilala sa buong mundo ang ARDUINO. At sa pamamagitan nito, ang mga libangan o inhinyero ay maaaring magdisenyo at bumuo ng kanilang sariling mga proyekto nang walang maraming tulong sa propesyonal.

At ang dahilan kung bakit ito naging pangkalahatang tinanggap dahil ito ay isang open-source electronics platform batay sa madaling gamitin na hardware at software. Ang mga board ng Arduino ay maaaring basahin ang mga input tulad ng ilaw sa isang sensor, isang daliri sa isang pindutan at gawin itong isang nai-program na output tulad ng pag-aktibo ng isang motor, pag-on ng isang LED at pag-publish ng isang bagay sa online.

Sa paglipas ng mga taon ang Arduino ay naging mas tanyag at sa maraming mga advanced board na may katulad na mga layunin ay binuo tulad ng Raspberry PI, Panda, atbp. Ang Arduino ay ginagamit bilang utak sa libu-libong mga proyekto, mula sa pang-araw-araw na mga bagay hanggang sa mga kumplikadong instrumento ng pang-agham. Ang mga mag-aaral, libangan, artista, programmer, at propesyonal sa buong mundo ay nagtipon sa paligid ng open-source platform na ito at bumuo ng maraming mga proyekto sa gayon nagtipon ng isang hindi kapani-paniwalang halaga ng kaalaman na maaaring maging malaking tulong sa mga baguhan at eksperto.

Sa pinagsamang kaalaman at kamakailang pagpapakilala ng IoT, ang hype sa Arduino ay gumawa ng isa pang pasulong na hakbang sa gayon ay nagiging isang kinakailangang tool ng pag-aaral para sa mga inhinyero at libangan. Ngayon ang Arduino board ay nagsimulang baguhin upang umangkop sa mga bagong pangangailangan at hamon tulad ng mga aplikasyon ng IoT, naisusuot, 3D na pagpi-print, naka-embed na mga kapaligiran at panghuli PLC (Programmable Logic Controller). Dito sa artikulong ito, malalaman natin ang tungkol sa Ano ang PLC at kung paano magagamit ang Arduino bilang PLC.

Panimula sa PLC (Programmable Logic Controller)

Una, unawain natin ang term na Industrial Automation bago pumunta sa PLC. Tulad ng alam nating lahat na ang paggamit ng mga machine para sa trabaho sa mga industriya ay mas epektibo kaysa sa paggamit ng mga tao dahil ang mga machine ay hindi nangangailangan ng pera, piyesta opisyal o break kaya kung ang mga machine ay ginagamit bilang kapalit ng mga tao kaysa sa mga industriya ay maaaring gumawa ng kanilang mga produkto 24 * 7 nang walang isyu. Ngayon, ang pag-set up na ito ng pagpapalit ng mga tao ng mga machine o robotic arm ay tinatawag na Industrial Automation.

Ang PLC ay isang unit ng tagapag-kontrol na espesyal na idinisenyo upang mapatakbo ang mga makina na ginamit para sa Industrial Automation. Dinisenyo ang mga ito upang maging maaasahan sa ilalim ng malupit na mga pang-industriya na kapaligiran (tulad ng matinding temperatura, mahalumigmig, basa, maalikabok na mga kondisyon). Ang mga aplikasyon ng PLC ay makikita sa linya ng pagpupulong ng planta ng pagmamanupaktura, isang planta ng pagproseso ng mineral, robotic welding, larawang inukit ng CNC, atbp Dahil ang kagamitang ito ay dinisenyo para sa mataas na kahusayan at masungit na kapaligiran sila ay magastos para sa parehong pag-install at pag-aayos.

Ang PLC (Programmable Logic Controller) ay may maraming mga tampok na katulad sa aming personal na computer sa bahay. Pareho silang may isang power supply unit, isang CPU (Central Processing Unit), Mga Input & Output (I / O) port, memorya ng RAM at ROM, at control software. Ang pinakamalaking pagkakaiba sa pagitan ng dalawa ay ang PLC ay maaaring gumanap ng discrete at tuluy-tuloy na pag-andar sa isang malupit na kapaligiran na hindi magagawa ng PC. Maaari mo ring basahin ang pagkakaiba sa pagitan ng PLC at microcontroller upang makakuha ng isang pangkalahatang ideya ng paghahambing nito sa mga microcontroller.

Mayroong maraming iba't ibang mga uri ng PLC sa merkado ayon sa mga kinakailangan ng customer. Bagaman maraming uri ng PLC na naroroon sinusunod nila ang ilang mga pamantayan para madali pumili ang gumagamit.

Pangunahing Pag-andar ng PLC

Para sa pag-unawa sa pangunahing pagtatrabaho ng PLC ipaalam sa amin ang isang simpleng halimbawa tulad ng ipinakita sa ibaba.

Sabihin nating sa pag-setup na ito kailangan nating buksan ang bombilya sa unang limampung segundo at i-OFF ang bombilya sa sumusunod na dalawampung segundo pagkatapos ay kailangan nating gamitin ang switch sa circuit upang isara at buksan ang loop nang tuloy-tuloy. Ito ay isang simple ngunit napaka-nakakapagod na gawain para sa isang tao at hindi ito kapaki-pakinabang upang bumili ng isang relay ng timer para sa ganitong uri ng isyu bawat solong oras. Sa lahat ng mga kasong iyon maaari naming gamitin ang isang solong PLC upang malutas ang problema.

Dito maaari mong makita ang isang PLC na konektado sa loop ng pag-set up habang pinapanatiling sarado ang switch. Maaari naming gamitin ang programa upang maitakda ang timer para sa PLC sa circuit. Kapag tapos na ang PLC ay maaaring isara at buksan ang loop na patuloy na pumapalit sa pangangailangan para sa interbensyon ng tao. Sa sandaling simulan ng PLC ang pagpapatupad ng programa hindi ito titigil hanggang sa maibigay ang isang nakakagambala.

Ito ay isang simpleng pag-set up lamang at ang isang PLC ay may kakayahang kontrolin ang mas malaki at mas kumplikadong mga proseso tulad ng PWM control, Sensing, atbp. Ang PLC ay karaniwang dinisenyo sa isang paraan para sa customer upang maipasadya niya ang Gumagana ang PLC depende sa aplikasyon at pangangailangan.

I-block ang Diagram ng PLC

Ngayon tingnan natin ang mga mahahalagang module na naroroon sa PLC.

Modyul ng Power Supply: Ang module na ito kung minsan ay inilalagay bilang isang hiwalay na pag-setup tulad ng isang adapter at sa iba pang mga kaso, ididisenyo ito nang direkta sa pangunahing PCB. Ang pagpapaandar ng module ay upang ibigay ang kinakailangang lakas sa buong pag-setup ng PLC (Programmable Logic Controller). Ang module ay isang converter na nagko-convert ng magagamit na AC power sa DC power na kinakailangan ng CPU at iba pang mga module. Kadalasan, gumagana ang PLC sa 12V at 24V power rail.

Central Processing Unit: Ang module na ito ay ang pinaka protektado dahil ito ang core ng paggana para sa buong PLC. Ang module ng CPU ay binubuo ng isang microprocessor o microcontroller, memorya ng programa, memorya ng flash at memorya ng RAMS. Ang memorya ng flash o memorya ng ROM ay nag-iimbak ng operating system, driver at application program. Ang RAM ay ginagamit ng microprocessor upang ma-access ang data at impormasyon.

Ang pagpapaandar ng CPU ay upang maisagawa ang program na nakaimbak sa memorya at kumilos alinsunod sa mga nakasulat na tagubilin. Kaya karaniwang binabasa ng CPU ang data ng pag-input mula sa mga sensor upang iproseso at sa wakas ay nagpapadala ng isang naaangkop na tugon batay sa programa.

Module ng Pag-input at Pag-output: Ang module ng pag-input ay ginagamit para sa pagtataguyod ng isang link sa pagitan ng iba't ibang mga sensor at keypad sa CPU at ang Output na module ay ginagamit ng processor para sa pagbibigay ng tugon sa labas ng mundo.

Module ng Device Programming: Ginagamit ang modyul na ito para sa pagtataguyod ng komunikasyon sa pagitan ng PC at PLC. Ang pangunahing pagpapaandar ay ang muling pagprogram ng microprocessor ng PLC.

Mga uri ng PLC (Programmable Logic Controller)

Ang PLC ay nahahati sa dalawang uri katulad ng naayos (o compact PLC) at modular PLC.

1. Compact o Fixed PLC: Karaniwan itong isang low-end PLC na sikat sa maraming industriya. Ang Compact PLC ay may isang nakapirming bilang ng mga module ng I / O at panlabas na mga card na I / O at hindi ito maaaring mapalawak sa paglaon upang makagawa ng isang mas kumplikadong pag-setup. Maaari mong makita ang isang nakapirming PLC sa figure sa ibaba.

2. Modular PLC: Pinapayagan ng Modular PLC ang maraming pagpapalawak sa pamamagitan ng paglalagay ng parallel na 'Modules'. Ang mga port ng I / O ng modular PLC ay maaaring dagdagan para sa mas kumplikadong pagpapatakbo sa industriya. Ang Modular PLC ay mas madaling gamitin din dahil ang bawat sangkap ay independiyente sa bawat isa. Ang ganitong uri ng PLC ay tanyag sa maraming industriya

Arduino vs PLC (Programmable Logic Controller)

Tulad ng nabanggit namin kanina ang mga mahahalagang modyul ng isang PLC ay pareho sa isang PC (Personal Computer) at higit na katulad sa mga solong board computer tulad ng Arduino. Kaya sa panloob sa isang tiyak na antas ng pagtatrabaho ng parehong PLC at Arduino ay pareho at maaari naming gamitin ang Arduino na ito upang magdisenyo ng isang PLC (Programmable Logic Controller). Ang Arduino PLCs ay mayroon na sa merkado at magagamit na mas mura kumpara sa maginoo PLC. Kaya't ang Arduino-PLC ay nagiging popular sa mga panahong ito at tataas ang mga aplikasyon nito sa hinaharap. Ito ang ilang mga pagkakaiba sa pagitan ng Arduino PLC at maginoo PLC at ilan sa mga ito ay nabanggit sa ibaba.

Arduino PLC	PLC (Programmable Logic Controller)
Kailangan ng Panlabas na Mga Bahagi upang Magtrabaho bilang PLC	Hindi nangangailangan ng karagdagang mga panlabas na sangkap
Tinanggap sa pamantasan	Pangunahing itinaguyod sa mga Industriya
Mura	Mataas na gastos
Kailangang malaman ang pangunahing programa upang muling isulat ang Arduino program	Kailangan lang ng pangunahing diskarteng pang-operating para sa muling pagprogram ng PLC
Ang muling pag-aaral ng programa ay medyo mahirap	Ang muling pag-program muli ay medyo madali
Kasiya-siyang pagganap	Mataas na pagganap
Hindi maaaring gumana sa malupit na kundisyon	Maaaring gumana sa malupit na kundisyon
Compact at Maliit	Bulky at mabigat
Hindi maaaring gamitin ang pag-stack upang mapalawak ang pagpapatakbo ng PLC ng Arduino PLC	Ang stacking ay maaaring magamit upang mapalawak ang pagpapatakbo ng PLC ng normal na PLC
Higit pang mga pagpipilian sa komunikasyon	Mas kaunting mga pagpipilian sa komunikasyon
Madaling palitan at ayusin	Mahirap palitan at ayusin
Mas mababang mga pagpipilian para sa pagpili	Maraming mga pagpipilian para sa pagpili

Ngayon talakayin natin nang maikling tungkol sa mga tanyag na Arduino batay sa mga PLC na kasalukuyang nasa merkado.

1. Mga Industrial Shield na Arduino PLC

Ang Industrial Shields ay isang tanyag na kumpanya na nagbibigay ng Arduino batay sa mga kalasag na PLC para sa maraming mga aplikasyon sa industriya. Ang mga kalasag na popular na ginagamit ay maikling tinalakay sa ibaba.

Mga Industrial Shields ARDBOX:

Ang ARDBOX ay isang Arduino based PLC na dinisenyo para sa maliliit at katamtamang laki na mga aplikasyon sa industriya. Ang larawan ng ARDBOX ay ipinapakita sa ibaba.

Ang ARDBOX ay idinisenyo batay sa ARDUINO LEONARO kaya karaniwang, ang lahat ng mga teknikal na pagtutukoy ng ARDBOX ay mga pagtutukoy ng LEONARO. Ang mga pangunahing tampok at panteknikal na pagtutukoy ng ARDBOX ay ibinibigay sa ibaba.

Boltahe ng Pag-input	12Vor 24V
Rated Power	30Watt
Pinakamataas na Kasalukuyan	1.5A
Bilis ng Orasan	16MHz
Sukat	100x45x115 mm
Wika sa pagpoproseso	Arduino IDE.
Memory ng Flash	32KB kung saan ang 4KB ay ginagamit ng bootloader
SRAM	2.5KB
EEPROM	1KB
Mga Komunikasyon	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
TOTAL Mga puntos ng pag-input	10
TOTAL Mga puntos ng output	10
Nakahiwalay na Output ng PWM	hanggang 24Vdc Max ako: 70 mA Paghiwalay ng Galvanic Protektado ang Diode para sa Relay Na-rate na Boltahe: 24Vdc

Mga Industrial Shields M-Duino:

Ang M-DUINO ay isang batay sa Arduino na PLC na dinisenyo para sa maliliit at katamtamang laki na mga aplikasyon sa industriya. Ang larawan ng PLC ay ipinapakita sa ibaba.

Ang M-DUINO ay idinisenyo batay sa ARDUINO MEGA board, kaya't ang lahat ng mga teknikal na pagtutukoy ng MEGA board ay mga pagtutukoy ng M-DUINO. Ang mga pangunahing tampok at panteknikal na pagtutukoy ng M-DUINO ay ibinibigay sa ibaba.

Boltahe ng Pag-input	12V o 24V
Rated Power	40Watt
Maximum na Kasalukuyang Output	0.5A
Bilis ng Orasan	16MHz
Sukat	101x119x70mm
Wika sa pagpoproseso	Arduino IDE.
Memory ng Flash	32KB kung saan 0.5KB ang ginagamit ng boot loader
SRAM	Ang 2KB
EEPROM	1KB
Mga Komunikasyon	I2C1 - Ethernet Port - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx (Mga pin ng Arduino)
TOTAL Mga puntos ng pag-input	13,26,36
TOTAL Mga puntos ng output	8,16,22
Nakahiwalay na Output ng PWM	24Vdc (3,6,8) Max ako: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLCs

Ang PLDuino ay isang Open Source Arduino based Programmable Logic Controller (PLC) mula sa Digital Loggers na magagamit sa merkado ng halos $ 150. Pinagsasama ng PLC na ito ang Arduino Mega (ATmega2560) sa module na Wi-Fi ng ESP8266 at isang 2.4 "TFT Touch Screen, upang gawin itong angkop para sa Mga Application ng Industrial IoT at iba pang mga aplikasyon ng robot robot.

Ang PLDuino ay madaling mai-program sa pamamagitan ng paggamit ng isang simpleng USB cable, kasama rin ang tanyag na Arduino IDE na maaari ding mai-program ang PLDuino gamit ang Lua, GNU o kahit AVR Studio. Nagbibigay din ang PLDuino ng mga code ng demonstrasyon at aklatan upang matulungan ang mga nagsisimula nang mabilis na masimulan ang pag-unlad. Para sa mga advanced na gumagamit, ginawang posible din ng PLDuino na i-pop ang takip at galugarin sa loob ng PLC upang maipasadya ang hardware tulad ng kinakailangan para sa kanilang aplikasyon, ang mga buong iskematiko at sangkap ng sangkap ay magagamit din online. Ang kumpletong mga pagtutukoy ng PLDuino ay ipinapakita sa larawan sa ibaba

3. Controllino Arduino PLCs

Ang Controllino ay walang anuman kundi isang industriyalisadong Arduino. Pinagsasama nito ang kakayahang umangkop at likas na bukas na mapagkukunan ng Arduino ecosystem na may kaligtasan at pagiging maaasahan ng mga PLC na pang-industriya.

Nagbibigay ang kumpanya ng tatlong mga module na idinisenyo batay sa tatlong mga board ng Arduino.

Controllino MINI:

Ito ay dinisenyo sa Arduino Uno board.

Boltahe ng Pag-input	12V o 24V
Temperatura ng pagpapatakbo	5ºC hanggang 55ºC
Kasalukuyang Maximum Relay	6A
Bilis ng Orasan	16MHz
Sukat	36x90x60 mm
Wika sa pagpoproseso	Arduino IDE.
Memory ng Flash	32KB kung saan 0.5KB ang ginagamit ng boot loader
SRAM	Ang 2KB
EEPROM	1KB
Mga Komunikasyon	I2C1– USB - SPI
TOTAL Mga puntos ng pag-input	8
TOTAL Mga puntos ng output	8

Controllino MAXI:

Dinisenyo ito sa ATMEGA2560 Atmel microcontroller o sa Arduino Mega board.

Boltahe ng Pag-input	12V o 24V
Temperatura ng pagpapatakbo	0ºC hanggang 55ºC
Kasalukuyang Maximum Output relay	6A
Bilis ng Orasan	16MHz
Sukat	72x90x62mm
Wika sa pagpoproseso	Arduino IDE
Memory ng Flash	256KB
SRAM	8KB
EEPROM	4KB
Mga Komunikasyon	I2C1, Ethernet Port, USB, SPI
TOTAL Mga puntos ng pag-input	12
TOTAL Mga puntos ng output	12, output ng relay-10

Controllino Mega:

Ang Mega PLC ay dinisenyo sa ATMEGA2560 Atmel microcontroller o sa Arduino Mega board.

Boltahe ng Pag-input	12V o 24V
Temperatura ng pagpapatakbo	0ºC hanggang 55ºC
Kasalukuyang Maximum Output relay	6A
Bilis ng Orasan	16MHz
Sukat	107x90x62mm
Wika sa pagpoproseso	Arduino IDE
Memory ng Flash	256KB
SRAM	8KB
EEPROM	4KB
Mga Komunikasyon	I2C1, Ethernet Port, USB, SPI
TOTAL Mga puntos ng pag-input	21
TOTAL Mga puntos ng output	24, output ng relay-16

Mga kalamangan ng Arduino PLC

• Maaaring bilhin sa mababang gastos.
• Maaaring ma-program gamit ang Arduino IDE software.
• Mataas na pagkakatugma.
• Mataas na silid para sa mga pagsasaayos.
• Madaling palitan kumpara sa maginoo PLC.

Mga disadvantages ng Arduino PLC

• Napakakaunting mga pagpipilian ay magagamit para sa pagpili.
• Hindi angkop para sa mga application ng mataas na antas.
• Sensitive kumpara sa maginoo PLC.
• Kinakailangan ng higit pang pagpapanatili.
• Hindi gaanong propesyonal.