История развития программируемых логических контроллеров: от больших ПЛК до микроконтроллеров

Программируемые логические контроллеры стали важной частью любого автоматизированного производственного процесса. Начиная с середины ХХ века, ПЛК проделали сложный путь развития от устройства размером с чемодан до компактных высокотехнологичных моделей. Инженеры всего мира трудятся над тем, чтобы соответствовать растущим потребностям современного производства. На смену устаревшим образцам приходят более усовершенствованные устройства.

Например, базовые модули ПЛК FX1N бренда Mitsubishi Electric Corporation с 2015 года сняты с производства, на их место пришла новая, более усовершенствованная серия FX3G.

Пионеры среди ПЛК

Для автоматизации производства, чаще всего в машиностроении, в начале ХХ века использовались громоздкие проводные реле и таймеры. Это создавало много неудобств, начиная от размещения громоздкого оборудования до сложностей эксплуатации. Для решения подобных проблем были разработаны программируемые логические контроллеры.

Появление первого контроллера в 1968 году компании Modicon стало результатом работы группы инженеров, которые откликнулись на призыв автомобильного гиганта General Motors. Для автомобилестроения требовался прибор, который бы заменил большие блоки реле на одно компактное устройство.

Мозгом нового оборудования стал центральный процессор, или CPU ПЛК. Это место, где хранится программа контроллера. Он является источником логических решений, памяти и связи с другими частями механизма. Объем памяти хранил загруженные программы, что было сделано на случай отключения электроэнергии. Кроме того, устройство могло быть использовано в промышленной среде, которая содержит пыль, грязь, повышенный уровень влажности, а также электромагнетизм и вибрации.

Инновационные улучшения программируемых контроллеров

В конце 1970-х годов появились недорогие микропроцессоры, которые можно было использовать для создания устройства графического программирования. Они позволили программировать контроллеры цифровым способом: с графическим представлением разомкнутых и замкнутых контактов реле, кнопок, переключателей, катушек реле, пускателей двигателей, клапанов, таймеров, прочее. Но стоимость первых приборов была значительно выше, чем цены на сами ПЛК. Использовать их было невыгодно еще и потому, что они совмещались только с контроллерами одного производителя.

Совмещать оборудование разных марок стало возможно только после появления нового программного обеспечения, вышедшего в 80-ых годах прошлого века. Это значительно снизило стоимость первых устройств программирования и стало толчком к разработке большого ассортимента программных пакетов разных компаний-производителей. В это же время был введен стандарт IEC 61131, описывающий языки для программирования ПЛК, что обеспечил единообразие программных продуктов для контроллеров.

Развитие технологий производства требовали оборудование, включающее интерактивные терминалы, которые позволяли бы контролировать программное обеспечение ПЛК. Последнее десятилетие ХХ века ознаменовало несколько инновационных решений, которые повлияли на развитие контроллеров.

• В октябре 1991 года к производителям программируемых контроллеров присоединяется компания Siemens. Она выкупила этот бизнес у Texas Instruments. Конечно, в начале 90-ых еще далеко было до микроконтроллеров ПЛК Logo от Siemens.
• Возникновение HMI – человеко-машинного интерфейса. Такое инженерное решение обеспечило взаимодействие человека-оператора с управляемыми им машинами. Это помогало быстро диагностировать систему и находить неполадки. Со временем HMI получил возможность отображать данные в форме состояния системы, сигналов тревоги, времени цикла, отчетов, производственного подсчета.
•  Уменьшение габаритов устройств и увеличение объемов памяти, что подготовило основы для возможности подключения к сети Интернет, сбора и обработки больших объемов информации и даже применения форм искусственного интеллекта в производственных цехах.

Современные тенденции развития ПЛК

На сегодня программируемые контроллеры продолжают быть многофункциональными и простыми в управлении и программировании. Благодаря развитию процессоров и технологий памяти, размер устройств продолжает уменьшаться, а их мощность и скорость возрастают. Современные контроллеры легко интегрируются с системами ERP и MES, а также с мощным программным обеспечением для мониторинга машин и SCADA, предоставляя производителям новые способы повышения эффективности и производительности своих операций с помощью анализа машинных данных.

Для простых решений автоматизации производства на сегодняшний день наиболее привлекательными устройствами являются ПЛК Лого. Они работаю четко и без программных ошибок, при этом компактны и функциональны.