Gambaran keseluruhan plc dan pelbagai papan plc berasaskan arduino

Arduino pertama kali diperkenalkan pada tahun 2005 bertujuan untuk memberikan cara yang murah dan mudah bagi pemula dan profesional untuk membuat peranti yang berinteraksi dengan persekitaran mereka menggunakan sensor dan penggerak.

Sebelum Arduino diperkenalkan, reka bentuk yang disisipkan dipandang sebagai subjek yang kompleks dan penggemar (atau jurutera) harus mencari profesional untuk mendapatkan model kerja untuk masalah mereka. Seperti jika anda mahukan pencetak 3D yang sederhana maka anda harus mendapatkan bantuan profesional kerana terdapat ribuan pengawal dengan IDE yang serasi. Penggemar tidak dapat mengetahui tentang semua pengawal mikro dan cara pengaturcaraan mereka. Keadaan ini berakhir apabila ARDUINO yang diterima secara universal diperkenalkan. Dengan ini, para penggemar atau jurutera dapat merancang dan mengembangkan projek mereka sendiri tanpa banyak bantuan profesional.

Dan alasan mengapa ia diterima secara universal kerana ia adalah platform elektronik sumber terbuka berdasarkan perkakasan dan perisian yang mudah digunakan. Papan Arduino dapat membaca input seperti cahaya pada sensor, jari pada butang dan mengubahnya menjadi output yang dapat diprogramkan seperti mengaktifkan motor, menyalakan LED dan menerbitkan sesuatu dalam talian.

Selama bertahun-tahun Arduino menjadi lebih popular dan dengan itu banyak papan lanjutan dengan tujuan serupa dikembangkan seperti Raspberry PI, Panda, dll. Arduino digunakan sebagai otak dalam ribuan projek, dari objek sehari-hari hingga instrumen saintifik yang kompleks. Pelajar, hobi, artis, pengaturcara, dan profesional di seluruh dunia telah berkumpul di sekitar platform sumber terbuka ini dan mengembangkan banyak projek sehingga mengumpulkan sejumlah besar pengetahuan yang dapat sangat membantu para pemula dan pakar.

Dengan pengetahuan yang banyak dan pengenalan IoT baru-baru ini, gembar-gembur Arduino mengambil langkah maju seterusnya sehingga menjadi alat pembelajaran yang diperlukan untuk jurutera dan penggemar. Sekarang papan Arduino mula berubah untuk menyesuaikan diri dengan kebutuhan dan tantangan baru seperti aplikasi IoT, dpt dipakai, percetakan 3D, persekitaran tertanam dan terakhir PLC (Pengatur Logik yang Dapat Diprogram) Di sini dalam artikel ini, kita akan belajar tentang Apa itu PLC dan bagaimana Arduino dapat digunakan sebagai PLC.

Pengenalan kepada PLC (Pengawal Logik yang Boleh Diprogramkan)

Pertama, marilah kita memahami istilah Automasi Industri sebelum menggunakan PLC. Seperti yang kita semua tahu menggunakan mesin untuk bekerja di industri lebih menjimatkan kos daripada menggunakan manusia kerana mesin tidak memerlukan wang, cuti atau rehat jadi jika mesin digunakan sebagai ganti manusia daripada industri dapat menghasilkan produk mereka 24 * 7 tanpa masalah. Sekarang, persediaan untuk menggantikan manusia dengan mesin atau senjata robot disebut Automasi Industri.

PLC adalah unit pengawal yang direka khas untuk mengendalikan mesin yang digunakan untuk Automasi Industri. Ia direka untuk dipercayai di persekitaran industri yang keras (seperti suhu yang melampau, keadaan lembap, basah, berdebu). Aplikasi PLC dapat dilihat di barisan pemasangan kilang pembuatan, kilang pemprosesan bijih, pengelasan robotik, ukiran CNC, dan lain-lain. Oleh kerana peralatan ini direka untuk kecekapan tinggi dan persekitaran yang kasar, ia mahal untuk pemasangan dan pembaikan.

PLC (Programmable Logic Controller) mempunyai banyak ciri yang serupa dengan komputer peribadi kita di rumah. Mereka berdua memiliki unit catu daya, CPU (Central Processing Unit), Input & Outputs (I / O) port, memori RAM dan ROM, dan perisian kawalan. Perbezaan terbesar antara keduanya adalah PLC dapat melakukan fungsi diskrit dan berterusan dalam persekitaran yang keras yang tidak dapat dilakukan oleh PC. Anda juga boleh membaca perbezaan antara PLC dan mikrokontroler untuk mendapatkan gambaran keseluruhan perbandingannya dengan mikrokontroler.

Terdapat banyak jenis PLC di pasaran mengikut kehendak pelanggan. Walaupun terdapat banyak jenis PLC, mereka mengikut standard tertentu agar pengguna dapat memilih dengan mudah.

Fungsi Asas PLC

Untuk memahami asas kerja PLC, mari kita contohi contoh ringkas seperti di bawah.

Katakan dalam penyediaan ini kita harus menyalakan mentol selama lima puluh saat pertama dan mematikan mentol selama dua puluh saat berikutnya maka kita harus menggunakan suis dalam litar untuk menutup dan membuka gelung secara berterusan. Ini adalah tugas yang mudah tetapi sangat meletihkan bagi manusia dan tidak produktif untuk membeli geganti pemasa untuk jenis masalah ini setiap masa. Dalam semua kes tersebut kita dapat menggunakan satu PLC untuk menyelesaikan masalah.

Di sini anda dapat melihat PLC disambungkan dalam gelung persediaan sambil memastikan suis ditutup. Kita boleh menggunakan pengaturcaraan untuk mengatur pemasa untuk PLC di litar. Setelah selesai, PLC dapat menutup dan membuka gelung secara berterusan yang menggantikan keperluan campur tangan manusia. Sebaik sahaja PLC mula melaksanakan program itu tidak akan berhenti sehingga gangguan diberikan.

Ini hanya penyediaan yang mudah dan PLC mempunyai kemampuan untuk mengendalikan proses yang jauh lebih besar dan lebih kompleks seperti kawalan PWM, Sensing, dll. PLC biasanya dirancang dengan cara untuk pelanggan sehingga dia dapat menyesuaikan PLC berfungsi bergantung pada aplikasi dan keperluan.

Gambarajah Blok PLC

Sekarang mari kita lihat modul penting yang terdapat dalam PLC.

Modul Bekalan Kuasa: Modul ini kadang-kadang diletakkan sebagai persediaan berasingan seperti penyesuai dan dalam kes lain, ia akan direka secara langsung pada PCB utama. Fungsi modul adalah untuk memberikan kekuatan yang diperlukan untuk keseluruhan penyediaan PLC (Programmable Logic Controller). Modul adalah penukar yang menukar kuasa AC yang tersedia ke kuasa DC yang diperlukan oleh CPU dan modul lain. Biasanya, PLC berfungsi pada rel kuasa 12V dan 24V.

Unit Pemprosesan Pusat: Modul ini adalah yang paling dilindungi kerana merupakan teras fungsi untuk keseluruhan PLC. Modul CPU terdiri daripada mikropemproses atau mikrokontroler, memori program, memori kilat & memori RAMS. Memori kilat atau memori ROM menyimpan sistem operasi, pemacu dan program aplikasi. RAM digunakan oleh mikropemproses untuk mengakses data dan maklumat.

Fungsi CPU adalah untuk melaksanakan program yang tersimpan dalam memori dan bertindak sesuai dengan arahan tertulis. Jadi pada dasarnya CPU membaca data input dari sensor untuk diproses dan akhirnya menghantar respons yang sesuai berdasarkan program.

Modul Input dan Output: Modul input digunakan untuk mewujudkan hubungan antara pelbagai sensor dan papan kekunci ke CPU dan modul Output digunakan oleh pemproses untuk memberikan respons kepada dunia luar.

Modul Perangkat Pengaturcaraan: Modul ini digunakan untuk menjalin komunikasi antara PC dan PLC. Fungsi asasnya adalah memprogram ulang mikroprosesor PLC.

Jenis PLC (Pengawal Logik yang Boleh Diprogramkan)

PLC terbahagi kepada dua jenis iaitu PLC tetap (atau PLC padat) dan PLC modular.

1. PLC Padat atau Tetap: Biasanya PLC kelas rendah yang popular di banyak industri. Compact PLC mempunyai bilangan modul I / O yang tetap dan kad I / O luaran dan kad tersebut tidak dapat dilanjutkan kemudian untuk membuat persediaan yang lebih kompleks. Anda dapat melihat PLC tetap pada gambar di bawah.

2. Modular PLC: Modular PLC membenarkan pelbagai pengembangan dengan menyusun 'Modul' selari. Port I / O PLC modular dapat ditingkatkan untuk operasi yang lebih kompleks di industri. Modular PLC juga lebih mudah digunakan kerana setiap komponen saling bergantung antara satu sama lain. Jenis PLC ini popular di banyak industri

Arduino vs PLC (Pengawal Logik yang Boleh Diprogramkan)

Seperti yang telah kami sebutkan sebelumnya, modul penting PLC serupa dengan PC (Personal Computer) dan lebih serupa dengan komputer papan tunggal seperti Arduino. Jadi secara dalaman pada tahap tertentu kedua PLC dan Arduino adalah sama dan kita dapat menggunakan Arduino ini untuk merancang PLC (Pengawal Logik yang Dapat Diprogramkan). The PLC Arduino sudah ada dalam pasaran dan boleh didapati lebih murah berbanding PLC konvensional. Oleh itu, Arduino-PLC semakin popular hari ini dan aplikasinya akan meningkat lebih banyak pada masa akan datang. Ini adalah perbezaan tertentu antara Arduino PLC & PLC konvensional dan beberapa di antaranya disebutkan di bawah.

Arduino PLC	PLC (Pengawal Logik yang Boleh Diprogramkan)
Memerlukan Komponen Luaran untuk Berfungsi sebagai PLC	Tidak memerlukan komponen luaran tambahan
Diterima secara universal	Dipromosikan terutamanya di Industri
Kos rendah	Kos yang tinggi
Perlu belajar pengaturcaraan asas untuk menulis semula program Arduino	Hanya memerlukan teknik operasi asas untuk memprogramkan semula PLC
Pengprograman semula agak sukar	Pemprograman semula agak mudah
Prestasi yang memuaskan	Prestasi tinggi
Tidak dapat berfungsi dalam keadaan yang teruk	Boleh bekerja pada keadaan yang teruk
Ringkas dan Kecil	Berat dan berat
Penumpukan tidak dapat digunakan untuk memajukan operasi PLC Arduino PLC	Penumpukan dapat digunakan untuk memajukan operasi PLC PLC normal
Lebih banyak pilihan komunikasi	Pilihan komunikasi yang kurang
Mudah diganti dan dibaiki	Sukar diganti dan dibaiki
Pilihan yang lebih rendah untuk memilih	Banyak pilihan untuk memilih

Sekarang mari kita bincangkan secara ringkas mengenai PLC berasaskan Arduino yang popular yang ada di pasaran.

1. Industrial Shields Arduino PLC

Industrial Shields adalah syarikat popular yang menyediakan pelindung PLC berasaskan Arduino untuk banyak aplikasi industri. Perisai yang popular digunakan dibincangkan secara ringkas di bawah.

Perisai Industri ARDBOX:

ARDBOX adalah PLC berasaskan Arduino yang direka untuk aplikasi industri kecil dan sederhana. Gambar ARDBOX ditunjukkan di bawah.

ARDBOX direka berdasarkan ARDUINO LEONARO jadi pada dasarnya, semua spesifikasi teknikal ARDBOX adalah spesifikasi LEONARO. Ciri-ciri asas dan spesifikasi teknikal ARDBOX diberikan di bawah.

Voltan Input	12Vor 24V
Kuasa Dinilai	30Watt
Arus Maksimum	1.5A
Kelajuan jam	16MHz
Saiz	100x45x115 mm
Bahasa pengaturcaraan	Arduino IDE.
Memori Kilat	32KB yang mana 4KB digunakan oleh bootloader
SRAM	2.5KB
EEPROM	1KB
Komunikasi	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
JUMLAH titik Input	10
JUMLAH titik output	10
Keluaran Terpencil PWM	hingga 24Vdc Maksimum: 70 mA Pengasingan Galvanik Diod Dilindungi untuk Relay Voltan Dinilai: 24Vdc

Perisai Industri M-Duino:

M-DUINO adalah PLC berasaskan Arduino yang direka untuk aplikasi industri kecil dan sederhana. Gambar PLC ditunjukkan di bawah.

M-DUINO direka berdasarkan papan ARDUINO MEGA, jadi semua spesifikasi teknikal papan MEGA adalah spesifikasi M-DUINO. Ciri-ciri asas dan spesifikasi teknikal M-DUINO diberikan di bawah.

Voltan Input	12V atau 24V
Kuasa Dinilai	40Watt
Arus Output Maksimum	0.5A
Kelajuan jam	16MHz
Saiz	101x119x70mm
Bahasa pengaturcaraan	Arduino IDE.
Memori Kilat	32KB yang mana 0.5KB digunakan oleh boot loader
SRAM	2KB
EEPROM	1KB
Komunikasi	I2C1 - Port Ethernet - USB - RS485 - SPI - (3x) Rx, Tx (pin Arduino)
JUMLAH titik Input	13,26,36
JUMLAH titik output	8,16,22
Keluaran Terpencil PWM	24Vdc (3,6,8) Maksimum: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLC

PLDuino adalah Pengawal Logik Terprogram (PLC) berasaskan Arduino Open Source dari Digital Loggers yang tersedia di pasaran dengan harga sekitar $ 150. PLC ini menggabungkan Arduino Mega (ATmega2560) dengan modul Wi-Fi ESP8266 dan Skrin Sentuh TFT 2,4 ", untuk menjadikannya sesuai untuk Aplikasi IoT Industri dan aplikasi robotik kilang lain.

PLDuino dapat diprogram dengan mudah dengan menggunakan kabel USB sederhana, juga bersama dengan Arduino IDE yang terkenal, PLDuino juga dapat diprogramkan menggunakan Lua, GNU atau bahkan AVR Studio. PLDuino juga menyediakan kod demonstrasi dan perpustakaan untuk membantu pemula memulakan pembangunan dengan cepat. Untuk pengguna maju, PLDuino juga memungkinkan untuk membuka penutup dan menjelajah di dalam PLC sehingga dapat menyesuaikan perkakasan seperti yang diperlukan untuk aplikasi mereka, skema lengkap dan spesifikasi komponen juga tersedia dalam talian. Spesifikasi lengkap PLDuino ditunjukkan dalam gambar di bawah

3. PLC Controllino Arduino

Controllino tidak lain adalah Arduino perindustrian. Ini menggabungkan fleksibiliti dan sifat sumber terbuka ekosistem Arduino dengan keselamatan dan kebolehpercayaan PLC kelas industri.

Syarikat ini menyediakan tiga modul yang dirancang berdasarkan tiga papan Arduino.

MINI Controllino:

Ia direka di papan Arduino Uno.

Voltan Input	12V atau 24V
Suhu Operasi	5ºC hingga 55ºC
Arus Relay Maksimum	6A
Kelajuan jam	16MHz
Saiz	36x90x60 mm
Bahasa pengaturcaraan	Arduino IDE.
Memori Kilat	32KB yang mana 0.5KB digunakan oleh boot loader
SRAM	2KB
EEPROM	1KB
Komunikasi	I2C1– USB - SPI
JUMLAH titik Input	8
JUMLAH titik output	8

Controllino MAXI:

Ini direka pada ATMEGA2560 Atmel mikrokontroler atau di papan Arduino Mega.

Voltan Input	12V atau 24V
Suhu Operasi	0ºC hingga 55ºC
Relay Output Maksimum Semasa	6A
Kelajuan jam	16MHz
Saiz	72x90x62mm
Bahasa pengaturcaraan	Arduino IDE
Memori Kilat	256KB
SRAM	8KB
EEPROM	4KB
Komunikasi	I2C1, Port Ethernet, USB, SPI
JUMLAH titik Input	12
JUMLAH titik output	12, output geganti-10

Mega Controllino:

Mega PLC direka pada ATMEGA2560 Atmel microcontroller atau pada papan Arduino Mega.

Voltan Input	12V atau 24V
Suhu Operasi	0ºC hingga 55ºC
Relay Output Maksimum Semasa	6A
Kelajuan jam	16MHz
Saiz	107x90x62mm
Bahasa pengaturcaraan	Arduino IDE
Memori Kilat	256KB
SRAM	8KB
EEPROM	4KB
Komunikasi	I2C1, Port Ethernet, USB, SPI
JUMLAH titik Input	21
JUMLAH titik output	24, output geganti-16

Kelebihan Arduino PLC

• Boleh dibeli dengan kos rendah.
• Boleh diprogramkan menggunakan perisian Arduino IDE.
• Keserasian yang tinggi.
• Bilik yang tinggi untuk penyesuaian.
• Mudah diganti berbanding dengan PLC konvensional.

Kekurangan Arduino PLC

• Sangat sedikit pilihan yang boleh dipilih.
• Tidak sesuai untuk aplikasi berskala tinggi.
• Sensitif berbanding PLC konvensional.
• Memerlukan lebih banyak penyelenggaraan.
• Kurang profesional.