Hva er PLS? Slik fungerer et styresystem – og slik velger du

Hva er en PLS?

PLS står for programmerbar logisk styring, på engelsk Programmable Logic Controller, PLC. Ofte sier man bare styresystem. De første kom på slutten av 1960-tallet for å erstatte store reléskap i bilindustrien. I stedet for å trekke kabler på nytt når en maskin skulle endres, kunne man endre programmet.

En PLS er bygd for industrien: den tåler vibrasjoner, elektrisk støy og varme i koblingsskapet, og den kjører det samme programmet døgnet rundt i mange år. Et PLS-system består av:

• CPU – prosessoren som kjører programmet og holder minnet.
• Innganger – digitale (24 V DC fra knapper og sensorer) og analoge (4–20 mA, 0–10 V, temperatur).
• Utganger – transistor- eller reléutganger til ventiler, kontaktorer og lamper, og analoge utganger til frekvensomformere og reguleringsventiler.
• Kommunikasjon – feltbusser og industrielt Ethernet til operatørpaneler, drivsystemer og overordnede systemer.
• Strømforsyning – som regel 24 V DC.

Hvor brukes PLS?

• Produksjon – pakkemaskiner, transportbånd, robotceller, presser og testutstyr.
• Næringsmidler og prosess – dosering, batchprosesser og rengjøringssekvenser, ofte programmert i SFC.
• Vann og avløp – pumpestasjoner og renseanlegg med fjernovervåking via SCADA.
• Energi – vindturbiner, solcelleparker, batterilagre og koblingsanlegg.
• Jernbane og infrastruktur – styring om bord i tog, langs sporet og i tunneler.
• Bygg og eiendom – ventilasjon, varme og belysning i større bygninger.

Hvordan fungerer en PLS? Programsyklusen

En PLS arbeider i en fast sløyfe, programsyklusen (scan). Først leser den av alle innganger og lagrer verdiene. Deretter kjøres programmet fra begynnelse til slutt med de lagrede verdiene. Så skrives resultatene til utgangene, og PLS-en tar seg av kommunikasjon og diagnose. Deretter begynner alt på nytt.

Syklustiden avhenger av programmets størrelse og prosessorens hastighet. En watchdog-funksjon stopper PLS-en og setter utgangene i en sikker tilstand hvis syklusen tar for lang tid. Hendelser som er raskere enn syklusen, som pulser fra en pulsgiver, håndteres med avbrudd (interrupt) eller raske tellermoduler.

Til kommunikasjon brukes feltbusser og industrielt Ethernet som PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, EtherCAT og PROFIBUS. Mot IT-systemer og sky brukes stadig oftere OPC UA og MQTT.

Programmeringsspråk etter IEC 61131-3

Standarden IEC 61131-3 beskriver felles programmeringsspråk for PLS, slik at en tekniker kjenner seg igjen på tvers av fabrikater. De fleste prosjekter blander flere språk.

Kompakt PLS, modulær PLS eller desentralisert I/O?

• Kompakt PLS – CPU, innganger og utganger i én enhet, ofte utvidbar med noen moduler. Passer for mindre maskiner, pumpestasjoner og byggautomasjon.
• Modulær PLS – CPU, strømforsyning og I/O-moduler på DIN-skinne eller bakplan. Du velger nøyaktig de modulene du trenger, og kan bygge ut. Passer for større maskiner og prosesser.
• Desentralisert I/O – I/O-stasjoner ute ved maskinen, koblet til CPU-en via feltbuss eller Ethernet. Sparer mye kabel og gjør det enklere å bygge maskiner i moduler.

PLS, PC-basert styring eller mikrokontroller?

En sikkerhets-PLS brukes til nødstopp, beskyttelsesporter og lysgardiner. Den har doble kanaler og egendiagnostikk og er sertifisert for for eksempel SIL 3 etter IEC 61508 eller PL e etter EN ISO 13849-1. Sikre signaler kan gå i det samme nettverket som øvrige data med protokoller som PROFIsafe og FSoE.

Slik velger du PLS – fem fallgruver

1. For lite I/O. Maskiner vokser. Planlegg for 10–20 prosent reserve og plass til flere moduler.
2. Kommunikasjonen blir glemt. Sjekk hvilke protokoller frekvensomformere, paneler og andre maskiner bruker før du velger CPU.
3. Programvaren regnes ikke med. Lisenser og opplæring kan koste mer enn maskinvaren. Sjekk hva som er inkludert og hva oppgraderinger koster.
4. Man ser bort fra hva teknikerne kan. Velg et miljø som de som skal feilsøke klokken tre om natten, kjenner. Det kan bety et system som programmeres med de samme verktøyene som eksisterende anlegg.
5. Miljøet blir undervurdert. Vanlige PLS-systemer er ofte spesifisert for 0–60 °C. Tog, utendørsskap og mobile applikasjoner krever et bredere temperaturområde, og tog også EN 50155.

PLS-systemer hos SCN

Vi har PLS-systemer fra Yaskawa (tidligere VIPA) i familiene Micro PLC, SLIO og 300S+. De kan programmeres i Siemens SIMATIC Manager (STEP 7) eller TIA Portal, og SLIO og Micro PLC også i Yaskawas Speed 7 Studio. I tillegg har vi CODESYS-styringer fra Weintek og programmerbare styreenheter og fjern-I/O fra Moxa.

Eksempler fra vårt sortiment

Vanlige spørsmål

Hva står PLS for?

Programmerbar logisk styring. På engelsk heter det Programmable Logic Controller, PLC. I daglig tale sier man ofte styresystem eller bare PLS.

Hvilket PLS-språk er mest brukt?

Ladder (LD) er fortsatt vanlig for logikk, mens Structured Text (ST) brukes stadig mer til beregninger og større programmer. De fleste prosjekter blander språk.

Hva er forskjellen på PLS og DCS?

Et DCS (Distributed Control System) er et styresystem for store prosessanlegg, der styring, operatørbilder og databaser er integrert fra starten. En PLS er mer frittstående og mest brukt i maskiner og mindre anlegg.

Kan jeg bruke en annen PLS enn Siemens i et Siemens-miljø?

Ja. Det finnes S7-kompatible PLS-systemer, for eksempel fra Yaskawa, som programmeres i SIMATIC Manager eller TIA Portal. Sjekk hvilke funksjoner og moduler som støttes.

Hva er en soft-PLS?

En PLS som kjører som programvare på en industri-PC i stedet for på egen PLS-maskinvare. Den gir mer regnekraft, men krever en datamaskin som er bygd for industrimiljø.