Vad är PLC? Så fungerar ett styrsystem – och så väljer du

Vad är en PLC?

PLC står för Programmable Logic Controller, på svenska ofta bara styrsystem. De första kom i slutet av 1960-talet för att ersätta stora reläskåp i bilindustrin. I stället för att dra om kablar när en maskin skulle ändras kunde man ändra programmet.

En PLC är byggd för industrin: den tål vibrationer, elektriska störningar och värme i elskåpet, och den kör samma program dygnet runt i många år. Ett PLC-system består av:

• CPU – processorn som kör programmet och håller minnet.
• Ingångar – digitala (24 V DC från knappar och givare) och analoga (4–20 mA, 0–10 V, temperatur).
• Utgångar – transistor- eller reläutgångar till ventiler, kontaktorer och lampor, och analoga utgångar till frekvensomriktare och reglerventiler.
• Kommunikation – fältbussar och industriellt Ethernet till operatörspaneler, drivsystem och överordnade system.
• Nätaggregat – oftast 24 V DC.

Var används PLC?

• Tillverkning – förpackningsmaskiner, transportband, robotceller, pressar och provutrustning.
• Livsmedel och process – dosering, batchprocesser och rengöringssekvenser, ofta programmerade i SFC.
• Vatten och avlopp – pumpstationer och reningsverk med fjärrövervakning via SCADA.
• Energi – vindkraftverk, solcellsparker, batterilager och ställverk.
• Järnväg och infrastruktur – styrning ombord på tåg, vid spåret och i tunnlar.
• Fastigheter – ventilation, värme och belysning i större byggnader.

Hur fungerar en PLC? Programcykeln

En PLC arbetar i en fast slinga, programcykeln (scan). Först läser den av alla ingångar och sparar värdena. Sedan körs programmet från början till slut med de sparade värdena. Därefter skrivs resultaten till utgångarna, och PLC:n sköter kommunikation och diagnos. Sedan börjar allt om.

Cykeltiden beror på programmets storlek och processorns hastighet. En watchdog-funktion stoppar PLC:n och sätter utgångarna i ett säkert läge om cykeln tar för lång tid. Händelser som är snabbare än cykeln, som pulser från en pulsgivare, hanteras med avbrott (interrupt) eller snabba räknarmoduler.

För kommunikation används fältbussar och industriellt Ethernet som PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, EtherCAT och PROFIBUS. Mot IT-system och moln används allt oftare OPC UA och MQTT.

Programspråk enligt IEC 61131-3

Standarden IEC 61131-3 beskriver gemensamma programspråk för PLC, så att en tekniker kan känna igen sig mellan olika fabrikat. De flesta projekt blandar flera språk.

Kompakt PLC, modulär PLC eller decentraliserad I/O?

• Kompakt PLC – CPU, ingångar och utgångar i en enhet, ofta utbyggbar med några moduler. Passar mindre maskiner, pumpstationer och fastighetsautomation.
• Modulär PLC – CPU, nätaggregat och I/O-moduler på DIN-skena eller bakplan. Du väljer exakt de moduler du behöver och kan bygga ut. Passar större maskiner och processer.
• Decentraliserad I/O – I/O-stationer ute vid maskinen, kopplade till CPU:n via fältbuss eller Ethernet. Sparar mycket kabel och gör det enklare att bygga maskiner i moduler.

PLC, PC-baserad styrning eller mikrokontroller?

En säkerhets-PLC används för nödstopp, skyddsgrindar och ljusridåer. Den har dubbla kanaler och självdiagnostik och är certifierad för till exempel SIL 3 enligt IEC 61508 eller PL e enligt EN ISO 13849-1. Säkra signaler kan gå i samma nätverk som övriga data med protokoll som PROFIsafe och FSoE.

Så väljer du PLC – fem fallgropar

1. För snålt med I/O. Maskiner växer. Planera för 10–20 procent reserv och plats för fler moduler.
2. Kommunikationen glöms bort. Kontrollera vilka protokoll frekvensomriktare, paneler och andra maskiner använder innan du väljer CPU.
3. Programvaran räknas inte in. Licenser och utbildning kan kosta mer än hårdvaran. Kontrollera vad som ingår och vad uppgraderingar kostar.
4. Man bortser från vad teknikerna kan. Välj en miljö som de som ska felsöka klockan tre på natten känner till. Det kan betyda ett system som programmeras med samma verktyg som befintliga anläggningar.
5. Miljön underskattas. Vanliga PLC-system är ofta specificerade för 0–60 °C. Tåg, utomhusskåp och mobila tillämpningar kräver ett bredare temperaturområde, och tåg även EN 50155.

PLC-system hos SCN

Vi har PLC-system från Yaskawa (tidigare VIPA) i familjerna Micro PLC, SLIO och 300S+. De kan programmeras i Siemens SIMATIC Manager (STEP 7) eller TIA Portal, och SLIO och Micro PLC även i Yaskawas Speed 7 Studio. Dessutom finns CODESYS-styrningar från Weintek och programmerbara styrenheter och fjärr-I/O från Moxa.

Exempel ur vårt sortiment

Vanliga frågor

Vad står PLC för?

Programmable Logic Controller, ett programmerbart styrsystem. På svenska säger man ofta styrsystem eller bara PLC.

Vilket PLC-språk är vanligast?

Ladder (LD) är fortfarande vanligt för logik, medan Structured Text (ST) används alltmer för beräkningar och större program. De flesta projekt blandar språk.

Vad är skillnaden mellan PLC och DCS?

En DCS (Distributed Control System) är ett styrsystem för stora processanläggningar, där styrning, operatörsbilder och databaser är integrerade från början. En PLC är mer fristående och vanligast i maskiner och mindre anläggningar.

Kan jag använda en annan PLC än Siemens i en Siemens-miljö?

Ja. Det finns S7-kompatibla PLC-system, till exempel från Yaskawa, som programmeras i SIMATIC Manager eller TIA Portal. Kontrollera vilka funktioner och moduler som stöds.

Vad är en soft-PLC?

En PLC som körs som programvara på en industridator i stället för på en egen PLC-hårdvara. Den ger mer beräkningskraft, men kräver en dator som är byggd för industrimiljö.