PLC (Programmable Logic Controller)

PLC’s zijn het kloppend hart van machines en productielijnen. Een PLC bestuurt niet alleen de directe hardware zoals motoren en sensoren, maar regelt ook de communicatie tussen verschillende systemen binnen een fabriek om een naadloze werking te garanderen. Lees hier meer over wat een PLC is en hoe dit systeem werkt binnen een productieomgeving.

Wat is een PLC?

PLC is de afkorting van Programmable Logic Controller. Het is een type computer speciaal voor industriële toepassingen. Vroeger waren PLC’s vooral eenvoudige schakelapparaten, maar in de loop der jaren zijn ze veranderd in slimme besturingssystemen met krachtige computerchips. Ze besturen niet alleen machines en productielijnen, maar bijvoorbeeld ook bagagesorteerlijnen op luchthavens en dynamische attracties in pretparken.

De opbouw van een modulair PLC-systeem

Modulaire PLC’s bestaan uit verschillende modules, zoals input- en outputmodules, sensoren en schakelende componenten. Deze modules zijn naar wens aanpasbaar, afhankelijk van de benodigde functies in het productieproces.

Aan de basis van elk PLC-systeem staat de centrale processor – dit is als het ware het brein van het systeem. De processor voert instructies uit, verwerkt data en coördineert de communicatie tussen de verschillende modules van de PLC.

Input- en outputmodules

Met input- (I) en output- (O) modules kan een PLC communiceren met de sensoren en actuatoren in een fabriek. Deze modules ontvangen niet alleen informatie van sensoren over verschillende processen, zoals het starten en stoppen van machines, het openen en sluiten van kleppen of het aanpassen van de temperatuur in productielijnen; ze sturen ook instructies van de PLC terug naar deze apparaten. Zo ontstaat een tweerichtingscommunicatie die essentieel is voor het beheren van industriële processen.

Inputmodules ontvangen signalen (inputs) van externe bronnen zoals sensoren en schakelaars. De PLC analyseert deze signalen om te bepalen welke acties er moeten worden uitgevoerd. Inputs zijn onder te verdelen in analoge en digitale signalen. Analoge inputs veranderen voortdurend en kunnen verschillende waarden binnen een bepaald bereik aannemen, zoals de waarden van temperatuur- of druksensoren. Digitale inputs hebben maar twee mogelijkheden: aan of uit, zoals een drukknop of een eindschakelaar.

Zodra de processor deze inputs heeft verwerkt, activeren de outputmodules acties door signalen (outputs) te sturen naar externe apparatuur. De PLC monitort actief het productieproces via deze inputs en bepaalt of bijsturing nodig is. Vervolgens zetten de outputmodules deze beslissingen om in concrete acties binnen het productieproces.

Uitbreiding van het PLC-systeem

Een PLC-systeem is niet beperkt tot standaard I/O-modules en kan uitgebreid worden met modules voor specifieke taken of communicatie. Communicatiemodules laten de PLC bijvoorbeeld met andere systemen communiceren, zoals met computers of andere PLC’s. Voor specifieke besturings- of monitoringstaken die buiten de standaard functionaliteiten vallen, kunnen speciale modules worden toegevoegd. Deze modules zijn vaak gericht op geavanceerdere Data Analytics of specifieke industriële toepassingen zoals Robotics.

Hoe een PLC werkt in 3 stappen

De verschillende componenten van een PLC werken samen om industriële processen automatisch en nauwkeurig aan te sturen. We leggen in 3 stappen uit hoe dit precies werkt:

1. Inputsignalen ontvangen
   Het proces begint bij de inputmodules van de PLC, die signalen ontvangen van verschillende externe bronnen zoals sensoren en schakelaars. Deze signalen variëren van eenvoudige aan/uit-signalen (digitaal) tot complexe metingen zoals temperatuur of druk (analoog). Een sensor kan bijvoorbeeld detecteren dat een machine oververhit raakt en dit signaal doorgeven aan de PLC.
2. Data verwerken
   Zodra de PLC deze inputsignalen ontvangt, gaan ze naar de centrale processor. Deze processor interpreteert de signalen volgens een vooraf ingesteld programma dat bepaalt welke acties er onder specifieke omstandigheden moeten gebeuren.
3. Acties uitvoeren
   Na analyse van de data geeft de processor commando’s aan de outputmodules. Deze modules activeren vervolgens de externe apparaten — zoals motoren, kleppen, pompen en lichten — om de nodige aanpassingen in het productieproces uit te voeren. Dit kan variëren van het activeren van een koelsysteem tot het openen van een klep of het starten van een transportband.

 

Het programmeren van een PLC

PLC-programmering is het configureren, installeren en programmeren van het PLC-systeem om specifieke industriële taken te beheren. PLC-programmeurs, ook wel PLC-engineers genoemd, gebruiken gestandaardiseerde programmeertalen om ervoor te zorgen dat de PLC’s correct reageren op input en de aangesloten machines en systemen correct aansturen.

Voor het programmeren van een PLC worden verschillende talen gebruikt. Sequential Function Chart (SFC) is bijvoorbeeld een veelgebruikte programmeertaal om de volgorde van operaties te visualiseren. Een ander voorbeeld is Functional Block Diagram, een taal om de logische besturing via functionele blokken te structureren. Deze programmeertalen maken het mogelijk voor de PLC-engineers om complexe logica op een begrijpelijke en beheersbare manier te programmeren.

Bij EKB zijn we gespecialiseerd in het programmeren van verschillende typen PLC’s, zoals die van Siemens (Simatic) en Allen-Bradley (Rockwell) maar ook van andere fabrikanten. We ontwikkelen betrouwbare PLC-systemen die veilig communiceren via netwerken als Profibus, Profinet en Modbus.

Veiligheid en betrouwbaarheid met Safety PLC’s

Veel machines en installaties moeten voldoen aan strenge veiligheidsnormen om mensen, machines en de omgeving te beschermen. Daarom zijn de meeste installaties tegenwoordig uitgerust met Safety PLC’s. Deze zijn speciaal gecertificeerd om veiligheidstaken uit te voeren.

Safety PLC’s zijn ontworpen om ‘fail-safe’ te functioneren. Dit betekent dat ze automatisch een veilige staat aannemen als er iets misgaat. Als de communicatie uitvalt of er een fout in het systeem wordt gedetecteerd, zorgt de Safety PLC ervoor dat de machine stopt of in een veilige modus schakelt. Deze PLC’s voldoen aan strenge veiligheidsnormen, bekend als de SIL (Safety Integrity Level) kwalificaties.

Bij EKB weten we welke veiligheidseisen er zijn voor industriële besturingssystemen. We ontwerpen Safety PLC’s die voldoen aan de specifieke eisen voor elke toepassing, waardoor ze betrouwbaar en veilig zijn voor gebruik in de productie-industrie.

Integratie van PLC met SCADA-systemen

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) is een belangrijk onderdeel van industriële automatiseringssystemen. Deze systemen verzamelen, verwerken en visualiseren op grote schaal meet- en regelsignalen afkomstig van machines en processen.

PLC’s verzamelen data van sensoren en actuatoren en sturen deze door naar het SCADA-systeem. SCADA verwerkt deze informatie en toont deze via een HP HMI (High Performance Human Machine Interface) op beeldschermen. Zo krijgen operators een helder overzicht en volledige controle over het productieproces, zodat zij snel kunnen ingrijpen bij problemen, alarmeringen kunnen beheren en prestatierapporten kunnen opstellen.

De combinatie van PLC’s en SCADA  verbetert de controle over de productie, verhoogt de veiligheid en optimaliseert de efficiëntie van processen. Deze integratie is essentieel om de productiviteit te verhogen en operationele veiligheid in moderne industriële omgevingen te garanderen.