De evolutie van PLC's: een geschiedenis van programmeerbare logische controllers, en hoe u ze kunt kiezen of vervangen

Loop door vrijwel elke oudere fabriek en je zult een paradox tegenkomen. Op één lijn draait nog steeds ladderlogica die vijftien of twintig jaar geleden is geschreven op een controller die al tien jaar niet meer bestaat, terwijl de cel ernaast data naar een IIoT-platform streamt voor voorspellend onderhoud. Beiden doen hun werk. Die kloof, naast elkaar op dezelfde verdieping, is eigenlijk het verhaal van hoe programmeerbare logische controllers zijn opgegroeid. Het begrijpen van de evolutie van PLC's is niet alleen maar industriële trivia. Het vertelt u waarom uw geïnstalleerde basis er zo uitziet, en het bepaalt twee beslissingen waarmee elke plant uiteindelijk te maken krijgt: welke controller u als volgende moet kopen en wat u moet doen als de controller waarop u vertrouwt het einde van zijn levensduur bereikt.

Vóór PLC's: waarom relaislogica de industrie tegenhield

Vóór de PLC werden machines bestuurd door reeksen elektromechanische relais. De logica van een proces, dat wil zeggen wanneer deze klep opengaat en die motor start, leefde in de fysieke bedrading tussen honderden of zelfs duizenden relais die in grote kasten waren ondergebracht.

Die aanpak werkte, maar was op dure manieren broos. Het veranderen van de besturingsvolgorde betekende dat het paneel met de hand opnieuw moest worden aangesloten, een klus die dagen of weken kon duren terwijl de lijn inactief was. Een enkel defect relais of een losse draad kon de productie stopzetten, en het vinden van de fout in een doolhof van bedrading was traag werk. De kasten zelf namen vloeroppervlak in beslag, en na jaren van kleine veranderingen kwam de documentatie zelden overeen met wat er daadwerkelijk was gebouwd.

De druk bereikte een hoogtepunt in de Amerikaanse auto-industrie. Autofabrikanten als General Motors veranderden hun modellen elk modeljaar, en elke vernieuwing betekende het uitbreken en opnieuw opbouwen van relaispanelen tegen enorme kosten. Tegen het einde van de jaren zestig maakte die jaarlijkse verstoring de zoektocht naar een herprogrammeerbaar alternatief urgent. De kernwens was simpel: houd de betrouwbaarheidsingenieurs vertrouwd, maar breng veranderingen aan in de software in plaats van in koper. Die druk leidde rechtstreeks tot de specificatie die de eerste PLC creëerde.

De geboorte van de PLC (1968): Modicon 084 en Ladderlogica

In 1968 schreef de Hydramatic-divisie van General Motors een inmiddels-beroemde specificatie voor een solid-vervanging voor relaisbesturing. Er werd gevraagd om een ​​robuust apparaat dat zonder herbedrading opnieuw kon worden geprogrammeerd, een fabrieksvloer kon overleven en kon worden onderhouden door de bestaande elektriciens van de fabriek in plaats van door computerspecialisten.

Een klein ingenieursbureau, Bedford Associates, ging de uitdaging aan. Hun antwoord, geleid door ingenieur Richard "Dick" Morley en zijn collega's, werd de Modicon 084, algemeen erkend als de eerste programmeerbare logische controller. De naam "Modicon" kwam van Modular Digital Controller" en "084" was eenvoudigweg het projectnummer van het bedrijf. Morley wordt voor dit werk vaak de vader van de PLC genoemd.

De belangrijkste beslissing achter de 084 waren niet de rauwe prestaties. Het was de keuze van de programmeermethode. In plaats van een nieuwe computertaal uit te vinden, liet het team ingenieurs de controller programmeren met behulp van ladderlogica, een diagram dat bijna precies leek op het relaisladderschema dat elektriciens al elke dag lazen. Dit was enorm belangrijk. De mensen die deze machines onderhouden waren elektriciens, geen programmeurs, en zij konden de nieuwe controller adopteren zonder omscholing. Die ene ontwerpkeuze, gebruikers ontmoeten waar ze al waren, is een belangrijke reden waarom PLC's zich zo snel verspreiden en waarom ladderlogica ruim vijftig jaar later nog steeds een dominante programmeertaal is. Het is ook de reden waarom sommige fabrieken nog steeds ladderprogramma's draaien die tientallen jaren geleden zijn geschreven, een punt waar we op terugkomen als we het hebben over het vervangen van oudere hardware.

Vanaf die eerste bestelling verspreidde het concept zich snel. Andere fabrikanten volgden, en binnen een paar jaar was de PLC overgegaan van een enkel auto-experiment naar een standaardinstrument voor alle sectoren.

Hoe PLC's zich ontwikkelden, decennium na decennium

Toen het concept zich eenmaal had bewezen, evolueerden PLC's gestaag en voegden ze elk decennium een ​​mogelijkheid toe waar de industrie van die tijd om vroeg.

In de jaren zeventig en begin jaren tachtig was de komst van de microprocessor het keerpunt. PLC's werden kleiner en sneller, kregen meer geheugen en kregen hun eerste communicatiepoorten, waardoor controllers met elkaar konden praten in plaats van geïsoleerd te werken.

De jaren negentig gingen over het verbinden naar boven, met mensen en planten boven de machine. Human{2}}machine interfaces (HMI's) gaven operators grafische schermen in plaats van indicatielampjes, en PLC's begonnen gegevens uit te wisselen met fabriekssystemen op een hoger-niveau. Deze periode bracht ook de IEC 61131-3-standaard met zich mee, gepubliceerd in 1993, die een gemeenschappelijke reeks programmeertalen definieerde en de lock-in aan de stijl van één enkele leverancier verminderde.

In de jaren 2000 werden functies geïntroduceerd die ooit afzonderlijke hardware nodig hadden. Bewegingsbesturing, en in sommige gevallen machine vision, werden functies die door één enkele controller konden worden gecoördineerd, terwijl op Ethernet-gebaseerde protocollen systemen van meerdere-leveranciers veel gemakkelijker konden verbinden.

Vanaf de jaren 2010 tot vandaag werd de PLC een knooppunt in een veel groter netwerk. Controllers zijn nu gekoppeld aan ERP- en MES-software, voeden IIoT-platforms en ondersteunen edge computing dicht bij de machine. Net zo belangrijk is dat ze nu moeten worden ontworpen met het oog op cyberveiligheid, omdat een controller op het netwerk ook een controller is die eraan wordt blootgesteld.

Als je wilt zien hoe een fabrikant dezelfde fasen doorliep, ga dan verderOmron PLC-hardware-evolutie gedurende 50 jaarvolgt deze boog door de productlijn van één merk.

Legacy versus moderne PLC's: wat er feitelijk is veranderd

Het decennium-na-decenniumverhaal legt uit hoe we hier terecht zijn gekomen. Naast elkaar blijkt het verschil tussen een oudere PLC en een moderne PLC in vijf dimensies, en elk heeft een praktisch gevolg voor degene die eigenaar is van het systeem.

De veiligheidslijn verdient een briefje. Veel oudere PLC's zijn ontworpen in een tijdperk waarin nooit werd verwacht dat een controller een groter netwerk zou raken. Sluit er één aan op een modern fabrieksnetwerk, dan kan het een zwakke plek worden voor aanvallers, wat een van de praktische redenen is waarom fabrieken ervoor kiezen om oudere hardware te vervangen in plaats van er omheen te blijven patchen.

PLC versus PAC versus DCS versus microcontroller: de verwarring wegnemen

Deze vier termen worden losjes gebruikt, en de verwarring kan leiden tot het kopen van de verkeerde klasse hardware. Hier is de korte versie.

A PLCverzorgt de discrete, logica-gestuurde besturing van machines en lijnen, wat haar thuisbasis is. APAC(programmeerbare automatiseringscontroller) is een krachtiger neefje, gebouwd voor complexe wiskunde, gegevensverwerking en geavanceerde programmering op grotere systemen. ADCS(gedistribueerd besturingssysteem) is ontworpen voor grote, continue processen zoals chemicaliën, olie en gas of energie, waarbij duizenden lussen de klok rond draaien. Amicrocontrolleris een enkele chip ingebed in één apparaat of product, die één specifieke taak uitvoert.

Een gids met één-regel: kies een PLC voor discrete machinelogica, een PAC als u zware berekeningen en geavanceerde programmering nodig heeft, een DCS voor grote continue procesinstallaties en een microcontroller voor eenvoudige besturing van één- apparaat. Nu de grenzen duidelijk zijn, is de volgende vraag praktisch: welke merken maken deze controllers eigenlijk, en waarin verschillen ze?

De belangrijkste PLC-merken van vandaag

Zes merken domineren de meeste koopshortlists. Elk heeft een echt zwaartepunt in plaats van eenvoudigweg 'betrouwbaar en geavanceerd' te zijn, en weten waar elk het sterkst is, bespaart tijd.

Lees de tabel om te zien wat elk merk anders maakt.Siemensis sterk als u één platform wilt, van de kleinste tot de grootste controller, gebruikelijk in Europese en discrete productie.Allen-Bradley, onderdeel van Rockwell, is de standaard in Noord-Amerika met een diepe lokale integratorbasis.Mitsubishiis favoriet bij machinebouwers die snelheid nodig hebben tegen een concurrerende prijs.Omronvalt op waar een lijn zowel over inspectie als over beweging gaat.Schneider, dat de oorspronkelijke Modicon-lijn draagt, is sterk in infrastructuur en proces-aangrenzend werk. ABB heeft de neiging om te winnen waar locaties al zijn gestandaardiseerd op het gebied van ABB-aandrijvingen en -instrumentatie.

Wat de badge ook is, er zijn drie factoren die ervoor zorgen dat ze beter passen dan welke datasheet dan ook:

• Het ecosysteem wordt vergrendeld-.Programmeersoftware, licenties en training zijn allemaal gebonden aan een platform. Later van merk wisselen is zelden alleen maar een hardwarewissel.
• Beschikbaarheid van reserve-onderdelen.Een merk is slechts zo goed als uw vermogen om snel modules te verkrijgen, vooral voor oudere series. Lange doorlooptijden op een enkele kaart kunnen een lijn inactief maken.
• Integratiecompatibiliteit.Controleer of de controller de protocollen spreekt die uw bestaande schijven, HMI's en upstream-systemen al gebruiken.

Voor een bredere lijst en gedetailleerde informatie-tot- raadpleegt u onze handleiding voor detop PLC-fabrikanten. Wanneer u al weet welk merk u nodig heeft, kunt u dat doenblader door PLC-modules per fabrikantdirect.

Hoe u de juiste PLC voor uw toepassing kiest

Zodra de shortlist voor het merk is opgesteld, koppelt u deze aan de functie die voor u ligt. Vijf factoren bepalen het grootste deel van de beslissing.

I/O-aantal en uitbreidbaarheid.Tel uw in- en uitgangen en voeg vervolgens ongeveer 20 tot 30 procent vrije ruimte toe. Op maat maken naar het exacte aantal van vandaag is de manier waarop planten uiteindelijk een hele controller vervangen om twee jaar later een paar sensoren toe te voegen.

Verwerkingscapaciteit.Eenvoudige aan/uit-logica heeft weinig nodig; PID-lussen, beweging of zware gegevensverwerking vereisen een sterkere CPU en snellere scantijd. Zorg ervoor dat de processor geschikt is voor de moeilijkste taak op de lijn, niet voor de gemiddelde taak.

Communicatieprotocollen.Maak een lijst van de protocollen die uw bestaande apparatuur gebruikt, zoals PROFINET, EtherNet/IP, Modbus of EtherCAT, en kies een controller die deze standaard spreekt. Het achteraf inbouwen van gateways brengt kosten en faalpunten met zich mee.

Milieubeoordeling.Temperatuur, trillingen, stof en vocht bepalen of u standaard of geharde hardware nodig heeft. Een controller die geschikt is voor een schone kast, gaat niet lang mee op een was- locatie of buitenlocatie.

Budget en doorlooptijd.De goedkoopste module is geen koopje als deze een doorlooptijd van twaalf- weken heeft en uw lijn niet beschikbaar is. Weeg de eenheidsprijs af tegen de werkelijke beschikbaarheid en de kosten van vertraging.

Een snelle checklist die u kunt hergebruiken:

• Omvat uw I/O-telling 2 tot 3 jaar uitbreiding?
• Is de CPU geschikt voor uw meest veeleisende taak, en niet voor het gemiddelde?
• Ondersteunt de controller standaard uw bestaande protocollen?
• Is de milieuclassificatie geschikt voor de daadwerkelijke installatielocatie?
• Heeft u de echte voorraad en doorlooptijd bevestigd, en niet alleen de catalogusprijs?
• Past het bij het merkecosysteem dat uw team al kent?

Als uw bestaande controller in orde is en u eenvoudigweg uitbreidt, is dezelfde logica van toepassing. Het moeilijkere geval is het volgende: wat te doen als de PLC waarvan u afhankelijk bent, niet meer leverbaar is.

Vervanging van verouderde of niet meer leverbare PLC's

Het vervangen van een controller is zelden een vrije keuze; het wordt meestal geforceerd door een van een paar signalen. Overweeg vervanging serieus als u het volgende ziet:

• Herhaalde fouten en ongeplande stilstand van een verouderende controller.
• Een officieel bericht over het einde van de levensduur of beëindiging van de levensduur van de fabrikant.
• Geen originele reservemodules beschikbaar, of alleen een twijfelachtige grijze-marktvoorraad.
• De kosten voor onderhoud en stilstand zijn stilletjes groter geworden dan de kosten van upgraden.

Als een van deze situaties van toepassing is, is sourcing de eerste praktische stap. Controleer of uw exacte onderdeelnummer nog steeds wordt geproduceerd en, zo niet, zoek dan naar een compatibel vervangingsonderdeel of een nog-equivalent op voorraad. Dit is waar een distributeur met echte inventaris van belang is, omdat een niet meer leverbaar onderdeelnummer vaak nog steeds via de juiste kanalen te vinden is, lang nadat de maker verder is gegaan.

Van daaruit staat u voor één echte beslissing: zoals-voor-een vervanging of een volledige upgrade.

A compatibele vervangingbehoudt uw bestaande programma, bedrading en I/O-indeling. Het brengt minder risico met zich mee, heeft lagere kosten en is sneller. Daarom is dit meestal de juiste keuze als een lijn gewoon moet blijven draaien. Kies dit pad wanneer downtime uw grootste vijand is en het omringende systeem verder gezond is.

A volledige upgradenaar een modern platform kost meer en duurt langer, maar het zet de klok terug: huidige beschikbaarheid van reserve-onderdelen, moderne communicatie en cyberbeveiliging ingebouwd. Kies dit wanneer het hele systeem veroudert, wanneer er al een bredere modernisering gepland is, of wanneer de oude architectuur je tegenhoudt wat je vervolgens wilt doen.

Als u een specifieke migratie doorloopt, kunt u onze walkthrough vanhet kiezen en migreren van oudere Modicon-controllerslaat zien hoe deze afwegingen -uitwerken op een echt productassortiment. En als u al weet welk onderdeel u moet aanschaffen of vervangen,stuur ons het modelnummer voor een voorraadcontrole en offerte.

De toekomst van PLC's: Edge AI, autonome optimalisatie en OT/IT-convergentie

Drie ploegen bepalen waar PLC's naartoe gaan, en elk heeft een afhaalpunt voor een aankoop die u vandaag doet.

Edge-AIverplaatst de analyse naar of naast de controller, zodat taken zoals de detectie van afwijkingen lokaal plaatsvinden, zonder heen en weer te hoeven reizen naar de cloud. De hint: door vandaag de voorkeur te geven aan controllers die edge computing ondersteunen, koop je later ruimte voor deze functies.

Autonome optimalisatielaat systemen hun eigen parameters afstemmen op basis van live gegevens in plaats van vaste instelpunten. De hint: open datatoegang en standaardprotocollen zijn hier belangrijker dan welke functie dan ook van een enkele leverancier.

OT/IT-convergentieDe grens tussen de fabrieksvloer en bedrijfssoftware blijft vervagen. De hint: een controller met sterke, veilige netwerken zal veel gemakkelijker integreren dan een controller die als eiland is ontworpen.

Niets van dit alles betekent dat je het nieuwste najaagt. Het betekent dat wanneer u de bovenstaande selectiechecklist toepast, het iets hoger wegen van connectiviteit en open protocollen een goedkope manier- is om een ​​aankoop langer relevant te houden.

Waar te gaan vanaf hier

De evolutie van PLC's is eigenlijk het verhaal van een tool die zijn gebruikers bleef ontmoeten waar ze waren, van ladderlogica in 1968 tot veilige, verbonden controllers van vandaag. Waar u vervolgens naartoe gaat, hangt af van waar u staat:

• Nog steeds het landschap in kaart brengen?Vergelijk degrote PLC-merkenen hoe ze verschillen voordat u een shortlist maakt.
• Je volgende controller kiezen?Voer de selectiechecklist hierboven uit op uw daadwerkelijke sollicitatie.
• Heeft u te maken met een verouderde of niet meer leverbare PLC?Identificeer het onderdeel, beslis tussen een compatibel vervangingsonderdeel en een upgrade en laat vervolgens de voorraad controleren.

In welke fase u zich ook bevindt, vertel ons met welke modules u werkt, en wij helpen u snel de juiste modules te vinden.Vraag een offerte of voorraadcheck aanom aan de slag te gaan.

Veelgestelde vragen

 

 

Wat was de eerste PLC en wie heeft deze uitgevonden?

De Modicon 084, gebouwd door Bedford Associates in 1968 tot 1969 als reactie op een General Motors-specificatie. Ingenieur Dick Morley wordt algemeen gezien als de belangrijkste schepper en wordt vaak de vader van de PLC genoemd.

Wat zijn de vijf IEC 61131-3 programmeertalen?

Ladderdiagram (LD) voor logica in relais--stijl, functieblokdiagram (FBD) voor signaalstroom, gestructureerde tekst (ST) voor op tekst-gebaseerde code, instructielijst (IL), een assemblage--achtige taal op laag-niveau, en Sequential Function Chart (SFC) voor stapreeksen.

Welk PLC-merk is het beste?

Er is niet één beste; het hangt van drie dingen af: uw regio en lokale ondersteuning, het ecosysteem dat uw team al kent, en uw applicatietype. Siemens en Schneider zijn toonaangevend in een groot deel van Europa en de infrastructuur, Allen-Bradley in Noord-Amerika, en Mitsubishi en Omron in de Aziatische machinebouw. Vergelijk ze in onzemerk gids.

Hoe kies ik de juiste PLC?

Zorg dat er vier zaken bij uw toepassing passen: I/O-telling met ruimte om uit te breiden, verwerkingskracht voor de zwaarste taak, de communicatieprotocollen die uw apparatuur gebruikt en de milieuklasse voor de installatielocatie. Bevestig vervolgens de echte voorraad en doorlooptijd. De volledige checklist vindt u hierboven.

Kan ik een uit productie genomen PLC-module vervangen?

Meestal wel. Veel niet meer leverbare onderdeelnummers zijn nog steeds verkrijgbaar via de inventaris van distributeurs, en waar dat niet het geval is, kan een compatibel of geüpgraded equivalent worden verkregen.Stuur ons het modelnummeren wij zullen de beschikbaarheid controleren.

Zijn nieuwe en oude PLC's van hetzelfde merk compatibel?

Het hangt ervan af. Binnen dezelfde productserie zijn vervangingen vaak bijna binnen-. Bij verschillende generaties of series kan het zijn dat u softwareconversie of bedradingswijzigingen nodig heeft. Controleer dus de serie, de firmware- of softwareversie en de I/O-indeling voordat u uitgaat van compatibiliteit.

Gratis advies