Usein kysyttyä

PLC on lyhenne sanoista Programmable Logic Controller. Se on kontrolleri, joka toimii ikään kuin koneen aivoina: se tekee ylemmän tason päätöksiä ja ohjaa tuotantolaitteen toimintoja.

Teollisuudessa PLC:t huolehtivat esimerkiksi liikkeenohjauksesta ja prosessien valvonnasta. Yksi PLC voi toimia koko järjestelmän keskuskontrollerina, ja sen alaisuudessa voi olla useita muita PLC:itä. PLC-kontrollereita voidaan hyödyntää lähes missä tahansa teollisuuden ohjelmointitarpeessa.

Ei mitään ja kaikki! Perusajatus on sama: ohjelmoidaan koneita ja prosesseja ohjaava logiikka. Erot ovat enemmänkin pintapuolisia. Useimmiten valmistajilla on omat ohjelmointityökalunsa, joiden käyttöliittymä sekä ohjelmointikielten syntaksi (eli se, miten komennot pitää kirjoittaa, jotta kone ne ymmärtäisi) tapaavat poiketa toisistaan.

Kun peruslogiikan ymmärtää, valmistajan vaihto on yleensä vain uuden työkalun opettelua.

Teknisesti yleensä kyllä, mutta käytännössä se harvemmin kannattaa. Ongelmana on, että vanhat ohjelmat eivät yleensä istu nätisti uusittavan projektin vaatimuksiin.

Käytetään esimerkkinä vaikka vanhaa tuotantolaitosta, jossa ei haluta vaihtaa varsinaista konetta, mutta sen ohjelma alkaa olla tiensä päässä. Jos ohjelma siirretään sellaisenaan, peritään samalla kaikki, mitä laitteen elinkaaren aikana on korjailtu ja muuteltu tai poistettu käytöstä. Usein jopa turhia koodin pätkiä. Ja mikäli matkan varrella ilmenee tarpeita lisätä nykypäivän vaatimuksia, vanha koodi ei yleensä siihen kovin siististi taivu – ja se kasvattaa lisäksi hintalappua.

Puhtaalta pöydältä aloittaminen on pitkässä juoksussa myös se kaikkein kustannustehokkain vaihtoehto.

On siis kaikkien etu, ettei yritetä käyttää vanhaa ohjelmaa, vaan selvitetään, mitä toiminnoilta halutaan ja luodaan uusi nykystandardien mukaan. Kuvaus tai video laitteesta käynnissä kertoo vanhan (ja todennäköisesti vanhentuneen) koodin sijaan nopeasti, mitä meidän pitää saada aikaan.

Tämä on täysin tapauskohtaista. Mitä tarkemmin tavoitteet ja tarpeet saadaan tunnistettua ja määriteltyä heti alussa, sitä realistisempi aikataulu saadaan.

Matkan varrella tulee luonnollisesti yleensä kaikenlaisia oivalluksia ja lisäyksiä: paras lähtökohta onkin tehdä kunnollinen etukäteisarvio, mutta jättää suunnitelmaan joustoa muutoksille.

Tämä on melkoisen laaja kysymys, joka kuuluu enemmän varsinaisen konerakentamisen puolelle.

Esimerkiksi fyysisesti voi olla puristumisvaaraa, ja sen turvallisuusmäärittelyä ohjaa konedirektiivi. Nykyaikaisissa koneissa on kahdennetut turvapiirit ja turvalogiikat, ja ne toimivat erillään varsinaisesta tuotanto-ohjelmasta. Näihin piireihin kytketään esimerkiksi ovien turvakytkimet ja hätäpysäyttimet. Kun ovi avataan tai turvalaite aktivoituu, kone saatetaan turvalliseen tilaan asettamalla turvapaineet tai katkaisemalla ohjausjännitteet ja paineilma kokonaan.

Virheenkäsittely puolestaan tarkoittaa sitä, että ohjelma tunnistaa poikkeustilanteet ja reagoi niihin määritellyllä tavalla, esimerkiksi hälyttämällä ja/tai pysäyttämällä prosessit. Hyvällä suunnittelulla ja järjestelmällisellä lähestymisellä saadaan myös ohjelma toipumaan poikkeustilanteista oikein – riippumatta siitä mitä ja missä järjestyksessä käyttäjä laitteen ääressä tekee. Ohjelmanhan ei pidä edes sallia käyttäjän suorittavan vääriä toimenpiteitä.

PLC-ohjelmoinnissa käytetään useita erikoistuneita kieliä, joista suurin osa perustuu IEC 61131-3 -standardiin. Näitä kolmea käytämme yleisimmin. 

Ladder Diagram (LD)

Tunnetaan myös "tikaslogiikkana". Tämä graafinen kieli kehitettiin aikanaan niin, että mm. sähköasentajien ja automaatioinsinöörien oli helppo ymmärtää sen rakenne, koska se muistuttaa sähköpiirikaavioita. Sopii erityisen hyvin relelogiikan ja ohjausten toteutukseen. Vaikkapa Omronilla LD on yleinen.

Function Block Diagram (FBD)

Toinen graafinen kieli, jossa ohjelma rakentuu toiminnoista kertovista lohkoista. Soveltuu hyvin prosessiohjaukseen ja PID-säätöön (PID-säädöllä ohjataan tiettyä prosessia, esimerkiksi uunin lämpötilaa, pysymään halutussa arvossa). FBD on käytössä esimerkiksi Siemensillä. 

Structured Text (ST)

Tekstipohjainen, perinteisiä ohjelmointikieliä muistuttava kieli. ST on hyvin samankaltainen eri valmistajilla, joten kun kirjoitamme sitä ns. function blockien sisään, voimme kopioida kyseisen koodin helposti suoraan toisen valmistajan ohjemointiympäristöön. Tämä säästää valtavasti aikaa ja näin ollen kustannuksia.

Hirveän monella tavalla! Puhdas IT-puoli ja teollisuusautomaatio kulkevat koko ajan enemmän limittäin.

Yleisiä ovat EtherCATin ja Profinetin kaltaiset teollisuusväylät sekä vanhemmista järjestelmistä tuttu Profibus. Lisäksi yhteys voi olla kovajohdotettu, eli suoraan inputien ja outputien kautta kulkevilla signaaleilla tai jänniteviesteillä toteutettu liitäntä.

Nykyään käytetään paljon myös Ethernetin yli toimivia teollisuusprotokollia (esim. OPC UA) ja yleisiä IP-pohjaisia ratkaisuja laitteiden välillä. Ennen tarvittiin usein erillisiä väliohjelmistoja tai PC-yhteyksiä, mutta nykyiset PLC:t voivat tallentaa ja lukea tietoa suoraan esimerkiksi tietokannoista.

Tähänkin pätee sama vastaus kuin kysymykseen valmistajien välisistä eroista: ei mitenkään – ja samalla kaikin tavoin! 

Ominaista on, että käytetään jo mainittua Ladderia, jota ei juuri muualla näe. Muiden ohjelmointikielten tavoin myös PLC-kielet eroavat toisistaan syntaksin ja esitystavan osalta, mutta kun osaa ajatella, miten laitteenohjaus kannattaa rakentaa tehokkaasti ja järjestelmällisesti, voi soveltaa taitojaan melkein missä tahansa ohjelmointiympäristössä.

Tätä meiltä kysytään usein!

Valmistajakohtaiset pienet erot oppii nopeasti, kun perusymmärrys laitteen toiminnasta ja ohjelmoinnista on hallussa. Tärkeintä on osaaminen itse logiikan ja prosessin rakentamisessa eikä niinkään se, onko juuri tietyn valmistajan parissa tullut työskenneltyä aiemmin.