In de machinebouw en het onderhoud van machines kom je regelmatig de term PLC tegen. Deze term wordt zo algemeen gebruikt dat veel mensen niet weten waar deze afkorting precies voor staat. Omdat het gebruik van PLC’s in de techniek toeneemt is het van belang om hierover de basiskennis te leren. Er zijn verschillende opleidingsinstituten waar je deze kennis jezelf eigen kunt maken. Daarvoor moet je dan wel opleidingskosten betalen. Voordat je overweegt om een opleiding in PLC-techniek te doen is het verstandig om jezelf eerst te oriënteren in deze bijzondere tak van de machinebouw en machineonderhoud. Hieronder wordt een algemene uitleg gegeven wat een PLC is en waarvoor deze wordt gebruikt.
Waar staat PLC voor?
PLC is een afkorting die staat voor de Engelse term: ‘programmable logic controller’. Vertaald in het Nederlands staat PLC voor: programmeerbare logische eenheid. Een PLC is een elektronisch apparaat in de vorm van een digitale computer. In deze computer is een microprocessor aanwezig die op basis van informatie, die hij via zijn ingangen ontvangt, een aantal uitgangen aanstuurt. Een PLC is bestand tegen trillingen en elektrische geluiden. Dit moet ook wel want een PLC wordt op verschillende gebieden toegepast waarbij het systeem moet functioneren onder voortdurende inwerking van geluid en trillingen. Ook zijn PLC-systemen vaak beschermd tegen vocht, stof, warmte en kou. In de volgende alinea wordt uitgelegd waarom PLC-systemen hier tegen bestand moeten zijn.
Waarvoor wordt een PLC gebruikt?
PLC-systemen worden onder andere gebruikt voor het automatiseren van machines of productielijnen van fabrieken, grote drukkerijen, grote melkveehouderijen, grote bakkerijen enz. Daarnaast kunnen PLC-systemen ook gebruikt worden voor pretparken waar gebruikt wordt gemaakt van bepaalde attracties die geautomatiseerd zijn. PLC-systemen worden gebruikt in verschillende industrieën en machines. De besturing van een machine komt tot stand doordat een PLC geprogrammeerd is. In een PLC-systeem wordt aangegeven wat een machine moet doen. Het vormt daarmee het brein van de machine. Wanneer een PLC-systeem niet goed werkt of uitgeschakeld is heeft dat gevolgen voor de machine waaraan het PLC-systeem verbonden is. Daarom worden PLC-systemen dusdanig ontwikkelt dat ze bestand zijn tegen schadelijke invloeden van buitenaf zoals: vocht, trillingen, geluid, stof enz. Dit is slechts één belangrijk verschil tussen een PLC-systeem en een gewone computer.
Hoe werkt een PLC-systeem?
In een PLC-systeem wordt de werking van een machine geregeld. Een PLC-systeem krijgt informatie via verschillende ingangen en stuurt uitgangen aan. De informatie die een PLC ontvangt wordt door het PLC-systeem gelezen. De manier waarop het PLC-systeem de input lees is afhankelijk van de interfacekaarten die zijn geïnstalleerd. Ook de veldbusnetwerken zijn hierbij van belang. Via veldbusnetwerken wisselen apparaten gegevens met elkaar uit.
Een PLC is verbonden aan een machine en stuurt een door een elektromagneet bediende schakelaars aan. Dit type schakelaars worden ook wel relais genoemd. Er zijn maak relais en verbreek relais. Doormiddel van een ladderdiagram worden de logische schakelingen aangestuurd. In een PLC wordt dus doormiddel van een ladderdiagram bepaald welke relais aan of uitgeschakeld moeten worden. Hierdoor krijgen bepaalde delen van een machine wel of geen stroom. Een ladderdiagram bevat een schema van AND en OR schakelingen. Hiermee wordt gefilterd welke schakelingen logisch zijn.
Voorbeeld van de werking van een PLC
De werking van een PLC kan misschien het beste uitgelegd worden aan de hand van een voorbeeld. Stel een machine moet een stempel op een blikje slaan. Hierbij is van belang dat het blikje op de juiste plaats onder het stempel staat en dat er door het personeel veilig met de machine wordt omgegaan. Daarom heeft men in de machine een kleine camera gebouwd waarmee de machine kan ‘zien’ of het blikje op de juiste plaats staat. Wanneer een blikje voor de camera verschijnt slaat de machine er een stempel op. Een veiligheidslijn die gemaakt is van een laser zorgt er voor dat de machine uit gaat wanneer de laserlijn wordt doorbroken. Dit lijkt een eenvoudig systeem maar het PLC zorgt er voor dat het proces goed en veilig wordt aangestuurd.
Wat gebeurd er achter de schermen? Zodra een blikje voor de camera verschijnt geeft de camera een elektronisch signaal aan het PLC-systeem dat er een blikje aanwezig is onder de stempelmachine. Het PLC werkt een ladderdiagram razendsnel af. Hierbij kunnen verschillende aspecten een rol spelen. Wanneer er verder geen veiligheidsaspecten of verschillende formaten blikjes aanwezig kunnen zijn (die van verschillende stempels moeten worden voorzien), is het proces eenvoudig en wordt er een stempel op het blikje geslagen.
Het kan echter zijn dat mensen met hun hand in de buurt van het blikje kunnen komen en zich kunnen verwonden. In dat geval wordt er in de praktijk vaak gebruik gemaakt van een extra camera of laser. Wanneer een bepaalde veiligheidslijn die gemaakt is met een laser wordt doorbroken gaat er een signaal af naar het PLC dat de machine op stop moet worden gezet. De PLC zorgt er voor dat een relaisschakeling wordt verbroken. Hierdoor krijgt de machine of een deel daarvan geen stroom meer en slaat hij uit. Wanneer de veiligheidslijn is gecontroleerd door een machineoperator of een onderhoudsmonteur kan de machine weer aangezet worden met een speciale resetknop. Hierdoor ‘weet’ het PLC systeem dat de situatie is hersteld en gaat hij de ladderdiagram weer opnieuw af. Wanneer de veiligheidslijn in tact is en er een blikje voor de camera staat geeft het PLC aan een relais het signaal en wordt het relais ingeschakeld. Door het inschakelen van het relais krijgt de stempelmachine stroom en zorgt deze er voor dat er een stempel op het blikje geslagen wordt.
Doormiddel van een PLC-systeem wordt dus gekeken naar een aantal voorwaarden om een bewerking uit te voeren. Wanneer doormiddel van het doorlopen van een ladderdiagram de conclusie wordt getrokken dat de juiste combinatie tussen de voorwaarden optimaal aanwezig is, zorgt het PLC er voor dat er een bewerking kan worden uitgevoerd door een relais wel of niet in te schakelen. Zo komen logische schakelingen tot stand.
Voor wie is PLC-techniek belangrijk?
Niet iedereen werkt in de praktijk met PLC-techniek. Ook in een fabriek zijn er maar een paar mensen aanwezig die op de hoogte zijn van PLC. Een PLC mag niet door een leek worden geprogrammeerd of worden aangepast. Dit is werk van specialisten omdat door fouten in een PLC-systeem een machine ontregeld kan worden. Vaak worden PLC’s ingeregeld, geprogrammeerd of aangepast door onderhoudsmonteurs. Het bedenken van PLC’s of het ontwikkelen van aanpassingen op PLC’s wordt gedaan door software engineers. Deze software engineers zijn specialisten die nieuwe systemen moeten kunnen bedenken om bepaalde bewerkingen te kunnen uitvoeren. Software engineers zijn in dienst van grote machinebouwers of engineeringsbureaus waarbij compleet nieuwe machines worden bedacht en ontwikkeld.
De meeste productiebedrijven hebben geen software engineer. Zij gebruiken de PLC-systemen nadat deze zijn ontwikkeld en ingeregeld op de machines. Het is wel belangrijk dat een aantal onderhoudsmonteurs (elektrotechnisch) het PLC-systeem kunnen hanteren bij het zoeken naar storingen. Een PLC-systeem is zeer geschikt voor het vinden of lokaliseren van storingen. Er wordt daarbij gekeken naar welke schakelingen niet tot stand komen en wat daar de reden van is. In de situatie die in de vorige alinea is beschreven zou de machine bijvoorbeeld niet meer kunnen functioneren doordat de laser van de veiligheidslijn per ongeluk is verplaatst doordat iemand er tegenaan is gestoten. Hierdoor kan de veiligheidslijn voortdurend doorbroken zijn zonder dat je dat zelf in de gaten hebt. Doormiddel van een PLC-systeem kan de storing worden gelokaliseerd en kan er worden gekeken naar softwarematige, mechanische en elektrotechnische oplossingen.
Verschillende PLC-merken
Er zijn verschillende PLC-merken op de markt aanwezig. Voor elk merk is bijna wel een aparte opleiding nodig. Wanneer nieuwe PLC systemen in een bedrijf worden geïntroduceerd krijgt het bedrijf vaak de mogelijkheid om een deel van haar personeel een cursus of training te laten volgen om de kenmerken van het nieuwe PLC-systeem aan te leren. Daarnaast krijgen bedrijven in de meeste gevallen telefoonnummers van de producten van de PLC-systemen. Deze telefoonnummers kunnen worden gebeld wanneer er een storing in de hardware of software van een PLC ontstaat die niet door eigen personeel kan worden opgelost. Een aantal voorbeelden van PLC-merken zijn: Mitsubishi, Siemens (Step 5 en Step 7), Allen Bradley, Schneider, Hitachi en Honeywell.