Sterowniki PLC – co to jest, jak działają i do czego są używane?

Sterowniki PLC (ang. Programmable Logic Controller) to przemysłowe komputery zaprojektowane do automatyzacji procesów technologicznych. Dzięki swojej niezawodności, odporności na trudne warunki środowiskowe i łatwości programowania, stały się fundamentem nowoczesnych systemów sterowania w przemyśle.

Czym są sterowniki PLC?

Sterownik PLC to cyfrowe urządzenie mikroprocesorowe przeznaczone do sterowania maszynami lub procesami. Działa na zasadzie ciągłego odczytu sygnałów wejściowych (np. z czujników), ich przetwarzania zgodnie z zaprogramowaną logiką oraz generowania sygnałów wyjściowych (np. do silników, zaworów czy lamp).

Krótki zarys historyczny

Historia sterowników PLC sięga końca lat 60. XX wieku. W 1968 roku amerykańska firma General Motors ogłosiła potrzebę stworzenia elektronicznego systemu, który zastąpi skomplikowane i trudne w utrzymaniu przekaźniki elektromagnetyczne. Odpowiedzią było stworzenie pierwszego sterownika PLC przez firmę Bedford Associates, który trafił na rynek pod nazwą Modicon 084 (MODular DIgital CONtroller).

Od tego czasu sterowniki PLC przeszły ogromną ewolucję — od prostych urządzeń przekaźnikowych po rozbudowane systemy z możliwością komunikacji sieciowej, obsługujące zaawansowane języki programowania i współpracujące z systemami SCADA czy MES.

Zastosowania sterowników PLC

Sterowniki PLC znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie potrzebne jest niezawodne i elastyczne sterowanie procesami. Przykładowe branże:

• Przemysł produkcyjny: linie montażowe, roboty przemysłowe, maszyny CNC
• Automatyka budynkowa: HVAC, oświetlenie, zarządzanie energią
• Górnictwo i hutnictwo: systemy transportowe, piece hutnicze
• Branża spożywcza i chemiczna: sterowanie procesami mieszania, napełniania, pakowania
• Logistyka i magazyny: systemy transportowe, sortowanie, paletyzacja

Języki programowania PLC

Programowanie sterowników PLC opiera się na standardzie IEC 61131-3, który definiuje pięć języków programowania:

1. LD (Ladder Diagram) – język drabinkowy, przypomina schematy przekaźnikowe, bardzo popularny w automatyce.
2. FBD (Function Block Diagram) – schemat blokowy, umożliwia wizualne łączenie bloków funkcyjnych.
3. ST (Structured Text) – język tekstowy przypominający języki wysokiego poziomu (np. Pascal, C).
4. IL (Instruction List) – lista instrukcji, niskopoziomowy język zbliżony do asemblera (obecnie wypierany przez inne języki).
5. SFC (Sequential Function Chart) – schemat funkcji sekwencyjnych, pozwala odwzorować logikę procesu krok po kroku.

Wybór języka zależy od konkretnego zadania, doświadczenia programisty oraz wymagań aplikacji.

Najpopularniejsze marki sterowników PLC

Na rynku dominuje kilka uznanych producentów, oferujących zarówno małe sterowniki kompaktowe, jak i duże systemy rozproszone:

• Siemens (np. rodziny S7-1200, S7-1500) – najpopularniejszy producent PLC w Europie.
• Allen-Bradley / Rockwell Automation – dominujący na rynku amerykańskim.
• Mitsubishi Electric – często wybierany w Azji, znany z kompaktowych rozwiązań.
• Schneider Electric (dawniej Modicon) – twórca pierwszego PLC, obecnie oferuje np. serię M340, M580.
• Omron – popularny w aplikacjach OEM i automatyce maszynowej.
• Beckhoff – specjalizuje się w sterownikach opartych na PC i EtherCAT.
• Wago, B&R, Phoenix Contact – dostawcy nowoczesnych rozwiązań z integracją systemów IoT.

Inni producenci dostępni na rynku polskim:

• Panasonic
• LG
• Unitronics
• Fatek
• Kinco

Przy wyborze sterownika warto zwrócić uwagę na środowisko programistyczne, dostępne języki programowania oraz dostępne biblioteki, które mogą znacznie upraszczać prace programistyczne.