Whitepaper: PLC vs. temperatuurregelaar

Vijf redenen om een temperatuurregelaar i.p.v. PLC te gebruiken

Voor procesregelingen kunnen PLC's (Programmeerbare logische controllers) en temperatuurregelaars bij de productie vergelijkbare functies bieden; zorgen voor een consistente kwaliteit en het minimaliseren van gebruikersfouten. Procesbesturingsapparatuur bestaat al sinds de 17e eeuw in verschillende vormen, zoals temperatuurregelaars in ovens, en later in de 18e en 19e eeuw als centrifugaalregelaars op stoommachines, ketelkleppen en andere mechanische systemen.

In de 20e eeuw  kwamen, als resultaat van de toegenomen fabrieksautomatisering, de PLC’s meer en meer in opkomst, vooral sinds de jaren 70. Daarvoor werden dezelfde functies gedaan door een combinatie van mechanische componenten die duur waren om te installeren en te repareren. Verder was het ingewikkeld en bewerkelijk om veranderingen in de fabriek of de productie door te voeren (bijvoorbeeld als een productielijn werd vernieuwd).

Ondanks vele overeenkomsten in hun bedoelde functies zijn er aanzienlijke verschillen in de opstelling, programmering en toepassing, wat vaak betekent dat een temperatuurregelaar een efficiëntere en praktischere oplossing is.

1. Kosten

Omdat PLC's zijn ontworpen om meerdere taken te besturen en in een grote verscheidenheid aan machines toe te passen, zijn ze meestal duurder. Omdat ze zijn ontworpen voor het besturen van een breed scala aan toepassingen, zou in veel gevallen een PLC te uitgebreid zijn voor een eenvoudige temperatuurregeling. Dit resulteert in hoge kosten voor functies en mogelijkheden die eenvoudig niet relevant zijn voor veel processen. Omdat temperatuurregelaars een specifiekere taak moeten uitvoeren, zijn ze vaak goedkoper in aanschaf en installatie. Temperatuurregelaars bevatten een reeks functies die specifiek ontwikkeld zijn voor temperatuur- en procestoepassingen en juist waarde toevoegen voor een efficiëntere regeling.

2. Setup

PLC’s zijn bedoeld voor toepassingen en applicaties met meerdere taken en functies. Ze vereisen specialistische programmeervaardigheden en een aanzienlijke tijdinvestering om een oplossing te ontwikkelen die voldoet aan de toepassingsvereisten. Een temperatuurregelaar kan relatief snel worden geïnstalleerd, ingesteld en geoptimaliseerd (in het geval van PID-regelaars) met minimale ervaring.  De meeste temperatuurregelaars zijn beschikbaar als paneelmontage, wat betekent dat ze op de voorzijde van de procesmachine zijn bevestigd met een zichtbaar display waardoor ze makkelijk kunnen worden ingesteld. Vaak is het instellen in slechts enkele minuten door iemand met elementaire technische kennis te doen. Gezien de complexiteit van PLC's is dit in veel gevallen niet mogelijk. Ze zijn meestal in een rack aan de achterkant van het paneel gemonteerd en hebben geen eigen display, maar een afzonderlijke HMI (die ook moet worden geprogrammeerd).

3. Functionaliteit 

Temperatuurregelaars zijn specifiek ontworpen voor het regelen van industriële processen en hebben dus functies, uitgangen en besturingsopties die rechtstreeks verband houden met die processen. Bijvoorbeeld specifieke algoritmen die bedoeld zijn voor toepassingen met motorklepsturingen. PLC's kunnen voor temperatuurregeling beperkte functies hebben. Hierdoor kunnen PLC's basistaken voor temperatuurregelingen uitvoeren, maar ze blinken er niet in uit.

Bovendien kunnen temperatuurregelingen, vanwege het gebruik van analoge signalen, zeer belastend zijn voor de microprocessor. Een temperatuurregelaar is ontworpen om aan deze vereisten te voldoen, maar of een PLC de specifieke eisen van het proces aankan, is pas bekend wanneer het systeem is getest. Een PLC die niet aan de vereisten voldoet, reageert traag op wijzigingen in het proces wat kan leiden tot overschrijding en vertraging, wat een negatieve invloed heeft op de productkwaliteit.

4. Proceswaarden

Paneelgemonteerde temperatuurregelaars zijn leverbaar in verschillende maten en functionaliteiten. Het display zorgt ervoor dat de status van het proces in één oogopslag te zien is, evenals eventuele waarschuwingen of alarmen die de aandacht van een operator vereisen. De meeste PLC’s zijn niet uitgerust met een display en vereisen daarom een afzonderlijke HMI die separaat geïnstalleerd moet worden. De HMI kan de nodige procesinformatie weergeven, maar zal ook gegevens tonen met betrekking tot andere taken van de PLC. Dit betekent dat paneelgemonteerde temperatuurregelaars een duidelijk voordeel bieden door alleen de relevante procesinformatie weer te geven, en aanpassingen eenvoudig gemaakt kunnen worden. Veel temperatuurregelaars bieden ook datalogging die kan worden gebruikt om proceswijzigingen te beoordelen en potentiële problemen te signaleren.

5. Nauwkeurigheid

Temperatuurregelaars zijn een onderdeel van een gesloten regellus die de gemeten proceswaarde vergelijkt met de wenswaarde en de benodigde energie automatisch aanpast. De meeste regelaars hebben een PID-algoritme die automatisch en daardoor snel kunnen worden ingesteld. Hierdoor kan de regelaar de proceswaarde op de gewenste waarde houden zonder veel afwijkingen. Met name bij  onverwachte proceswijzigingen of -onderbrekingen, bijvoorbeeld wanneer een ovendeur wordt geopend, zal de regelaar goed moeten blijven reageren. Dit is essentieel voor een consistent hoge productkwaliteit en het verminderen van de kans op een slechte productiebatch.

PLC's hebben PID-functionaliteit, maar in tegenstelling tot temperatuurregelaars zijn deze vaak beperkt of is een handmatige inregeling door een technicus nodig. Hierdoor is er meer tijd nodig om de PLC te programmeren en het proces te stabiliseren en vergroot dit het risico op fouten. De eisen van de processor voor temperatuurregelingen kunnen hoog en uitdagend zijn. Bij een PLC kan dit leiden tot  een hogere responstijd om wijzigingen te verwerken en resulteren in een lagere nauwkeurigheid dan zou worden bereikt met een separate temperatuurregelaar.

Temperatuurregelaars hebben verschillende voordelen ten opzichte van PLC's voor procesregelingen. Ze zijn sneller te installeren en in te stellen, sneller en eenvoudiger te bedienen, hebben standaard functies voor temperatuurregelingen omdat ze hiervoor specifiek ontworpen zijn en kunnen omgaan met de bijzonder hoge eisen van procesbeheer. Waar een systeem aanzienlijke automatisering vereist die een temperatuurregelaar niet kan, is een PLC de logische oplossing. Het is verstandig om speciale temperatuurregelaars op te nemen als onderdeel van het systeem om de PLC te ontlasten. Deze combi maakt het mogelijk de specifieke regelfuncties van de temperatuurregelaar te gebruiken en de belasting van de PLC te verminderen, waardoor de product- en proceskwaliteit wordt gegarandeerd.

Isotron Systems heeft jarenlange ervaring aangaande de toepassingen van temperatuurregelaars. Neem vrijblijvend contact met ons op , wij denken graag mee over wat het beste product is voor uw applicatie.

Nieuws

Geef Industry 4.0 een boost!

Op 4 december 2019 j.l. hebben wij in België, samen met de Howest Hogeschool Kortrijk en onze partner VDH Software Solutions, een...

Lees meer

R30NE1 Modbus/TCP netwerkmodule van M-system

Graag introduceren wij u de nieuwe R30NE1 Modbus/TCP netwerkmodule voor de R30 remote IO-serie van M-system. Dit compacte en zeer flexibele...

Lees meer

Versterking Isotron Systems

Vanaf 1 oktober jl. is ons team in België versterkt met de komst van Jürgen van den Driessche van Schneider Electric. Isotron Systems BVBA (België...

Lees meer

Tri-Tronics CLS Ultrasone vorksensor

Met deze ultrasone Clear Label Sensor (CLS) van Tri-Tronics is het detecteren van transparante of doorschijnende etiketten/labels geen...

Lees meer

TPC-71W: compacte touchpanel PC

De TPC-71W is een compacte touchpanel PC uitgerust met een NXP® i.MX 6 Cortex™ -A9 dual/quad-core processor. Het 7-inch TFT LCD-display met...

Lees meer

Nieuwe standaard voor automatisering van...

Pure Mobile; de nieuwe standaard voor mobiele automatisering  Warmte, kou, schokken, trillingen, water, modder of stof,  mobiele machines...

Lees meer