PLC چیست ؟

کنترل کننده منطقی برنامه پذیر (PLC) یک سیستم کنترل کامپیوتری صنعتی است که به طور پیوسته وضعیت ورودی ابزارها را نظارت می کند و تصمیم گیری خود را بر اساس برنامه سفارشی برای کنترل وضعیت خروجی ابزارها می گیرد. تقریبا” هر خط تولید، عملکرد دستگاهی، یا فرآیند می تواند ارتقای قابل ملاحظه ای با استفاده از این نوع سیستم کنترل بدست آورد. به هر حال، بزرگ ترین ویژگی در استفاده از PLC قابلیت تغییر و تکرار عملیات یا فرآیند است.

مزیت دیگر سیستم PLC این است که ماژولار است. یعنی اینکه، شما می توانید انواع ابزارهای ورودی و خروجی را با هم ترکیب و تطبیق دهید تا با کاربری شما بهترین مناسبت را داشته باشد.

تاریخچه PLC

اولین کنترل کننده منطقی برنامه پذیر توسط مودیکون به عنوان تقویت کننده جایگزین برای GM و لاندیس طراحی و ساخته شد.
• این کنترول کننده ها نیاز برای نگارش و افزودن سخت افزارهای اضافی برای هر پیکربندی جدید منطقی را از بین بردند.
• سیستم جدید به طور قابل توجهی عملکرد کنترول ها را افزایش داد در حالی که فضای کابینت جا دادن منطقی را کاهش داده است.
• اولین PLC، مدل ۰۸۴، توسط دیک مورلی در ۱۹۶۹ اختراع شد.
• اولین PLC موفق تجارتی، ۱۸۴، در سال ۱۹۷۳ معرفی شد و توسط مایکل گرینبرگ طراحی شده است.

 داخل یک PLC چه می باشد

واحد مرکزی پردازش، CPU، شامل برنامه داخلی است که به PLC می گوید چگونه تکالیف زیر را انجام دهد:
• اجرای دستورات کنترل شامل برنامه های کاربران. این برنامه در حافظه غیر فرار ذخیره شده است، یعنی برنامه اگر برق قطع شود از بین نمی رود.
• ارتباطات با سایر ابزارها، که می تواند شامل ابزارهای I/O، ابزارهای برنامه ریزی، شبکه ها، و حتی سایر PLC ها باشد.
• اجرای فعالیت های خانه داری مثل ارتباطات، تشخیصات داخلی و غیره.

یک PLC چگونه عمل می کند

قدم بعدی در شناخت پی ال سی و فهم این موضوع که پی ال سی چیست، بررسی چگونگی عمل کردن آن می باشد. چهار مرحله اصلی در عملیات کلیه PLC ها وجود دارند: اسکن ورودی، اسکن برنامه، اسکن خروجی، و عملیات داخلی. این مراحل به طور پیوسته در یک حلقه تکراری اتفاق می افتند.

چهار مرحله در عملیات PLC

۱-اسکن ورودی
• شناسایی وضعیت کل ابزارهای ورودی که به PLC وصل هستند.
۲- اسکن برنامه
• اجرای منطق برنامه ایجاد شده توسط کاربر.
۳- اسکن خروجی
• انرژی دادن یا انرژی گرفتن از کل ابزارهای ورودی که به PLC وصل هستند.
۴- عملیات داخلی
• این مرحله شامل ارتباطات با ترمینال های برنامه پذیر، تشخیصات داخلی و غیره است.

چه زبان برنامه ریزی برای برنامه یک PLC به کار می رود؟

در حالی که منطق نردبانی عموما” در زبان برنامه ریزی PLC به کار می رود، این تنها برنامه نمی باشد. جدول زیر لیست بعضی از زبان ها است که در برنامه ریزی PLC به کار می روند.
نمودار نردبانی (LD) – منطق نردبانی قدیمی زبان برنامه ریزی نموداری است. در ابتدا با تماس ساده برنامه ریزی می شود که باز شدن و بسته شدن رله ها را شبیه سازی می کند. برنامه ریزی منطق نردبانی گسترش یافته تا شامل چنین عملکردی به عنوان کنتور، تایمر، ثبات متغیر، و عملیات ریاضی باشد.

نمودار بلوک عملکردی (FBD) – یک زبان نموداری برای نشان دادن سیگنال و جریان داده ها از طریق بلوک های عملکرد استفاده تکراری است. FBD برای بیان ارتباط آلگوریتم های سیستم کنترول و منطق بسیار مفید است.

متن ساختاری (ST) – یک زبان متن سطح بالا که برنامه ریزی ساختاری را تشویق می کند. این دارای ساختار زبانی (سینتاکس) است که قویا” مشابه پاسکال است و دامنه وسیعی از عملکردهای استاندارد و عملیات را جمایت می کند.
لیست دستورات (IL): یک زیان مشابه اسمبلر سطح پایین که بر اساس دستورات مشابه لیست زبان های پیدا شده در دامنه ای وسیع از PLC های امروزی است.

برای اطلاعات بیشتر در مورد زبان های برنامه نویسی در PLC و نمونه های مثال از هرکدام آنها به صفحه اصلی PLC مراجعه فرمایید.

نمودار عملکرد متوالی (SFC)

یک روش برنامه ریزی پیچیده سیستم کنترول در سطح بالای ساختاری. یک برنامه SFC یک نمای کلی از سیستم کنترول است، که در آن بلوک های اصلی سازنده فایل های کامل برنامه اند. هر فایل برنامه با استفاده از یکی از انواع زبان های برنامه ریزی تشکیل می شود. رویکرد SFC تکالیف بزرگ، پیچیده برنامه ریزی را به تکالیف قابل مدیریت هماهنگ می کند.

ابزارهای ورودی/ خروجی چه می باشند؟

ورودی ها

– سوییچ ها و کلیدهای فشاری
– ابزارهای حس کننده
– سوییچ های محدود کننده
– حسگر های فوتو الکتریک
– حسگرهای مجاورتی
شرایط حسگر ها
– رمز گذار ها
– سوییچ های فشاری
– سوییچ های دمایی
– سوییچ های خلاء
– سوییچ های شناور

خروجی ها
– شیرها
– استارتر موتور
– سولنوئید
– اکچوئتورها
– شیپور ها و هشدارها
– چراغ های دودکش
– رله های کنترول
– توتالایزر/ کنترول
– پمپ ها
– چاپگر ها
– فن ها

در انتخاب یک PLC به چه نکاتی باید توجه کنم ؟

پس از مطالعه و درک این موضوع که واقعا پی ال سی چیست، به مرحله بعد میپردازیم که خرید پی ال سی می باشد. سیستم های PLC بسیاری در بازار امروز وجود دارند. به غیر از قیمت، شما باید موارد زیر را وقتی تصمیم می گیرید کدامیک بهترین مناسبت را با نیاز کاربری شما دارد، در نظر بگیرید:

• آیا سیستم توسط ولتاژ AC یا DC برق دار می شود؟
• آیا PLC دارای حافظه کافی در اجرای برنامه کاربر را می باشد؟
• آیا سیستم به حد کافی سرعت اجراء در تطابق با الزامات کاربری را دارد؟
• چه نوع نرم افزار برای برنامه ریزی PLC به کار رفته است؟
• آیا PLC می تواند مدیریت تعداد ورودی ها و خروجی هایی که ممکن است کاربری نیاز داشته باشد را انجام دهد؟
• در صورت لزوم توسط کاربری، آیا PLC می تواند ورودی ها و خروجی های آنالوگ را، یا ممکن است ترکیبی از آنالوگ و ورودی ها و خروجی های گسسته را اجرا کند؟
• چگونه من می توانم با PLC ارتباط برقرار کنم؟
• آیا من به شبکه ارتباطی نیاز دارم و آیا این می تواند به PLC اضافه شود؟
• آیا سیستم می تواند در یکی از محل ها قرار گیرد یا در ناحیه ای گسترده واقع می شود؟

اختصارات در PLC

جدول زیر نشان دهنده اختصارات معمول به کار رفته است که شما وقتی با PLC کار می کنید خواهید دید:
ASCII= نظام نامه استاندارد آمریکا برای تبادل اطلاعات
BCD= نظام نامه دوتایی دهدهی
CSA= انجمن استاندارد کانادا
DIO= I/O توزیعی
EIA= انجمن صنایع الکترونیک
EMI= تداخلات الکترومغناطیس
HMI= فصل مشترک انسان و ماشین
IEC= کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک
IEEE= موسسه مهندسان الکتریک و الکترونیک
I/O= ورودی ها و یا خروجی ها
ISO= سازمان جهانی استاندارد
LL= منطق نردبانی
LSB= بیت قابل توجه حداقل
MMI= فصل مشترک انسان و ماشین
MODICON= کنترول کننده مدولار دیجیتال
MSB= بیت قابل توجه حداکثر
PID = مشتق انتگرال متناسب (کنترول بازخورد)
RF= فرکانس رادیویی
RIO= I/O از راه دور
RTU= واحد ترمینال از راه دور
SCADA= کسب داده ها و کنترول نظارتی
TCP/IP= پروتوکول کنترول انتقال/ پروتوکول اینترنت