پی ال سی چیست؟

سالهای زیادی است که فناوری خاصی باعث خودکار شدن فرآیندهای متعددی در زندگی عادی انسانها و البته در دنیای صنعتی شده است. فناوری خاصی که در ابتدا برای کاربردهای صنعتی اختراع شد اما بعداً به خاطر قدرت و انعطاف پذیری زیاد، کاربردهایش به شکل روزافزون گسترش پیدا کرد. بله، منظورمان PLC است. اما دقیقا PLC چیست ؟

plc مخفف چیست ؟

PLC در لاتین مخفف Programmable Logic Controller است که به معنی کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی است. یعنی یک قطعه کنترل کننده که برنامه پذیر است و می‌توان برنامه‌های مختلف و متنوع کنترلی را بر روی آن نوشت.
اما در اصل PLC چیست و چه کاربردی دارد؟

پی ال سی چیست؟

می‌توان گفت پی ال سی یک نوع کامپیوتر خاص است که برای کارکردی قابل اطمینان در شرایط صنعتی خاص طراحی شده است. شرایطی مثل دماهای بسیار بالا، رطوبت، خشکی و گرد و خاک. پی ال سی‌ها طراحی شده‌اند تا بتوانند فرآیندهای صنعتی را اتوماتیک کنند. کارهایی مثل خط مونتاژ در یک کارخانه تولیدی، فرآیندهای موجود در کارخانه‌های سنگ معدن یا تسویه‌خانه‌های فاضلاب و …

مزایای پی ال سی چیست؟

همانگونه که گفته شد استفاده از پی ال سی باعث مدیریت بهتر یک ماشین صنعتی می شود. استفاده از پی ال سی روش های سنتی مدیریت ماشین آلات را منسوخ کرده، و دیگر نیاز به نیروی انسانی نیست، و این ماشین آلات به صورت اتوماتیک و با استفاده از فرمان های پی ال سی کار می کنند.

یکی دیگر از مزایای plc عیب یابی آسان است. در سیستم های صنعتی برای عیب یابی یک سیستم می بایست قطعات مختلف مورد بررسی قرار می گرفتند. این در حالی است که با کمک plc این کار به صورت هوشمند تشخیص داده می شود، و می توان عیب ایجاد شده را به صورت سریعتر رفع نمود.

همچنین استفاده از این تابلو می تواند بازدهی یک ماشین تولیدی را افزایش دهد. و در کنار آن کیفیت محصولات را نیز حفظ کند. در نتیجه با استفاده از این کامپیوتر داخلی می توان پروژه موفق را راه اندازی نمود.

به طور کلی مزایاي plc عبارتند از :

1– استفاده از PLC حجم تابلوهاي فرمان را کاهش می دهد.

2 – استفاده از PLC موجب صرفه جویی فراوان در هزینه می گردد .

3 – PLC استهلاك مکانیکی ندارد بنابراین علاوه بر طول عمر بیشتر ، نیازي به سرویس و تعمیرات دوره اي ندارد .

4 – مصرف انرژي PLC بسیار کمتر از مدارهاي رله اي است .

5 – PLC نویزهاي صوتی و الکتریکی ایجاد نمی کند .

6 – عیب یابی مدارات کنترل با PLC سریع و آسان است و معمولا PLC خود داراي برنامه عیب یابی می باشد .

نحوه کارکرد و کاربرد PLC

پی ال سی ها به نحوی طراحی شده اند که در محیطها و شرایط خشن صنعتی، دوام بیاورند و در برابر گرما، سرما، گرد و غبار و رطوبت محافظت شده اند. پی ال سی دارای یک میکروپروسسور است که با استفاده از زبان کامپیوتر برنامه نویسی می شود. برنامه در یک کامپیوتر نوشته شده و از طریق یک کابل به PLC منتقل می شود.

برای اولین بار از PLC در صنعت اتومبیل سازی استفاده شد و این دستگاه جایگزین رله ها و تایمرها شد. در سیستتم PLC، نتایج خروجی در پاسخ به شرایط ورودی، باید در یک زمان محدود تولید شود. درصورت عدم پاسخ مناسب در زمان تعریف شده، عملکرد ناخواسته در سیستم اتفاق می افتد.

رنج پی ال سی های تولید شده، از PLC های کوچک با حدود ده ها I/O که بصورت کامپکت با پروسسور هستند، شروع می شود تا PLC های ماجولار قابل نصب بر روی رک، که هزاران I/O دارند و اغلب به شبکه، به PLC های دیگر و به SCADA متصل می شوند.

پی ال سی ها مشخصه های فراوانی دارند ولی پرکاربردترین آنها عبارتند از:

1. تعداد ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ
2. تعداد تایمر
3. تعداد شمارنده
4. تعداد رله های کمکی
5. حجم حافظه قابل برنامه ریزی
6. سرعت اجرای دستورات

معمولا پی ال سی ها دارای پورت های ارتباطی صنعتی هستند که به کمک آن می توانند با سایر دستگاه ها ارتباط برقرار کنند. این امر باعث تسریع در امر تبادل اطلاعات می گردد و امکان کنترل دقیق تر را به PLC می دهد. امروزه استفاده از از پی ال سی در صنایع و کارخانه ها رو به افزایش است و بایستی برق کاران صنعتی طرز استفاده از آن را بدانند. در واقع هر سیستم نیاز به کنترل دارد. در سیستم های صنعتی 2 نوع کنترل وجود دارد.

1. سخت افزاری (مدارات فرمان الکتریکی)
2. سیستم های PL (که خود به 2 بخش تقسیم می شوند):
   1. سیستم های کنترلی DCS
   2. کامپیوترهای شخصی IPC

اجزاء پی ال سی

هر پی ال سی از دو قسمت تشکیل شده است:

1. سخت افزار
2. نرم افزار

سخت افزار پی ال سی

سخت افزار تشکیل دهنده PLC شامل CPU  MEMORY، INPUT/OUTPUT، منبع تغذیه و ماژول برنامه نویسی می باشد.

سخت افزار  پی ال سی شامل موارد زیر می باشد:

1. واحد منبع تغذیه
2. واحد پردازش مرکزی
3. حافظه: RAM (شامل نگهداری نگهداری فلگ ها، تایمرها، شمارنده ها و برنامه های کاربر می باشد)  و حافظه دائم (EEPROM,EOROM)
4. ترمینال های ورودی: ورودی های دیجیتال و ورودی های آنالوگ
5. ترمینال های خروجی: خروجی های دیجیتال و خروجی های آنالوگ
6. مدول ارتباط پروسسوری
7. مدول رابط: تصویر ورودی ها و تصویر خروجی ها
8. مدول منبع تغذیه

شکل زیر نمای کلی از ساختار یک PLC را نشان می دهد:

• CPU

جهت جلوگیری از ایجاد خطا، CPU، کنترلر پی ال سی را به صورت مداوم چک می کند و فانکشن هایی شامل عملکردهای لاجیک، اینترفیس کامپیوتر و بسیاری عملکردهای دیگر را اجرا می کند.

• MEMORY

دیتای ثابتی است که توسط CPU استفاده می شود.سیستم ROM، دیتا را بصورت دائمی برای عملکرد سیستم ذخیره می کند. RAM، اطلاعات مربوط به ورودی و خروجی ها، مقادیر تایمرها، شمارنده ها و تجهیزات داخلی دیگر  را ذخیره می کند .

• بخش I/O

ورودی و خروجی های تجهیزات فیلد، نظیر سنسورها و سوئیچ ها را دریافت و ارسال می کند.

• منبع تغذیه

پی ال سی ها یک منبع تغذیه ایزوله دارند. اما اکثر PLC ها با تغذیه 220V AC یا 24V DC کار می کنند.

• Programming Device (تجهیز برنامه نویسی)

از این تجهیز جهت ارسال برنامه به حافظه پروسسور استفاده می شود. برنامه ابتدا به این تجهیز وارد می شود و سپس به حافظه PLC منتقل می شود.

• System Buses (باس های سیستم)

باس ها، راههایی هستند جهت عبور سیگنال های دیجیتال در درون PLC . 4 سیستم باس به شرح زیر در PLC وجود دارد:

• باس دیتا، که توسط CPU جهت انتقال دیتا در المان های مختلف بکار گرفته می شود.
• باس کنترل، سیگنال هایی را منتقل می کند که مربوط به عملکردهای کنترلی داخلی است.
• باس آدرس، ادرس موقعیت ها را جهت دسترسی به دیتا ارسال می کند.
• باس سیستم، به پورت های I/O و واحد I/O کمک می کند که با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.