پی ال سی چیست؟

PLC مخفف Programmable Logic Controller است که به معنای کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی می‌باشد و به عنوان یک کامپیوتر صنعتی که جزو اصلی بخش اتوماسیون صنعتی می‌باشد شناخته می‌شود. ورودی سیگنالهای متنوع دیجیتال یا آنالوگ را از field قبول می کند و سپس آنها را برای cpu به صورت سیگنالهای منطقی سیستم باینری تبدیل می کند و cpu مطابق برنامه هایی که در آن ذخیره شده دستورات را اجرا و خروجی را به صورت سیگنالهای منطقی به خروجی ارسال میکند این سیگنالها می توانند به فرم آنالوگ یا دیجیتال به تجهیزات یا عملگرها فرستاده شوند. PLC در جهت اهداف کنترلی و برای استفاده در محیط های صنعتی به کار گرفته شد چون به سادگی قابل برنامه پذیری بود و تغییر در سیستم کنترل با تغییر در نرم افزار برنامه کنترل به سهولت امکان پذیر بود؛ مزایای فوق به همراه کوچکتر شدن ابعاد سیستم کنترل، عیب یابی سریع تر، خرابی کمتر، توانایی اجرای برنامه های پیچیده تر، توانایی ردو بدل اطلاعات با سیستم های دیگر و... باعث شد که مدارهای رله ای به سرعت میدان را برای حضور PLC ها خالی کنند.

یک سیستم PLC چیست؟

 PLC به جای پنل‌های کنترل سنتی که عملیاتشان وابسته به رله‌های منطقی الکترومغناطیسی بود و براساس تایمر‌های سیستم ‌های کنترل صنعتی بودند ساخته شده اند. PLC قادر به نظارت مداوم ورودی‌ها از سنسور‌ها هستند و در مورد خروجی‌ها تصمیم می‌گیرند. هر سیستم PLC حداقل به سه ماژول زیر نیاز دارد:

ماژول پردازنده: ماژول پردازنده شامل یک واحد پردازنده مرکزی و حافظه هایش است. پردازنده مسئول انجام تمام محاسبات لازم و پردازش داده‌های ورودی و تولید خروجی‌های مناسب می‌باشد. حافظه شامل هر دو حافظه ROM و RAM است. حافظه ROM حاوی سیستم عامل، برنامه‌های درایور و برنامه‌های کاربردی است در حالی که حافظه RAM اطلاعات کاری و برنامه‌های نوشته شده کاربر را ذخیره می‌کند؛ بنابراین این PLC ‌ها نیازی به استفاده از صفحه کلید یا مانیتور برای برنامه ریزی مجدد پردازنده ندارند. حافظه از باتری‌هایی که طول عمر بالایی دارند، ماژول‌های EEPROM و روش‌های حافظه فلش استفاده می‌کنند.

ماژول منبع تغذیه: این ماژول قدرت مورد نیاز کل سیستم را با تبدیل برق AC به برق DC که مورد نیاز پردازنده و ماژول‌های خروجی/ورودی است را فراهم می‌آورد. خروجی ۵ ولت DC به مدارات کامپیوتر، و برخی از PLC های ۲۴DC در راک باس، چند سنسور و محرک‌ها هدایت می‌شود.

ماژول‌های ورودی/خروجی: ماژول‌های ورودی/خروجی PLC امکان اتصال سنسور‌ها و محرک‌ها به سیستم را فراهم می‌آورد تا به صورت بلادرنگ متغیر‌هایی مانند دما، فشار، جریان و... نظارت شوند. این ماژول‌های ورودی/خروجی دارای نوع، دامنه و قابلیت‌های متفاوتی هستند و برخی از این موارد عبارتند از:

ماژول ورودی/خروجی دیجیتال: برای اتصال سنسور‌ها و محرک‌هایی که به طور ذاتی دیجیتال هستند استفاده می‌شود، برای مثال فقط برای سوئیچ ON و OFF. این ماژول‌ها در هر دو ولتاژ AC و DC در دسترس هستند و دارای تعداد ورودی‌ها و خروجی‌های دیجیتال متغیری هستند.

ماژول ورودی/خروجی آنالوگ: برای متصل شدن سنسور‌ها و محرک‌هایی که سیگنال‌های الکتریکی آنالوگ را فراهم می‌کنند استفاده می‌شود. در داخل این ماژول، مبدل آنالوگ به دیجیتال برای تبدیل سیگنال‌های آنالوگ به اطلاعات قابل درک برای پردازنده استفاده می‌شود (به عنوان مثال داده‌های دیجیتال). این تعداد ماژول از کانال‌های در دسترس می‌تواند وابسته به برنامه کاربردی باشد.

ماژول‌های اینترفیش ارتباطی: ماژول‌های ورودی/خروجی هوشمندی وجود دارند که اطلاعات را میان پردازنده و شبکه ارتباطی به اشتراک می گذارند، این‌ها برای برقراری ارتباط با دیگر PLC ها و کامپیوتر‌هایی که در فاصله دور قرار گرفته اند استفاده می‌شود.

انواع سیستم  PLC:

PLC ها را می توان از نظر اندازه حافظه یا تعداد ورودی و... به انواع زیر تقسیم بندی کرد:

PLC های کوچک: جایگزینی برای کنترل کننده های سنتی است. تابعیت گسترش محدود و حداکثر دو یا چند ورودی/خروجی دارند. و برنامه نویسی آنها، نردبانی یا با دستورات نمادی صورت می گیرد.

PLC های متوسط: این PLC ها ساختار مدولار دارند در نتیجه توسعه و یا تغییر آنها ساده است و تنها با اضافه نمودن یا تغییر مدولها صورت می گیرد. تعداد ورودی/خروجی زیاد و توسعه سیستم در آینده متصل می باشد. امکانات ارتباطی زیاد دارند و می توان از آنها در کنترل گسترده استفاده کرد و برنامه نویسی آنها نردبانی یا نمادی و یا دستورات گرافیکی است.

PLC های بزرگ: در مواردی که تعداد ورودی ها/خرروجی ها زیاد است و یا عملیات کنترلی پیچیده است از PLC های بزرگ استفاده می گردد از این PLC ها برای هدایت تعدادی PLC کوچک نیز استفاده می شود و برنامه نویسی این نوع PLC ها معمولا با استفاده از زبان های سطح بالا صورت می گیرد.

هر PLC از 5 قسمت اصلی تشکیل شده است:

1-   منبع تغذیه power supply: ولتاژ AC موجود در سیستم را از برق سیستم به عهده دارد که باعث ایمنی در برابر نویز و نوسانات ولتاژ ورودی در محیط های صنعتی می شود.

2-   واحد پردازنده ی مرکزی cpu: ریز پردازنده با در نظر گرفتن وضعیت ورودی ها برنامه را که در PLC  ذخیره شده است اجرا می کند. و بر اساس آن به خروجی دستور فعال کردن خروجی مورد نظر را می دهد.

3-  حافظه Memory: جهت ذخیره سازی برنامه و اطلاعات کاربرد دارد.

4-  رابطه برنامه نویسی programmer: جهت نوشتن برنامه و انتقال آن به حافظه PLC توسط کاربر استفاده می شود و از لحاظ شکل ظاهری به دو دسته تقسیم می شوند: 1- یک صفحه کلید کوچک به همراه یک صفحه نمایشگر 2- استفاده از کامپیوتر های شخصی  و نصب نرم افزارهای مورد نیاز ویژه ی برنامه نویسی می باشد.

5-  واحد ورودی/خروجی I/O: که ارتباط PLC را با دنیای خارج برقرار می کند.

PLC از لحاظ شکل ظاهری به دو گروه یکپارچه و مدولاتور تقسیم بندی می شوند:

1-  PLC های کوچک معمولا به صورت Compact یکپارچه طراحی و ساخته شده اند به این معنا که منبع تغذیه و cpu و ماژول های ورودی و خروجی به صورت یکپارچه در کنار هم قرار دارند و یک واحد تلقی می شوند در این نوع PLC قادر به نگهداری فقط 1000 خط برنامه می باشد اما مکانی جهت اتصال به پروگرام و ورودی و خروجی های اضافی وجود دارد.

2- در انواع مدولاتور بر خلاف نوع یکپارچه کاربر می تواند ماژول های ورودی و خروجی دلخواه را از آن خانواده با توجه به نیاز خود انتخاب و در کنار هم قرار دهد. که شامل کارت های جداگانه منبع تغذیه، cpu، ورودی و خروجی به تعداد مورد نیاز می باشد که به ترتیب روی RACK و در داخل SLOTS  شکاف ها نصب می شوند.

امروزه کاربرد PLC در صنایع در فرآیندهای مختلف صنعتی به وفور به چشم می خورد:

1-صنایع خودرو سازی: از قبیل عملیات سوراخ کاری خودکار، اتصال قطعات، همچنین آزمودن قطعات و تجهیزات اتومبیل، سیستم های رنگ پاش وشکل دادن بدنه به وسیله پرس های خودکار و... .

2-صنایع پلاستیک سازی: از قبیل ماشینهای ذوب و قالب گیری تزریقی، دمش هوا سیستم های تولید و آنالیز پلاستیک.

3-صنایع سنگین: از قبیل کولرهای صنعتی، سیستم های کنترل خودکار وسایل و تجهیزات که ذوب فلزات استفاده می شود.

4-صنایع شیمیایی: از قبیل سیستم های مخلوط کننده دستگاههای ترکیب کننده مواد با نسبت های متفاوت و...

5-صنایع غذایی: از قبیل سیستم های سانتر فیوژ،  سیستم های عصاره گیری و بسته بندی و...

6-صنایع ماشینی: از قبیل صنایع بسته بندی، صنایع چوب، سیستم های سوراخ کاری، سیستم های اعلان خطر و هشدار، سیستم های مورد استفاده در جوش فلزات و...

7-خدمات ساختمانی: از قبیل آسانسور ها کنترل هوا و تهویه ی مطبوع، سیستم های روشنایی خودکار و...

شرکت هیوندای یکی از تولیدکنندگان PLC تجهیزات برق و اتوماسیون صنعتی می باشد.