PLC یا کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی یک دستگاه الکترونیکی است که برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی طراحی شده است. این سیستم جایگزین مدارهای کنترل الکترومکانیکی سنتی شده و به دلیل قابلیت برنامه ریزی، انعطاف پذیری بالا، قدرت پردازش داده ها و قابلیت نظارت بر تجهیزات صنعتی به یکی از ابزارهای مهم در اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است.

PLC tarixi

PLC در دهه 1960 ساخته شد. این مواد صنعت را متحول کردند و امروزه در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، نفت، صنعتی، بسته بندی و فرآوری مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. برای خرید PLC به سایت دلتا پی ال ​​سی ایران مراجعه کنید.

اجزای اصلی PLC

PLC ها از چندین بخش تشکیل شده اند که هر کدام وظایف خاصی را انجام می دهند:

1. واحد پردازش مرکزی (cpu): قلب PLC که تمام کارهای پردازش و محاسبات را انجام می دهد. CPU برنامه های کاربر را اجرا می کند و ورودی و خروجی را مدیریت می کند.

2. ماژول های ورودی/خروجی (ماژول های I/O): این ماژول ها وظیفه اتصال PLC به دنیای خارج را بر عهده دارند. ورودی ها داده ها را از حسگرها و سوئیچ ها دریافت می کنند، در حالی که خروجی ها دستورات را به محرک ها و دستگاه ها ارسال می کنند.

3. حافظه: حافظه برای ذخیره برنامه های کاربر و داده های پردازش شده استفاده می شود. انواع حافظه عبارتند از: RAM (برای ذخیره موقت داده ها) و ROM (برای ذخیره برنامه ها و تنظیمات دائمی).

4. منبع تغذیه: برق مورد نیاز PLC و ماژول های آن را تامین می کند.

5. رابط برنامه نویسی: کاربران از این رابط برای نوشتن برنامه های کنترلی و بارگذاری آنها در PLC استفاده می کنند.

مزایای استفاده از PLC

PLC در مقایسه با سیستم های سنتی مزایای زیادی دارد:

1. انعطاف پذیری بالا: تغییرات در فرآیند کنترل تنها با تغییر برنامه، بدون نیاز به تغییر سخت افزار ایجاد می شود.

2. کاهش هزینه: استفاده از PLC هزینه نگهداری و تعمیر سیستم را کاهش می دهد.

3. قابلیت اطمینان بالا: PLC ها به دلیل طراحی صنعتی و مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی بسیار قابل اعتماد هستند.

4. اتصال به شبکه: بسیاری از PLC ها را می توان به شبکه های صنعتی متصل کرد و در سیستم های بزرگتری مانند SCADA و DCS ادغام کرد.
https://ensafnews.com/562480/%d9%be%db%8c-%d8%a7%d9%84-%d8%b3%db%8c-plc-%da%86%db%8c%d8%b3%d8%aa%d8%9f/

5. اندازه کوچک: در مقایسه با مدارهای رله، PLC ها فضای کمتری را اشغال می کنند.

زبان های برنامه نویسی PLC

PLC ها معمولا از زبان های برنامه نویسی استاندارد IEC 61131-3 استفاده می کنند. این زبان ها عبارتند از:

1. سطح منطقی (انسان): محبوب ترین زبان برنامه نویسی برای PLC، شبیه به سیستم رله است و برای برقکاران بسیار قابل درک است.

2. نمودار بلوک تابع (fbd): یک زبان گرافیکی برای طراحی بلوک های تابع، که در سیستم های پیچیده استفاده می شود.

3. متن ساختاریافته (st): زبانی شبیه به زبان های برنامه نویسی پیشرفته مانند c و پاسکال که برای نوشتن الگوریتم های پیچیده استفاده می شود.

4. لیست مرجع (il): یک زبان سطح پایین مناسب برای برنامه نویسی ساده.

5. نمودار تابع ترتیبی (sfc): زبانی برای طراحی فرآیندهای متوالی و متوالی.

نرم افزار PLC

Saladin در بسیاری از صنایع استفاده می شود:

1. صنعت خودرو: کنترل خط مونتاژ، ربات ها معمولا از Fatak PLC استفاده می کنند.

2. صنایع غذایی و آشامیدنی: مدیریت فرآیندهای بسته بندی، پر کردن و کنترل دما.

3. صنعت نفت و گاز: فرآیندهای پالایش و مدیریت خط لوله.

4. صنایع برق و برق: مدیریت سیستم های تولید و توزیع برق.

5. سیستم های حمل و نقل: کنترل چراغ های راهنمایی، درب های اتوماتیک و تسمه نقاله.

نحوه عملکرد PLC

عملیات PLC معمولاً در سه مرحله انجام می شود:

1. خواندن ورودی ها (ورودی های اسکن): در این مرحله PLC وضعیت سنسورها، سوئیچ ها و دستگاه های ورودی را بررسی می کند.

2. اجرای برنامه: PLC برنامه کاربر را اجرا می کند و بر اساس آن تصمیم می گیرد.

3. به روز رسانی نتایج (اسکن خروجی). در نهایت PLC دستورات لازم را به دستگاه های خروجی ارسال می کند. این فرآیند به طور مداوم و با سرعت بالا تکرار می شود.

تفاوت بین PLC و CPU

PLC و CPU دو مفهوم مجزا با کاربردهای متفاوت هستند. در اینجا تفاوت های اصلی بین این دو وجود دارد:

1. تعریف و کاربرد

plc:

این یک سیستم کنترل صنعتی است که برای خودکارسازی فرآیندهای صنعتی استفاده می شود.

- شامل همان اجزای ورودی، ورودی، ماژول ارتباطی و پردازنده (cpu) است.

- کاربرد اصلی آن در کنترل ماشین آلات، خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی است.

CPU:

- واحد پردازش مرکزی است که به عنوان مغز هر سیستم کامپیوتری یا کنترل کننده عمل می کند.

- مسئول اجرای سفارش و پردازش داده ها.

این بخشی از PLC یا سایر دستگاه های دیجیتال مانند رایانه ها و تلفن های هوشمند است.

2. ساختار و اجزاء

PLC:

- شامل ماژول CPU، ماژول های ورودی/خروجی (I/O)، حافظه، منبع تغذیه و رابط های ارتباطی است.

این یک دستگاه کامل با قطعات سخت افزاری و نرم افزاری برای کنترل فرآیندهای خاص است.

CPU:

- فقط یک واحد پردازش است که داده ها را پردازش می کند.

- دارای بخش هایی مانند واحد حساب و منطق (ALU)، واحد کنترل (Q) و حافظه کش.

3. نوع درخواست

شرکت محدود:

این برای کنترل سیستم های خاص و فرآیندهای تولید طراحی شده است.

- معمولاً با سنسورها و محرک ها همراه است و در محیط های خشن (مانند دما یا رطوبت بالا) قابل استفاده است.

CPU:

برای پردازش اطلاعات و اجرای برنامه ها در سیستم های مختلف مانند رایانه ها، تلفن های هوشمند و دستگاه های کنترل عمومی استفاده می شود.

- برای کار در یک محیط عمومی طراحی شده است و مستقیماً با سنسورها یا محرک ها کار نمی کند.

4. مقیاس و پیچیدگی

PLC:

- قابلیت مدیریت چندین فرآیند را به صورت همزمان دارد.

- معمولا برای کاربردهای خاص طراحی شده است.

پردازنده:

- قابلیت پردازش سریعتر و پیچیده تر را دارد.

- عمدتاً برای کاربردهای عمومی و جهانی در نظر گرفته شده است.

5. برنامه ها و نرم افزارها

PLC:

- برنامه نویسی با استفاده از زبان های صنعتی خاص مانند * منطق نردبان * و * طراحی بلوک تابع * انجام می شود.

نرم افزارهای ارتباطی معمولاً برای اتوماسیون و کنترل دستگاه ها طراحی می شوند.

CPU-

- دستورات را در زبان های سطح بالا (مانند پایتون، c++) یا سطح پایین ( اسمبلی) اجرا می کند.

نرم افزارهای مرتبط برای کاربردهای مختلف از محاسبات گرفته تا بازی و تجزیه و تحلیل داده ها هستند.

6. محیط کار

PLC: برای استفاده در محیط های صنعتی و مقاوم در برابر ضربه، گرد و غبار، دما و رطوبت طراحی شده است.

CPU: در محیط های تمیز و محافظت شده مانند رایانه های شخصی یا مراکز داده استفاده می شود.

7. امکان اتصال به سیستم های دیگر

PLC፡

- اتصال مستقیم به تجهیزات صنعتی مانند موتورها، سنسورها، شیرهای کنترل و ربات ها.

- سیستم های تجاری مانند Modbus، Profibus و Ethernet/wire معمولا استفاده می شوند.

CPU: بخشی از سیستم های محاسباتی و الکترونیکی است و ارتباط آن معمولاً از طریق سیستم عامل ها و رابط های دیجیتال است.

8. نمونه های واقعی

PLC:

- کنترل خط تولید در کارخانه خودروسازی.

- نظارت بر فرآیند بسته بندی محصولات غذایی.

- کنترل آسانسور و نوار نقاله.

CPU:

- اجرای برنامه های کامپیوتری مانند Word یا Excel.

- پردازش داده ها در سرورها یا مراکز داده.

- مدیریت برنامه های کاربردی در گوشی های هوشمند.

اساساً CPU به عنوان بخشی از PLC کار می کند. PLC یک سیستم پایه است که از یک CPU برای پردازش داده ها و اجرای برنامه ها استفاده می کند. تفاوت اصلی این دو در کاربرد و محدوده عملکرد آنهاست. PLC ها برای کنترل فرآیندهای خاص در یک محیط صنعتی طراحی شده اند، در حالی که CPU ها برای کاربردهای عمومی تر در سیستم های کنترل کامپیوتری استفاده می شوند.

چالش ها و محدودیت های plc

با وجود مزایای فراوان، PLC ها با چالش هایی نیز روبرو هستند:

1. هزینه اولیه: هزینه اولیه خرید و نصب plc برای برخی پروژه های کوچک می تواند زیاد باشد.

2. نیاز به تخصص: برنامه نویسی و عیب یابی PLC نیازمند دانش و مهارت فنی است.

3. محدودیت قدرت محاسباتی: در مقایسه با کامپیوترهای پیشرفته، قدرت محاسباتی PLC محدودتر است.

Future Plc

با پیشرفت تکنولوژی، PLC ها نیز به طور مداوم بهبود می یابند. برخی از تحولات آینده عبارتند از:

1. بهبود ارتباطات صنعتی: ادغام با اینترنت اشیا (iot) و استفاده از پروتکل های ارتباطی پیشرفته.

2. بهبود قدرت پردازش: استفاده از پردازنده های سریعتر و پیشرفته تر.

3. یکپارچه سازی با سیستم های هوش مصنوعی: امکان تجزیه و تحلیل داده ها و تصمیم گیری هوشمند.

نتیجه گیری

PLC به عنوان یکی از اجزای کلیدی اتوماسیون صنعتی نقش مهمی در بهبود کارایی و کاهش هزینه ها در صنایع مختلف دارد. با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از این دستگاه ها گسترش می یابد و امکان کنترل و نظارت دقیق تری بر فرآیندهای صنعتی وجود خواهد داشت. سرمایه گذاری در آموزش و توسعه متخصصان مرتبط با PLC می تواند تأثیر مثبتی بر بهره وری و رشد صنعتی داشته باشد.