پي ال سي (PLC) چيست؟

PLC يا به عبارتي Programmable Logic Controller كه به نام Programmable Controller نيز شناخته مي شود، يك كامپيوتر ديجيتال صنعتي است كه براي كنترل فرآيندهاي صنعتي، نظير خطوط مونتاژ، تجهيزات روباتيك و هر فعاليتي كه نيازمند كنترل با قابليت اطمينان بالا باشد، طراحي و ساخته شده است. تسهيل در برنامه نويسي و خطايابي آسان فرآيند، از ويژگي هاي PLC مي باشد. به عبارت ديگر، پي ال سي كنترل كننده نرم افزاري است كه در قسمت ورودي، اطلاعاتي را به صورت باينري دريافت و آنها را طبق برنامه اي كه در حافظه اش ذخيره شده پردازش مي نمايند كه در دسته اتوماسيون صنعتي قرار مي گيرد و نتيجه ي عمليات را نيز از قسمت خروجي به صورت فرمان هايي به گيرنده ها و اجرا كننده هاي فرمان (Actuators) ارسال مي كند. به عبارت ديگر PLC عبارت از يك كنترل كننده منطقي است كه مي توان منطق كنترل را توسط برنامه براي آن تعريف نمود و در صورت نياز، به راحتي آن را تغيير داد.

 

نحوه كاركرد و كاربرد PLC

 

پي ال سي ها به نحوي طراحي شده اند كه در محيط ها و شرايط خشن صنعتي، دوام بياورند و در برابر گرما، سرما، گرد و غبار و رطوبت محافظت شده اند. پي ال سي داراي يك ميكروپروسسور است كه با استفاده از زبان كامپيوتر برنامه نويسي مي شود. برنامه در يك كامپيوتر نوشته شده و از طريق يك كابل به PLC منتقل مي شود.براي اولين بار از PLC در صنعت اتومبيل سازي استفاده شد و اين دستگاه جايگزين رله ها و تايمرها شد. در سيستتم PLC، نتايج خروجي در پاسخ به شرايط ورودي، بايد در يك زمان محدود توليد شود. درصورت عدم پاسخ مناسب در زمان تعريف شده، عملكرد ناخواسته در سيستم اتفاق مي افتد. در فروشگاه آنلاين سروو كنترل جليل انواع پي ال سي هاي كوچك با حدود ده ها I/O كه بصورت كامپكت با پروسسور هستند، شروع مي شود تا PLC هاي ماجولار قابل نصب بر روي رك، كه هزاران I/O دارند و اغلب به شبكه، به PLC هاي ديگر و به SCADA متصل مي شوند.

پي ال سي ها مشخصه هاي فراواني دارند ولي پركاربردترين آنها عبارتند از

1. تعداد ورودي و خروجي ديجيتال و آنالوگ
2. تعداد تايمر
3. تعداد شمارنده
4. تعداد رله هاي كمكي
5. حجم حافظه قابل برنامه ريزي
6. سرعت اجراي دستورات

معمولا پي ال سي ها داراي پورت هاي ارتباطي صنعتي هستند كه به كمك آن مي توانند با ساير دستگاه ها ارتباط برقرار كنند. اين امر باعث تسريع در امر تبادل اطلاعات مي گردد و امكان كنترل دقيق تر را به PLC مي دهد. امروزه استفاده از از پي ال سي در صنايع و كارخانه ها رو به افزايش است و بايستي برق كاران صنعتي طرز استفاده از آن را بدانند. در واقع هر سيستم نياز به كنترل دارد. در سيستم هاي صنعتي 2 نوع كنترل وجود دارد.

1. سخت افزاري (مدارات فرمان الكتريكي)
2. سيستم هاي PL (كه خود به 2 بخش تقسيم مي شوند):
   1. سيستم هاي كنترلي DCS
   2. كامپيوترهاي شخصي IPC

 

اجزاء پي ال سي

 

هر پي ال سي ازدو قسمت تشكيل شده است:

1. سخت افزار
2. نرم افزار

 

سخت افزار پي ال سي

 

سخت افزار تشكيل دهنده PLC شامل CP MEMORY، INPUT/OUTPUT، منبع تغذيه و ماژول برنامه نويسي مي باشد.

سخت افزار پي ال سي شامل موارد زير مي باشد:

1. واحد منبع تغذيه
2. واحد پردازش مركزي
3. حافظه: RAM (شامل نگهداري نگهداري فلگ ها، تايمرها، شمارنده ها و برنامه هاي كاربر مي باشد) و حافظه دائم (EEPROM,EOROM)
4. ترمينال هاي ورودي: ورودي هاي ديجيتال و ورودي هاي آنالوگ
5. ترمينال هاي خروجي: خروجي هاي ديجيتال و خروجي هاي آنالوگ
6. مدول ارتباط پروسسوري
7. مدول رابط: تصوير ورودي ها و تصوير خروجي ها
8. مدول منبع تغذيه

شكل زير نماي كلي از ساختار يك PLC را نشان مي دهد:

• CPU

جهت جلوگيري از ايجاد خطا، CPU، كنترلر پي ال سي را به صورت مداوم چك مي كند و فانكشن هايي شامل عملكردهاي لاجيك، اينترفيس كامپيوتر و بسياري عملكردهاي ديگر را اجرا مي كند.

 

• PLCاز لحاظ شكل ظاهري به دو گروه يكپارچه و مدولاتور تقسيم بندي مي شوند:

   

   

   

  1- PLCهاي كوچك معمولا به صورت (Compact) يكپارچه طراحي و ساخته شده اند به اين معنا كه منبع تغذيه و cpu و ماژول هاي ورودي و خروجي به صورت يكپارچه در كنار هم متصل هستند و يك واحد تلقي ميشوند در اين نوع پي ال سي قادر به نگهداري فقط 1000 خط برنامه مي باشد اما مكاني جهت اتصال به پروگرام و ورودي و خروجي هي اضافي وجود دارد. 2- در انواع مدولاتور بر خلاف نوع يكپارچه كاربر مي تواند ماژول هاي ورودي و خروجي دلخواه را از آن خانواده بسته به نياز خود انتخاب و در كنار هم قرار دهد. كه شامل كارت هاي جداگانه منبع تغذيه ، cpu، وردي و خروجي به تعداد مورد نياز مي باشد كه به ترتيب روي RACK و در داخل (SLOTS) شكاف ها نصب مي شوند.

   

   

  MEMORY ديتاي ثابتي است كه توسط CPU استفاده مي شود. سيستم ROM، ديتا را بصورت دائمي براي عملكرد سيستم ذخيره مي كند. RAM، اطلاعات مربوط به ورودي و خروجي ها، مقادير تايمرها، شمارنده ها و تجهيزات داخلي ديگر را ذخيره مي كند.

• بخش I/O

ورودي و خروجي هاي تجهيزات فيلد، نظير سنسورها و سوئيچ ها را دريافت و ارسال مي كند.

• منبع تغذيه

پي ال سي ها يك منبع تغذيه ايزوله دارند. اما اكثر PLC ها با تغذيه 220V AC يا 24V DC كار مي كنند.

 

• Programming Device (تجهيز برنامه نويسي)

 

از اين تجهيز جهت ارسال برنامه به حافظه پروسسور استفاده مي شود. برنامه ابتدا به اين تجهيز وارد مي شود و سپس به حافظه PLC منتقل مي شود.

 

• System Buses (باس هاي سيستم)

 

باس ها، راه هايي هستند جهت عبور سيگنال هاي ديجيتال در درون PLC . 4 سيستم باس به شرح زير در PLC وجود دارد:

• باس ديتا، كه توسط CPU جهت انتقال ديتا در المان هاي مختلف بكار گرفته مي شود.
• باس كنترل، سيگنال هايي را منتقل مي كند كه مربوط به عملكردهاي كنترلي داخلي است.
• باس آدرس، ادرس موقعيت ها را جهت دسترسي به ديتا ارسال مي كند.
• باس سيستم، به پورت هاي I/O و واحد I/O كمك مي كند كه با يكديگر ارتباط برقرار كنند.

 

 

حافظه بكار رفته در پي ال سي

 

در پي ال سي از حافظه هاي نيمه هادي و بيشتر از RAM و EEPROM استفاده مي شود. يك باتري نيز براي جلوگيري از پاك شدن اطلاعات حافظه RAM در مواقع قطع برق و خاموش كردن دستگاه بكار برده مي شود. يك خازن نيز موازي با باتري Back up گرفته كه به هنگام تعويض باتري مي تواند برق سيستم را به مدت 30 ثانيه تامين نماييد.در مقايسه با روش هاي حل سنتي و PLC مي توان نتيجه گرفت كه روش كار PLC آسانتر و توانايي و قابليت بيشتري نسبت به روش سنتي مي باشد. در PLC مي توان به راحتي در برنامه و اجراي آن تغييرات اعمال نمود. همچنين داراي حجم كم و ارزان تري مي باشد و نگهداري آن نيز آسان تر است 

 

بهترين پي ال سي ها در صنعت كدامند؟

 

در صنعت، محبوبيت و انتخاب بهترين پي ال سي (PLC) به ميزان ويژگي‌ها و نيازهاي خاص هر فرآيند و برنامه كنترلي بستگي دارد. هر PLC ويژگي‌هاي منحصر به فرد دارد و ممكن است بر اساس عواملي مانند سرعت پردازش، تعداد و نوع ورودي و خروجي، قابليت‌هاي ارتباطي، و قيمت مورد استفاده قرار گيرد. با اين حال، تعدادي از شركت‌هاي معتبر در زمينه توليد PLC به عنوان برترين توليدكنندگان شناخته مي‌شوند.

• 1- Siemens (زيمنس): Siemens يكي از بزرگترين و معتبرترين شركت‌هاي توليد PLC در جهان است. PLC‌هاي Siemens براي انواع فرآيندها و برنامه‌هاي كنترلي مناسب هستند و داراي تنوع بالايي در مدل‌ها و ويژگي‌ها هستند.

• Allen-Bradley (راكولوگيك): تحت برند راكولوگيك، شركت Allen-Bradley يكي از محبوب‌ترين توليدكنندگان PLC در ايالات متحده و سراسر جهان است. آنها معمولاً از سري Logix براي فرآيندهاي پيچيده استفاده مي‌كنند.

• Mitsubishi Electric: شركت ميتسوبيشي الكتريك يك توليدكننده PLC ژاپني معتبر است كه محصولات با كيفيت و پايداري بالا توليد مي‌كند.

• Omron: اومرون يك شركت ژاپني معروف در زمينه توليد اتوماسيون صنعتي و PLC است. آنها انواع PLC براي فرآيندهاي مختلف ارائه مي‌دهند.