کاربرد پی ال سی و PLC چیست ؟

کاربرد پی ال سی و PLC چیست   

PLC ها برای اولین بار در صنعت ساخت اتومبیل مورد استفاده قرار گرفتند. این دستگاه‌ها از خانواده رایانه‌ها به شمار می‌آیند. وظیفه اصلی این دستگاه‌های قابل برنامه‌ریزی و انعطاف‌پذیر، جایگزین شدن برای سیستم‌های منطقی رله سخت، می‌باشد. امروزه، این دستگاه‌ها به عنوان کنترل کننده‌های اتوماسیون با قابلیت اطمینان بالا و مناسب برای محیط‌های سخت به خوبی، پذیرفته شده‌اند.

 

معرفی بخش های مختلف یک دستگاه PLC :

هر دستگاه PLC از دو بخش تشکیل شده است :

• بخش سخت افزاری
• بخش نرم افزاری

 

بخش سخت افزاری از عناصر زیر تشکیل شده است :

• ماژول اصلی
• کارت‌های افزایشی
• ماژول تغذیه
• قطعات جانبی
• ماژول‌های ورودی؛ پردازش و خروجی

 

PLC چیست؟

PLC مخفف Programmable logic controller و به معنای کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی است. یک دستگاه پی ال سی، از طریق ترمینال‌های ورودی خود، اطلاعاتی را به صورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه‌ریزی ذخیره شده در حافظه خود، پردازش نموده و در نهایت، نتیجه عمليات را به شکل دستوراتی از طریق ترمینال‌های خروجی خود، به گیرنده‌ها و اجرا کننده‌های فرمان ارسال می‌کند.

به عبارت دیگر، یک کنترلر منطقی برنامه‌پذیر (PLC) یک رایانه دیجیتالی صنعتی است که برای کنترل فرایندهای تولید؛ مانند خطوط مونتاژ یا دستگاه‌های رباتیک یا هر فعالیتی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا و تشخیص آسان گسل برنامه نویسی و فرایند دارد، ایجاد شده است.

 

آیا PLC کنترل کننده است؟

کلمه کنترل کننده یا کنترلر به معنای این است که این دستگاه یا رایانه دیجیتالی صنعتی می‌تواند تمام کارهای کنترلی را انجام دهد. برای همین به PLC، اتوماسیون نیز گفته می‌شود، چون یک سیستم اتوماسیون، سیستمی کنترلی و عملگرا می‌باشد.

 

چرا PLC منطقی است؟

مهم‌ترین مزیت PLC منطقی بودن آن است! ویژگی منطقی بودن یک دستگاه، کار انسان را برای مکالمه با آن بسیار ساده خواهد کرد و می توان با خیال راحت انجام فرآیندهای پیچیده کنترلی را به آن سپرد. به عبارتی، می‌توانیم با این نوع دستگاه‌ها، همانند یک انسان منطقی صحبت کنیم! وظایفی را به او محول کنیم و حتی زبانش را بفهمیم!

 

 

چرا PLC قابل برنامه ریزی است؟

اگر دستگاهی داشته باشیم که 1. کنترل کننده باشد و 2. منطقی باشد. بسیار عالی است. اما این ویژگی کافی نیست! اگر نتوانیم آن را برای انجام کارهای دلخواه خود برنامه‌ریزی نماییم.

اهمیت برنامه پذیر بودن یک دستگاه PLC به قدری زیاد است که اگر دستگاهی با دو قابلیت منطقی بودن و کنترل کنندگی در اختیار داشته باشیم ولی نتوانیم آن را به صورت دخواه برنامه ریزی نماییم، عملا این دستگاه به درد ما نخواهد خورد.

 

چرا PLC جایگزین سیستم های رله ای شد؟

در دهه های گذشته ، سیستم های کنترل صنعتی به طرز چشمگیری تکامل یافته اند. در این میان ، ظهور کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یک نقطه عطف اصلی بود که به تدریج سیستم های کنترل رله الکترومکانیکی را جایگزین کرد. این جایگزینی یک رویداد تصادفی نبود، نتیجه مجموعه ای از مزایای قابل توجه PLC ها نسبت به سیستم های رله بود

• انعطاف پذیری و توانایی برنامه ریزی:

تغییر در سیستم های رله ای (سیم کشی فیزیکی بین رله ها ، تایمرها و …) نیازمند هزینه و زمان زیادی بود. اما تغییرات در سیستم PLC از طریق زبان های برنامه نویسی (نمودار بلوک و متن ساختاری) به سادگی و با کمترین هزینه و بدون تغییرات سخت افزاری انجام می شود و این انعطاف پذیری بالا به تغییر فرآیندهای کنترل کمک بسیاری می کند. 

• قابلیت اطمینان و طول عمر

رله های الکترومکانیکی به دلیل دارابودن قطعات متحرک و استفاده مکرر دچار سایش و فرسودگی کنتاکت ها می شوند. این امر باعث افزایش احتمال خرابی در سیستم های رله را بسیار بالا می برد. اما در PLC ها به دلیل استفاده از قطعات الکترونیکی حالت جامد(فاقد حرکت)، نیاز به تعمیر و نگهداری در این سیستم بسیار کمتر می شود و طول عمر بیشتری دارند.

• عیب یابی آسان تر

عیب یابی در سیستم های رله ای به دلیل سیم کشی زیاد دشوار و زمان بر می باشد. پیدا کردن خطا در این نوع سیستم نیاز به دانش فنی و صرف زمان زیادی است .اما نرم افزار PLC  به علت دارا بودن  مانیتورینگ وضعیت ورودی و خروجی و قابلیت تشخیص خطا به صورت لحظه ای، امکان فرآیند عیب یابی را بسیار آسان و سریع می کند.

• اندازه کوچک تر و فضای کمتر

در سیستم هایی که از رله استفاده می کنند باید فضای زیادی را برای رله ها، تایمرها، شمارنده و سیم کشی اختصاص بدهند . اما PLC  تمام رله ها، شمارنده ها و … در یک واحد فشرده می کند که باعث کاهش زیادی در اندازه و فضای مورد استفاده برای سیستم کنترلی می شود.

• قابلیت های پیشرفته 

سیستم های رله ای ذاتا برای عملیات منطقی ساده طراحی و پیاده سازی شده اند و عملیات پیچیده در این نوع سیستم بسیار کار دشوار ،زمان بر و هزینه برداری است. PLC قابلیت محاسبات و پردازش سیگنال های آنالوگ ، ارتباط با سایر دستگاه ها از طریق شبکه و کنترل سیستم را به راحتی با برنامه ریزی انجام میدهد و در زمان و هزینه صرفه جویی می کند.

• سهولت در تغییر و توسعه سیستم:

ایجاد تغییرات در سیستم های رله ای نیاز به سیم کشی و اضافه کردن قطعات سخت افزاری جدید است که هزینه و زمان زیادی را صرف می کند. اما ایجاد تغییرات در PLC به سادگی و با تغییر برنامه امکان پذیر است و نیاز به تغییرات و اضافه شدن شدن قطعات سخت افزاری نیست. این امکان فرآیند توسعه سیستم را بسیار ساده و سریع تر فراهم می کند.

 

 

 

کاربرد پی ال سی در صنعت :

•  صنایع اتومبیل سازی : 

مورد استفاده جهت سوراخ کاری قطعات؛ اتصال قطعات؛ تست قطعات و تجهيزات؛ سیستم های رنگ پاش؛ شکل دهی به بدنه اتومبیل ها با استفاده از پرس های اتوماتيک

•  صنایع پلاستیک سازی :

استفاده در سیستم های تولید و آناليز پلاستیک؛ ماشین های ذوب و قالب گیری تزریقی؛ دمش هوا

• صنایع سنگین :

مورد استفاده در سیستم های کنترل دمای اتوماتیک؛ کوره های صنعتی؛ وسایل و تجهيزات مورد استفاده در ذوب فلزات

• صنایع شیمیایی :

استفاده در دستگاه‌های ترکیب کننده مواد با نسبت‌های مختلف؛ سیستم های مخلوط کننده

•  صنایع غذایی :

استفاده در سیستم‌های عصاره گيری و بسته بندی

 

 

 

سایر کاربرد PLC در صنایع

• صنایع ماشینی :

مورد استفاده در صنایع چوب؛ سیستم‌های سوراخ کاری؛ صنایع بسته بندی؛ سیستم‌های اعلام خطر و هشدار دهنده؛ سیستم های استفاده شده درجوش فلزات

•  صنایع حمل و نقل :

استفاده در تجهيزات حمل ونقل؛ جرثقیل‌ها؛ سیستم‌های نوار نقال

• صنایع تبدیل انرژی :

مورد استفاده در ایستگاه‌های توليد نیرو؛ کنترل پمپ‌های آب؛ سیستم‌های تصفيه آب و هوای صنعتی؛ ایستگاه‌های تقویت فشار گاز؛ سیستم‌های تصفیه و بازیافت تصفيه و بازیافت گاز

•  خدمات ساختمانی :

مورد استفاده در سیستم‌های روشنایی خودکار؛ تکنولوژی بالابری؛ کنترل هوا و تهویه مطبوع

 

چگونه یک PLC مناسب انتخاب کنیم ؟

برای انتخاب یک دستگاه PLC مناسب در یک پروژه باید موارد زیر را مدنظر قرار داد:

• دقت و سرعت انجام پروژه توسط این دستگاه
• تعداد ورودی و خروجی های دستگاه
• نوع بار دستگاه (جریان خروجی و ولتاژ آن)
• نوع تغذیه دستگاه
• در پردازش هايي که تعداد ورودی و خروجی ها (I/O) ها محدود می باشد و نیازی به برنامه نويسی های طولانی و پیچیده نیست، می توان از کنترل کننده های Mini PLC استفاده کرد.
• ساده ترین نوع از این نوع دستگاه ها، لوگو می باشد که برای آشنايي و آغاز به کار با دستگاه پی ال سی می توان از آن استفاده نمود. از این کنترلر سخت افزاری به خوبی می توان در کاربردهای صنعتی با حجم کار کم و ساده استفاده نمود.

اصولاً هر شرکت سازنده پی ال سی، اقدام به ساخت چهار مدل مختلف از دستگاه های پی ال سی می نماید که این چهار مدل، با نام های منحصربفرد و خاص شرکت سازنده شناخته خواهند شد. این 4 مدل کلی از دستگاه های پی ال سی عبارت است از:

1. مینی پی ال سی ها (mini PLC)
2. پی ال سی های یک تکه (Compact PLC)
3. پی ال سی های قابل توسعه (Modular PLC)
4. پی ال سی های رک (Rack PLC)

انواع PLC از نظر شکل ظاهری :

• یکپارچه
• مدولاتور

نحوه عملکرد plc :

کاربرد پی ال سی را می توان به سادگی با چرخه اسکن نرم افزاری درک کرد در ادامه به بررسی این چرخه می پردازیم.

 

شرح مراحل چرخه کاربرد پی ال سی

• سیستم عامل هنگام راه اندازی، نظارت بر زمان را شروع می کند و وارد این چرخه می شود.
• CPU شروع به خواندن داده ها از ماژول ورودی می کند و وضعیت همه ورودی ها را بررسی می کند.
• در مرحله بعد CPU شروع به اجرای برنامه نوشته شده توسط کاربر می کند. این برنامه می تواند در منطق نردبان یا زبان برنامه نویسی دیگر مبتنی بر PLC باشد.
• سپس CPU به مکانیسم های داخلی و وظایف ارتباطی خود روی می آورد.
• بر اساس خروجی برنامه اجرا شده، پردازنده این اطلاعات را در ماژول خروجی می نویسد تا وضعیت تمامی خروجی ها به روز شود.
• مراحل این فرآیند تا زمانی که PLC عملیاتی شود ادامه می یابد.

 

 

مزایا و محدودیت های پی ال سی

• انعطاف‌پذیری بالا
• قابلیت اطمینان بالا
• سرعت بالا
• قابلیت تشخیص و رفع خطا
• سهولت در برنامه‌نویسی
• قابلیت ارتباط با سایر دستگاه‌ها
• کاهش هزینه‌های نگهداری
• سرعت زیاد در اسکن کردن
• کوتاه بودن زمان اجرای پروژه
• برخورداری از ابعاد فیزیکی کوچک
• برطرف کردن سریع مشکل در لحظه

 

محدودیت ها کاربرد پی ال سی

• هزینه اولیه بالا:

هزینه خرید پی‌ال‌سی و تجهیزات جانبی آن نسبتاً بالا است.

• نیاز به تخصص: 

برنامه‌نویسی و نگهداری از پی‌ال‌سی‌ها نیازمند تخصص و دانش فنی خاصی است. 

• محدودیت در محاسبات پیچیده:

اگرچه پی‌ال‌سی‌ها توانایی انجام محاسبات پیچیده را دارند، اما سرعت و دقت آن‌ها در مقایسه با کامپیوترهای شخصی کمتر است. 

• وابستگی به نرم‌افزار:

عملکرد پی‌ال‌سی‌ها به نرم‌افزار برنامه‌نویسی وابسته است. در صورت بروز مشکل در نرم‌افزار، عملکرد سیستم مختل می‌شود.

• محدودیت در حافظه:

پی‌ال‌سی‌ها دارای حافظه محدودی هستند. در پروژه‌های بزرگ و پیچیده ممکن است به حافظه بیشتری نیاز باشد.

 

آموزش پی ال سی :

برای یادگیری نحوه کاربرد پی ال سی شما باید با تعاریف و کلیات بسیاری از جمله: ﻣﺪار ﻓﺮﻣﺎن؛ رﻟﻪ ﻫﺎ؛ ﮐﻨﺘﺎﮐﺘﻮرﻫﺎ؛ راه اﻧﺪازﻫﺎي ﻣﻮﺗﻮر؛ ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎي ﭘﻠﻪ اي؛ ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎي ﺧﻮدﻓﺮﻣﺎن؛ ﺷﯿﺮﻫﺎي ﺑﺮﻗﯽ؛ ﻣﻔﺎﻫﯿﻢ ﻣﻨﻄﻘﯽ؛ برنامه نویسی PLC؛ سخت افزار و نرم افزار تشکیل دهنده انواع پی ال سی، آشنا شوید. در ادامه به طورخلاصه کلیتی از آموزش برنامه نویسی سیستم های پی ال سی را به شما ارائه خواهیم داد.

انواع روش های برنامه نویسی PLC :

برنامه نویسی PLC به روش‌های گوناگون و متنوعی انجام می شود.

در گذشته روش‌های متعدد و متنوعی برای آموختن زبان برنامه نوسی پی ال سی وجود داشت. اما امروزه، با استفاده از استاندارد IEC این روش های گوناگون، متمرکزتر و مشخص‌تر شده و در حال حاضر، یادگیری و انتخاب زبان برنامه نویسی مناسب، برای شروع و یا یادگیری PLC بسیار ساده‌تر شده است.

برنامه نویسی به روش نردبانی LAD :

به دلیل این که قبل از پیدایش PLC ها، تمام نقشه های کنترل فرمان منطقی، به صورت نردبانی و ﯾﺎ مشابه آن ﺗﻬﯿﻪ و ﻃﺮاﺣﯽ ﻣﯽ ﺷﺪ، برای همین، ﺳﺎزﻧﺪﮔﺎن اﯾﻦ روش را ﺑﻌﻨﻮان ﯾﮑﯽ از روش ﻫﺎي ﻣﻤﮑﻦ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﻧﻮﯾﺴﯽ اﻧﺘﺨﺎب ﻧﻤﻮدند.

در اﯾﻦ روش برای سهولت ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻧﺮدﺑﺎن دارای ﺗﺎﺑﻊ ﯾﺎ ﻋﻤﻞ ﺧﺎص و ﭘﯿﭽﯿﺪه را ﺑﺎ ﯾﮏ ﺟﻌﺒﻪ ﻧﻤﺎﯾﺶمی دهند. انجام این دﺳﺘﻮرات به ترﺗﯿﺐ از ﭼﭗ ﺑﻪ راﺳﺖ و از ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﭘﺎﯾﯿﻦ می باشد. می‌توان گفت ﮐﻪ اﯾﻦ زﺑﺎن ﺑﺮمبنای ﻧﻘﺸﻪ ﻫﺎي ﻣﺪار ﻓﺮﻣﺎن، ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ.

برنامه نویسی به روش فلوچارتی CSF یا نمایش جعبه ای تابع FBD :

در اﯾﻦ روش ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ نویسی، کدها ﺑﺼﻮرت ﺑﻠﻮﮐﯽ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﺷﺪه است. ﻫﺮ ﺑﻠﻮك نشاندهنده ﯾﮏ ﻋﻤﻠﮕﺮ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. برنامه های نمایش جعبه ای تابع،شامل ﯾﮏ ﺳﺮي ﺟﻌﺒﻪ متصل به هم است. اﯾﻦ روش ﻣﻌﻤﻮﻻ به تنهایی ﮐﺎرﺑﺮد بخصوصی ﻧﺪاشته و اکثر مواقع، ﺑﺮاي ﻋﯿﺐ ﯾﺎﺑﯽ و ﯾﺎ ﺷﻨﺎﺧﺖ ﻣﻨﻄﻖ ﮐﻨﺘﺮل ﺳﯿﺴﺘﻢ مورد استفاده قرار می گیرد. اﯾﻦ زﺑﺎن ﺑﺮاﺳﺎس ﻣﺪارﻫﺎي اﻟﮑﺘﺮوﻧﯿﮏ و دﯾﺠﯿﺘﺎل، ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ.

 

برنامه نویسی به روش لیست جملات STL :

در اﯾﻦ روش برنامه نویسی، ﻫﺮ ﻋﻤﻞ ﻣﻨﻄﻘﯽ ﺗﻮﺳﻂ ﯾﮏ ﺟﻤﻠﻪ ﯾﺎ ﻋﺒﺎرت ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد. ﻧﮑﺘﻪ مهم در اﯾﻦ روش آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﻫﺮ دستگاه پی ال سی، ﮐﺪ دﺳﺘﻮرات خاصی دارد. این دستورات، به نوع CPU دستگاه بستگی دارد. این زبان مشابه زبان برنامه نویسی کامپیوتر است. زبان برنامه نویسی STL ﻣانند زﺑﺎن ﺑﯿﺴﯿﮏ ﯾﺎ اﺳﻤﺒﻠﯽ، ﻧﻮﺷﺘﺎري اﺳﺖ.

به دلیل ﻧﯿﺎزﻫﺎي ﮔﺮاﻓﯿﮑﯽ پایین این زبان ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ دو روش ﻗﺒﻞ، ﻧﻮع و ﺗﻌﺪاد دﺳﺘﻮرات ﻗﺎﺑﻞ درك و اﺟﺮا در اﯾﻦ روش ﺑﯿﺸﺘﺮ از روش ﻫﺎي بالا ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﻫﺎی LAD یا FBD، در اکثر مواقع، قابل تبدیل به STL می باشد. اما در جهت عکس، این موضوع همیشه امکان پذیر نمی‌باشد.

تفاوت کامپیوتر با PLC  

تمام اجزای یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد، اما یک کامپیوتر از نظر ترکیب ورودی ها و خروجی ها و همچنین ورودی ها و خروجی ها با یک PLC متفاوت است. رله خروجی PLC – ترانزیستور – تریستور و غیره میتونه باشه.

برای اینکه سیستم آسیبی نبیند باید با توجه به حداکثر جریان خروجی مجاز PLC انتخاب شود. در PLC ما نتیجه یک عملیات را می بینیم، اما در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.

کاربرد پی ال سی در برند ها و قیمت های مختلفی در بازار وجود دارد برخی از این برند ها دلتا، فتک، ایتک و… است.

 

 

برای خرید پی ال سی به سایت کنترل24 مراجعه کنید و یا از طریق لینک زیر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.