PLC (پی ال سی) چیست؟

عکس PLC

کاربرد PLC چیست؟

کنترل کننده پی ال سی در تاسیسات صنعتی بسیاری قابل استفاده است که شامل موارد زیر است:

• نوار نقاله
• ماشین آلات
• صنایع مواد غذایی
• صنایع شیمیایی
• خطوط مونتاژ خودرو
• دستگاه‌های چاپ
• دستگاه بسته بندی
• دستگاه‌های CNC

با توجه به نوع کاربری و نیاز پروژه می‌توانید برای خرید پی ال سی اقدام نمایید.

مزایای استفاده از پی ال سی چیست ؟

با برنامه نویسی راحت و تغییر آسان آن در پی ال سی از مزایا آن است. از دیگر مزایای PLC با کنترل کننده رله‌ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت اطمینان بالا
• اشغال فضای کوچک
• انجام عملیات محاسباتی
• کاهش هزینه‌ها
• توانایی مقاومت در برابر محیط‌های سخت
• نگهداری آسان‌تر
• سیم‌کشی آسان و راحت‌تر نسبت به مدارات فرمان و کنتاکتوری
• قابلیت توسعه و گسترش با ماژول‌های ورودی و خروجی
• قابلیت نظارت بر عملکرد آن

اوایل PLC فقط در زبان نردبانی برنامه ریزی شدند که شبیه نمودار شماتیک رله بود. سپس زبان‌های مختلف برنامه نویسی به آن‌ها اضافه شد. آن‌ها براساس ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ، محدوده دما طولانی، محافظت در برابر نویز الکتریکی و مقاومت در برابر لرزش و ضربه طراحی می‌شوند. پی ال سی ها از دستگاه‌های کوچک ماژولار تولید می‌شوند و همچنین از دستگاه‌های کامپکت و مدولارنیز ساخته می‌شوند. منبع تغذیه بخشی است که ولتاژ و جریان مورد نیاز PLC را برای کار کردن فراهم می‌کند. نحوه انتخاب پی ال سی با توجه به نوع کاربری و تعداد ورودی و خروجی امری بسیار مهم است که با تجربه و راهنمایی گرفتن از افراد متخصص به‌دست می‌آید. برای مشاوره و راهنمایی می‌توانید با کارشناسان فروش نیک صنعت تماس حاصل فرمایید. یک PLC براساس از دو اجزاء تشکیل می‌شود:

1. واحد پردازش مرکزی
2. سیستم ورودی/خروجی

واحد پردازش مرکزی CPU پی ال سی چیست؟

واحد پردازش مرکزی (CPU) بخشی از یک PLC است که اطلاعات را بازیابی، رمزگشایی، ذخیره و پردازش می‌کند و برنامه‌ی داخل حافظه PLC را اجرا می‌کند.  CPUمانند مغز انسان یک کنترل‌ کننده با قابلیت برنامه‌ریزی است و سیستم ورودی و خروجی مانند اعضای بدن است که به PLC متصل هستند. عملکرد آن تقریبا شبیه CPU یک کامپیوتر است، با این تفاوت که از دستورالعمل‌ها و کد گذاری خاصی استفاده می‌کند. CPU دارای سه بخش پردازنده، سیستم حافظه و منبع تغذیه است. پردازنده بخشی از CPU است که داده‌ها را کد گذاری، رمزگشایی و محاسبه می‌کند. سیستم حافظه بخشی از CPU است که هم برنامه کنترل و هم داده‌های تجهیزات متصل به PLC را ذخیره می‌کند. رک یک ریل مخصوص است که به CPU متصل می‌شود.

انواع ورودی و خروجی پی ال سی کدام هستند؟

سیستم ورودی و خروجی به‌طور فیزیکی دستورات کنترلی در حافظه PLC را اجرا می‌کند. سیستم I/O از دو بخش اصلی تشکیل می‌شود:

1. کامپکت
2. ماژولار یا ماژول‌های ورودی و خروجی

رک و ماژول‌های ورودی و خروجی رابط بین دستگاه‌ها و PLC را هستند. تمام دستگاه‌های متصل بهPLC  را در یکی از دو دسته ورودی‌ها و یا خروجی‌ها دسته‌بندی می‌شوند. ورودی‌ها دستگاه‌هایی هستند که سیگنال یا دیتا را به PLC می‌دهند و شامل دکمه‎‌های فشاری، سوئیچ‌ها و دستگاه‌های اندازه‌گیری است.
خروجی‌ها در واقع بعد از اجرای برنامه کنترلی، باید سیگنال و دیتا از پی ال سی دریافت کنند که می‌توان به چراغ‌ها، موتورها و سوپاپ‌ها اشاره کرد.

دو نوع ورودی و خروجی دیجیتال (گسسته) و آنالوگ (پیوسته) وجود دارد. ورودی و خروجی دیجیتال PLC فقط دو حالت روشن و خاموش یا حالت صفر و یک دارند. صفر یعنی خاموش بودن دستگاه و 1 یعنی روشن بودن آن است. دستگاه‌های آنالوگ ورودی و خروجی‌هایی هستند می‌توانند حالت‌‌های زیادی داشته یاشد. دماسنج، کنترل سطح و لودسل از نمونه ورودی و خروجی آنالوگ هستند و به طور مثال دماسنج می‌تواند طیف زیادی از دماها باشد و فقط سرد یا گرم نیست. برای خرید PLC نیاز است با انواع برندهای پی ال سی در بازار آشنا شوید تا بتوانید بهترین انتخاب را براساس نیاز پروژه و قیمت آن داشته یاشید.

برنامه کنترل در پی ال سی چیست؟

یک برنامه نرم افزاری در حافظه PLC است که برنامه کنترل از کدهایی به‌نام دستورالعمل تشکیل می‌شوند. دستورالعمل‌ها، کدهای کامپیوتری هستند که به ورودی‌ها و خروجی‌ها دستور می‌دهد که نیاز پروژه چیست. دستورالعمل‌ها انواع مختلفی دارد که با کمک آن‌ها، PLC می‌تواند هرکاری انجام دهد. نمونه‌ای از دستورالعمل‌ها شامل جمع و تفریق داده‌ها، تایمر و شمارش، مقایسه اطلاعات و … است. هر پی ال سی در برندهای مختلف دستورالعمل‌های متفاوتی را ارائه می‌دهد که این چیزی است که هر نوع PLC را منحصربه‌فرد می‌کند. همه PLCها از دو نوع دستورالعمل اصلی استفاده می‌کنند:

1. تیغه‌ها
2. کویل‌ها

تیغه‌ها به شرایط ورودی برنامه کنترل اشاره می‌کنند و هر تیغه به برنامه کنترل یک دستگاه خاص نظارت می‌کند. تیغه منتظر می‌ماند تا ورودی کار خاصی را انجام دهد. (روشن کردن، خاموش کردن و… که به نوع تیغه بستگی دارد.)

کویل‌ها به خروجی‌های برنامه کنترل اشاره می‌کنند. برخلاف یک تیغه که دستگاه را نظارت می‌کند و سپس به PLC فرمان می‌دهد چه کاری انجام دهد، یک کویل برنامه خروجی یک PLC را نظارت می‌کند و سپس به دستگاه فرمان می‌دهد که چه کاری انجام دهد.

حافظه در پی ال سی چیست و چگونه کار می‌کند؟

سیستم حافظه PLC بسیار پیچیده است و علاوه‌بر اطلاعات برنامه کنترل بلکه وضعیت ورودی‌ها و خروجی‌ها را نیز ذخیره می‌کند. برای پیگیری اطلاعات، از آدرس‌دهی استفاده می‌کنند. آدرس یک برچسب یا عددی است که نشان می‌دهد اطلاعات در کجای حافظه PLC قرار دارد. اگر یک PLC بخواهد اطلاعات دستگاه را بیابد، می‌داند در محل آدرس مربوطه جست‌وجو کند. برخی از آدرس‌ها، داده‌هایی را ذخیره می‌کنند که نتیجه محاسبات برنامه کنترل است، بعضی از آدرس‌ها نیز توسط برنامه نویس سیستم وارد می‌شوند. همچنین همه آن‌ها از یک برنامه کنترلی، دستورالعمل‌ها و آدرس‌دهی استفاده می‌کنند تا تجهیزات موجود در سیستم کنترل کاری را انجام دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد حافظه پی ال سی می‌توانید آموزش PLC را شروع کنید و به‌صورت تخصصی برای ورود به بازار کار آماده شوید.

هر PLC سه کار مشابه را انجام می‌دهد:

1. دستگاه های ورودی خود را بررسی می‌کند.
2. برنامه کنترل خود را اجرا می‌کند.
3. دستگاه‌های خروجی خود را بر اساس آن به روز می‌کند.

از آنجایی که PLC ها در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرند، دانش کاری PLC ها یک مهارت ارزشمند است.

روش‌های اولیه برنامه نویسی

بسیاری از PLC های اولیه قادر به نمایش گرافیکی منطق نبودند، بنابراین عبارات منطقی را در نوع‌های قالب بولی و جبر بولی نمایش می‌داد. با تکامل ترمینال‌های برنامه نویسی، استفاده از منطق نردبانی رایج‌تر شد، زیرا برای تابلوهای کنترل الکترومکانیکی هم استفاده می‌شد. فرمت‌های جدیدتر مانند منطق حالت و بلوک تابع وجود دارند، اما هنوز به اندازه منطق نردبانی محبوب نیستند. زبان نردبانی به برنامه نویس این امکان را می‌دهد که هر مشکلی را در زمان‌بندی مشخص و با دستورالعمل‌های خاص حل کند.

طراحی مکانیکی plc ها به 2 روش است:

1. یک کنترل‌کننده کوچک قابل برنامه‌ریز است که همه واحدها و رابط‌ها را در یک محفظه فشرده قرار دارند و ماژول‌های گسترش ورودی‌ها و خروجی‌ها در دسترس هستند.
2. طراحی PLC مدولار دارای یک شاسی (رک) که فضایی را برای ماژول‌هایی با عملکردهای مختلف مانند منبع تغذیه، پردازنده، انتخاب ماژول‌های ورودی/خروجی و رابط‌های ارتباطی فراهم می‌کند. چندین رک را می‌توان توسط یک پردازنده مدیریت کرد و ممکن است هزاران ورودی و خروجی داشته باشد.

برخی از فرآیندها باید به‌طور دائم با حداقل زمان خرابی ناخواسته کار کنند. بنابراین، سیستمی طراحی می‌شود که خطا پذیر باشد و بتواند فرآیند را با ماژول‌های معیوب مدیریت کند. در این موارد برای افزایش دسترسی سیستم، در صورت خرابی قطعات سخت افزاری، می توان ماژول‌های اضافی CPU یا I/O با عملکرد مشابه را به پیکربندی سخت افزار اضافه کرد تا از خاموش شدن کامل یا جزئی فرآیند به دلیل خرابی سخت افزار جلوگیری شود. برای آشنایی بیشتر با انواع زبان‌های برنامه نویسی PLC می‌توانید این مقاله را مطالعه کنید و با مزایای هر کدام از آن‌ها آشنا شوید.

منطق برنامه نویسی پی ال سی چیست؟

کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی برای استفاده توسط مهندسان بدون پیش زمینه برنامه نویسی در نظر گرفته می‌شود. ابتدا یک زبان برنامه نویسی گرافیکی به نام Ladder Diagram توسعه یافت. این زبان برنامه نویسی مشابه نمودار شماتیک سیستمی است که با رله‌های الکترومکانیکی ساخته می‌شوند و در برنامه نویسی سیستم‌های کنترل IEC61131-3 استاندارد شد.

ساختار داخلی پی ال سی چیست؟

برنامه‌های PLC معمولاً در یک دستگاه برنامه‌نویسی نوشته می‌شوند که می‌تواند به شکل یک کنسول رومیزی، نرم‌افزار ویژه روی رایانه شخصی یا یک دستگاه برنامه‌نویسی دستی باشد. سپس، برنامه به طور مستقیم یا از طریق شبکه در PLC دانلود می‌شود. این یا در حافظه فلش غیر فرار یا رم با باتری پشتیبان ذخیره می‌شود. در برخی از کنترلرهای قابل برنامه ریزی، برنامه از طریق یک برد برنامه نویسی از یک کامپیوتر شخصی به PLC منتقل می‌شود که برنامه را در یک تراشه قابل جا‌به‌جایی مانند EPROM می‌نویسد.

شبیه سازی پی ال سی در محیط‌های آزمایشگاهی

شبیه سازی PLC یک ویژگی است که اغلب در نرم افزار برنامه نویسی PLC یافت می‌شود. این امکان آزمایش و اشکال زدایی را در مراحل اولیه توسعه پروژه فراهم می‌کند. با برنامه‌ریزی نادرست در plc ممکن است منجر به از دست دادن بهره‌وری و شرایط خطرناک شود.

آزمایش پروژه در شبیه‌سازی کیفیت آن را بهبود می‌بخشد، سطح ایمنی مرتبط با تجهیزات را افزایش می‌دهد و می‌تواند در زمان نصب و راه‌اندازی برنامه‌های کنترل خودکار باعث صرفه‌جویی در زمان و خرابی پرهزینه شود، زیرا بسیاری از برنامه‌ها را می‌توان قبل از فعال شدن سیستم آزمایش کرد.

شبکه‌های صنعتی مطرح در زمینه PLC و اتوماسیون صنعتی

PLC ها از پورت‌های داخلی مانند USB، Ethernet، RS-232، RS-485 یا RS-422 برای ارتباط با دستگاه‌های خارجی (حسگرها، محرک‌ها) و سیستم‌ها (نرم افزار برنامه نویسی، SCADA، (HMI استفاده می‌کنند. ارتباطات از طریق پروتکل‌های مختلف شبکه صنعتی مانند Modbus یا Ethernet/IP انجام می‌شود. PLC های مورد استفاده در سیستم‌های ورودی/خروجی بزرگتر، احتمال ارتباط (P2P) بین پردازنده‌ها وجود دارد. این به بخش‌های جداگانه یک فرآیند پیچیده اجازه می‌دهد تا کنترل فردی داشته باشند. این پیوندهای ارتباطی اغلب برای دستگاه‌های HMI مانند صفحه کلید یا ایستگاه‌های کاری نوع PC نیز استفاده می‌شوند.

PLC ها ممکن است به منظور پیکربندی، گزارش هشدار یا کنترل روزمره نیاز به تعامل با افراد داشته باشند. برای این منظور از رابط انسان و ماشین (HMI) استفاده می‌شود. HMI‌ها به عنوان رابط انسان و ماشین و رابط کاربر گرافیکی نیز می‌شناسند. یک سیستم ساده از دکمه‌ها و چراغ ها برای تعامل با کاربر استفاده می‌کند و نمایش متن و صفحه نمایش لمسی گرافیکی امکان پذیر است. سیستم‌های پیچیده‌تر از نرم‌افزار برنامه‌نویسی و مانیتورینگ نصب شده روی رایانه استفاده می‌کنند که PLC از طریق یک رابط ارتباطی متصل است.

امنیت در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی

فقدان سیستم‌های کنترل دسترسی دقیق و کنترل نسخه، وهمچنین زبان برنامه‌نویسی قابل درک، این احتمال را ایجاد می‌کند که تغییرات غیرمجاز در برنامه‌ها اتفاق بیفتد و مورد توجه قرار نگیرد. کنترل‌کننده‌های قابل برنامه‌ریزی مدرن معمولاً می‌توانند به روشی مشابه سیستم‌عامل‌های دسکتاپ، مانند مایکروسافت ویندوز، در برابر سوء استفاده‌ها آسیب ‌پذیر باشند. PLC ها همچنین می‌توانند با به دست آوردن کنترل کامپیوتری برای ارتباط با آن، مورد حمله قرار گیرند. از سال 2011، این نگرانی‌ها با رایج‌تر شدن شبکه‌سازی در محیط PLC افزایش یافت.

PLC های ایمنی می‌توانند یک مدل مستقل یا یک سخت افزار دارای رتبه ایمنی باشند. با انواع PLC معمولی متفاوت هستند زیرا برای کاربردهای حیاتی ایمنی مناسب هستند و دارای استاندارد سطح ایمنی SIL است. همچنین PLC ها معمولاً دارای یک مجموعه دستورالعمل منظم محدود هستند که با دستورالعمل‌های ایمنی خاص که برای توقف‌های اضطراری، صفحه نمایش نور و… طراحی می‌شوند. انعطاف پذیری این سیستم‌ها منجر به رشد سریع تقاضا برای این نوع کنترل کننده‌ها است. برای ورود به بازار کار لازم است تفاوت میکروکنترلر با پی ال سی را بدانید تا بتوانید بهترین و به‌روزترین اطلاعات را داشته باشید.

ویژگی‌های متفاوت پی ال سی با کامپیوتر صنعتی

I/O MODULE: این ماژول‌های ورودی و خروجی، اطلاعاتی را به پردازنده ارائه می‌دهند و نتایج خاصی را تحریک می کنند. ماژول‌های ورودی و خروجی می‌توانند آنالوگ یا دیجیتال باشند. دستگاه‌هایی که می‌تواند به آن‌ها وصل شود برای ورودی‌ها شامل سنسورهای دیجیتال و آنالوگ، سوئیچ‌ها و برای خروجی‌ها شامل رله‌ها، چراغ‌ها، سوپاپ‌ها و درایوها هستند.
ارتباطات: علاوه‌بر دستگاه‌های ورودی و خروجی، یک PLC ممکن است نیاز به اتصال با انواع دیگر سیستم‌ها نیز داشته باشد.
HMI: برای برقراری و ارتباط با پی ال سی کاربران به یک رابط یا اچ ام آی نیاز دارند. توسط این رابط‌ها اپراتور می‌تواند اطلاعات را توسط این نمایشگرها و صفحه کلیدها به صورت لحظه‌ای بررسی و وارد PLC می‌کنند.
پی ال سی ها به دلیل سادگی، مقرون به صرفه بودن و مفید بودن همچنان محبوب هستند.
شرکت نیک صنعت یکی از نمایندگی‌های رسمی فروش تجهیزات دلتا و محصولات زیمنس است و در زمینه فروش کلیه تجهیزات صنعتی و ابزار دقیق و همچنین علاوه‌بر فروش محصولات در زمینه تعمیرات plc و تعمیرات اینورتر و ادوات صنعتی نیز فعالیت می‌کند. در شرکت نیک صنعت تمامی لیست قیمت تجهیزات صنعتی با قیمت روز موجود می‌باشد.

راه‌های ارتباطی نیک صنعت

• تماس با نیک صنعت: 021:87700210
• واحد فروش نیک صنعت: 09197872783
• واحد تعمیرات نیک صنعت: 09197872789
• ایمیل نیک صنعت: info@nicsanat.com
• آدرس شرکت: تهران، خیابان بهشتی، خیابان میرعماد، کوچه پیمانی(یازدهم)، پلاک 17