PLC

سیستم‌های PLC (کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر)
سیستم‌های PLC (Programmable Logic Controller) یا کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر، نوعی کامپیوتر صنعتی هستند که برای اتوماسیون فرآیندهای الکترومکانیکی، معمولاً در محیط‌های صنعتی مانند کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها، جایگزینی برای مدارهای رله‌ای سخت‌افزاری سنتی هستند و امکان کنترل انعطاف‌پذیرتر، قابل اعتمادتر و آسان‌تر فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌کنند.
تعریف جامع‌تر:
PLC یک سیستم کنترل مبتنی بر ریزپردازنده است که ورودی‌ها را از طریق سنسورها و دستگاه‌های ورودی دریافت می‌کند، آن‌ها را بر اساس برنامه‌ای که توسط کاربر نوشته شده پردازش می‌کند، و خروجی‌ها را به دستگاه‌های خروجی مانند موتورها، شیرها، رله‌ها و نشانگرها ارسال می‌کند. PLCها به طور خاص برای مقاومت در برابر شرایط سخت صنعتی مانند دماهای بالا و پایین، رطوبت، گرد و غبار و نویز الکتریکی طراحی شده‌اند.
اجزای اصلی یک سیستم PLC:
1. واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز PLC است که برنامه کاربر را اجرا می‌کند، داده‌ها را پردازش می‌کند و منطق کنترلی را پیاده‌سازی می‌کند.
2. واحد منبع تغذیه (Power Supply): ولتاژ و جریان مورد نیاز برای عملکرد PLC را فراهم می‌کند.
3. ماژول‌های ورودی/خروجی (I/O Modules): رابط بین PLC و دستگاه‌های ورودی و خروجی هستند.
o ماژول‌های ورودی: سیگنال‌ها را از سنسورها، سوئیچ‌ها و سایر دستگاه‌های ورودی دریافت می‌کنند و آن‌ها را به سیگنال‌های قابل فهم برای CPU تبدیل می‌کنند.
o ماژول‌های خروجی: سیگنال‌ها را از CPU دریافت می‌کنند و آن‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی مناسب برای کنترل موتورها، شیرها، رله‌ها و سایر دستگاه‌های خروجی تبدیل می‌کنند.
4. حافظه (Memory): برنامه‌ی کاربر، داده‌های ورودی/خروجی و تنظیمات سیستم در حافظه ذخیره می‌شوند.
5. رابط برنامه‌نویسی (Programming Interface): از طریق یک کامپیوتر یا دستگاه برنامه‌نویسی، کاربر می‌تواند برنامه کنترلی را بنویسد، ویرایش کند و در PLC بارگذاری کند.
زبان‌های برنامه‌نویسی PLC:
PLCها با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی برنامه‌ریزی می‌شوند که پنج زبان استاندارد IEC 61131-3 رایج‌ترین آن‌ها هستند:
• Ladder Diagram (LD): شبیه‌سازی مدارهای رله‌ای سنتی و مناسب برای کنترل منطقی ساده.
• Function Block Diagram (FBD): استفاده از بلوک‌های تابعی برای نمایش توابع مختلف و مناسب برای کنترل فرآیندهای پیچیده.
• Structured Text (ST): یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا شبیه به پاسکال و مناسب برای انجام محاسبات پیچیده و الگوریتم‌های کنترلی.
• Instruction List (IL): یک زبان اسمبلی سطح پایین که کنترل دقیق‌تری بر سخت‌افزار PLC فراهم می‌کند.
• Sequential Function Chart (SFC): استفاده از نمودارها برای نمایش مراحل مختلف یک فرآیند و مناسب برای کنترل فرآیندهای ترتیبی.
مزایای استفاده از PLC:
• انعطاف‌پذیری: تغییر برنامه کنترلی PLC به راحتی امکان‌پذیر است، در حالی که تغییر مدارهای رله‌ای سخت‌افزاری سنتی زمان‌بر و پرهزینه است.
• قابلیت اطمینان: PLCها قطعات متحرک ندارند و در برابر شرایط سخت صنعتی مقاوم هستند، بنابراین قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به مدارهای رله‌ای دارند.
• اندازه کوچک: PLCها معمولاً کوچکتر از مدارهای رله‌ای معادل خود هستند، که باعث صرفه‌جویی در فضا می‌شود.
• عیب‌یابی آسان: PLCها امکانات عیب‌یابی پیشرفته‌ای را ارائه می‌دهند که به سرعت یافتن و رفع مشکلات کمک می‌کند.
• قابلیت ارتباط: PLCها می‌توانند با سایر PLCها، سیستم‌های SCADA و سایر دستگاه‌های صنعتی ارتباط برقرار کنند.
کاربردهای PLC:
PLCها در طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند، از جمله:
• اتوماسیون خطوط تولید: کنترل ربات‌ها، نوار نقاله‌ها و سایر تجهیزات خط تولید.
• کنترل ماشین‌آلات: کنترل ماشین‌های CNC، ماشین‌های بسته‌بندی و سایر ماشین‌آلات صنعتی.
• کنترل فرآیند: کنترل دما، فشار، جریان و سایر پارامترهای فرآیندی در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و داروسازی.
• اتوماسیون ساختمان: کنترل روشنایی، تهویه مطبوع و سایر سیستم‌های ساختمان.
• سیستم‌های حمل و نقل: کنترل سیگنال‌های راه آهن، سیستم‌های ترافیک شهری و سایر سیستم‌های حمل و نقل.
به طور خلاصه، PLC یک سیستم کنترل قدرتمند، انعطاف‌پذیر و قابل اعتماد است که برای اتوماسیون فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود و نقش مهمی در بهبود بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی در صنایع مختلف ایفا می‌کند.