برنامه نویسی نمودار نردبانی PLC چیست؟

برنامه نویسی نمودار نردبانی PLC : زبان (LD) یکی از زبان های رایج برای برنامه نویسی کنترل کننده های منطق قابل برنامه ریزی (PLC) است. این زبان گرافیکی با استفاده از نمادهایی که کنتاکت ها، کویل ها و سایر عناصر مدارهای کنترلی را نشان می دهند، منطق را به روشی بصری نشان می دهد.

مزیت اصلی برنامه نویسی نمودار نردبانی سادگی آن است. شباهت آن به نمودارهای مدار رله سنتی، یادگیری و استفاده از آن را برای تکنسین ها و برقکارانی که با مفاهیم پایه ی برق آشنایی دارند، آسان می کند. به همین دلیل،  برنامه نویسی نمودار نردبانی  به طور گسترده در  صنایعی  مانند  تولید،  انتقال  و  توزیع  برق،  و  ساختمان  مورد استفاده قرار می گیرد.

در  اینجا   نگاهی  به   اجزای   اصلی   برنامه نویسی نمودار نردبانی PLC   می اندازیم:

رَنگ ها (Rungs): خطوط افقی در نمودار نردبانی هستند که نشان دهنده یک مسیر کامل منطقی هستند.

کنتاکت ها (Contacts): نمادهایی هستند که نشان دهنده شرایط ورودی هستند، مانند کلیدهای فشاری، سنسورها و ثبات های داخلی PLC. کنتاکت ها می توانند به صورت باز (Normally Open) یا بسته (Normally Closed) باشند.

کویل ها (Coils): نمادهایی هستند که نشان دهنده خروجی ها هستند، مانند رله ها، شیرهای کنترل و آلارم ها.

دستورات (Instructions): اقدامات منطقی اضافی را در یک رَنگ نشان می دهند، مانند تایمرها و شمارنده ها.

هنگامی که  برنامه  نردبانی   اجرا  می شود،   PLC   وضعیت   هر   تماس   را   ارزیابی   می کند.   اگر   همه   شرایط   در   یک   رَنگ   برآورده   شوند،   جریان   فرضی   از   طریق   رَنگ   عبور   می کند   و   باعث   فعال شدن   کویل ها   و   انجام   اقدامات   می شود.

برنامه‌نویسی نمودار نردبانی  مزایای  زیادی  دارد،   از جمله:

سادگی: یادگیری و استفاده از آن آسان است.

خوانایی: نمودارهای نردبانی منطق برنامه را به روشی واضح و مفید نشان می دهند.

قابلیت نگهداری: عیب یابی و اصلاح برنامه های نردبانی آسان است.

استانداردسازی: IEC 61131-3 یک استاندارد بین المللی برای برنامه نویسی نردبانی PLC است که سازگاری را بین محصولات مختلف PLC تضمین می کند.

با  وجود   این   مزایا،   برنامه نویسی   نردبانی   برای   برخی   از   برنامه های   پیچیده   محدودیت هایی   نیز   دارد.   به   عنوان   مثال،   می تواند   دشوار   باشد   که   منطق   پیچیده   را   با   استفاده   از   نردبان   به   طور   کارآمد   نشان   داد   و   برنامه های   نردبانی   بزرگ   می توانند   پراکنده   و   دشوار   خوانده   شوند.

در   مجموع،   برنامه نویسی   نمودار   نردبانی   یک   ابزار   قدرتمند   و   انعطاف پذیر   برای   برنامه نویسی   PLC   است   که   به   طور   گسترده   در   صنایع   مختلف   استفاده   می شود.   سادگی،   خوانایی   و   قابلیت   نگهداری   آن   را   به   انتخابی   محبوب   برای   برنامه نویسان   PLC   در   همه   سطوح   تبدیل   کرده   است.

منطق نردبانی چیست؟

منطق نردبانی یک زبان برنامه نویسی گرافیکی است که برای برنامه نویسی کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) استفاده می شود. این زبان از نمادهایی برای نشان دادن کنتاکت ها، سیم پیچ ها و سایر عناصر مدارهای کنترلی به روشی بصری استفاده می کند و به کاربران اجازه می دهد تا منطق را بدون نیاز به نوشتن کد به صورت سنتی، برنامه ریزی کنند.

نام “منطق نردبانی” از ظاهر نمودارهای برنامه نویسی ناشی می شود که شبیه به یک نردبان با پله های افقی و ریل های عمودی هستند. هر پله در نمودار نردبانی یک “رَنگ” را نشان می دهد که یک مسیر کامل منطقی را نشان می دهد.

کنتاکت ها در سمت چپ نمودار و سیم پیچ ها در سمت راست قرار دارند. جریان فرضی از طریق نمودار از چپ به راست جریان می یابد و فقط زمانی که تمام شرایط در یک رَنگ برآورده شوند، سیم پیچ های مربوطه فعال می شوند.

منطق نردبانی به دلیل سادگی و خوانایی آن، یک زبان برنامه نویسی محبوب برای PLC ها است. یادگیری و استفاده از آن آسان است و نمودارهای نردبانی منطق برنامه را به روشی واضح و مختصر نشان می دهند. این امر آنها را برای تکنسین ها و برقکارانی که با مفاهیم پایه برق آشنایی دارند، به انتخابی ایده آل تبدیل می کند.

در اینجا برخی از مزایای استفاده از منطق نردبانی برای برنامه نویسی PLC ها آورده شده است:

سادگی: یادگیری و استفاده از آن آسان است، حتی برای افرادی که تجربه برنامه نویسی کمی دارند.

خوانایی: نمودارهای نردبانی منطق برنامه را به روشی واضح و مختصر نشان می دهند که درک و عیب یابی آن آسان است.

قابلیت نگهداری: برنامه های نردبانی به دلیل ساختار بصری آنها به راحتی قابل نگهداری و اصلاح هستند.

استانداردسازی: IEC 61131-3 یک استاندارد بین المللی برای برنامه نویسی نردبانی PLC است که سازگاری را بین محصولات مختلف PLC تضمین می کند.

با وجود این مزایا، منطق نردبانی برای برخی از برنامه های پیچیده محدودیت هایی نیز دارد. به عنوان مثال، می تواند دشوار باشد که منطق پیچیده را با استفاده از نردبان به طور کارآمد نشان داد و برنامه های نردبانی بزرگ می توانند پراکنده و خواندن آنها دشوار باشد.

در مجموع، منطق نردبانی یک ابزار قدرتمند و انعطاف پذیر برای برنامه نویسی PLC ها است که به طور گسترده در طیف وسیعی از صنایع استفاده می شود. سادگی، خوانایی و قابلیت نگهداری آن را به انتخابی محبوب برای برنامه نویسان PLC در همه سطوح تبدیل می کند.

چگونه منطق نردبان را بخوانیم؟

خواندن منطق نردبانی (Ladder Logic)  شامل درک نمادها، نحوه چیدمان آنها در نمودار و نحوه تفسیر جریان فرضی برای فعال کردن خروجی ها است. در اینجا مراحلی برای خواندن منطق نردبانی آورده شده است:

1. با نمادهای پایه آشنا شوید:

کنتاکت ها: نمادهایی هستند که شرایط ورودی را نشان می دهند، مانند کلیدهای فشاری، سنسورها و ثبات های داخلی PLC. کنتاکت ها می توانند به صورت باز (Normally Open) یا بسته (Normally Closed)باشند.

سیم پیچ ها:نمادهایی هستند که نشان دهنده خروجی ها هستند، مانند رله ها، شیرهای کنترلی و آلارم ها.

دستورات:اقدامات منطقی اضافی را در یک رَنگ نشان می دهند، مانند تایمرها و شمارنده ها.

2. ساختار نمودار را درک کنید:

نمودارهای نردبانی از رَنگ ها (Rungs) تشکیل شده اند که خطوط افقی هستند و نشان دهنده یک مسیر کامل منطقی هستند.

در هر رَنگ، کنتاکت ها در سمت چپ و سیم پیچ ها در سمت راست قرار دارند.

جریان فرضی از طریق نمودار از چپ به راست جریان می یابد.

برای فعال شدن یک سیم پیچ، همه کنتاکت ها در همان رَنگ باید فعال باشند.

3. نحوه عملکرد کنتاکت ها را دنبال کنید:

کنتاکت های باز: فقط زمانی فعال می شوند که اتصال برقرار شود.

کنتاکت های بسته: فقط زمانی فعال می شوند که اتصال برقرار نباشد.

وضعیت کنتاکت ها با توجه به شرایط ورودی (مانند وضعیت کلید فشار یا سنسور) تعیین می شود.

4. مسیر جریان فرضی را دنبال کنید:

جریان فرضی از اولین کنتاکت در سمت چپ هر رَنگ شروع می شود.

اگر یک کنتاکت غیرفعال باشد، جریان فرضی شکسته می شود و سیم پیچ های آن رَنگ فعال نمی شوند.

اگر تمام کنتاکت ها در یک رَنگ فعال باشند، جریان فرضی به سیم پیچ های آن رَنگ می رسد و آنها را فعال می کند.

5. عملکرد کلی را تفسیر کنید:

با دنبال کردن مسیر جریان فرضی در سراسر نمودار، می توانید عملکرد کلی برنامه نردبانی را درک کنید.

توجه داشته باشید که چگونه شرایط مختلف ورودی (مانند فعال شدن کلیدهای مختلف) باعث فعال شدن خروجی های مختلف (مانند روشن شدن چراغ ها یا راه اندازی موتورها) می شود.

نکات اضافی:

برای کمک به درک نمودارهای نردبانی، می توانید از توضیحات و شماره گذاری استفاده کنید.

برخی از نمودارهای نردبانی از نمادهای اضافی برای نشان دادن توابع خاص، مانند تایمرها و شمارنده ها استفاده می کنند.

در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر، می توانید به راهنمای کاربر PLC یا مستندات برنامه نویسی مراجعه کنید.

با تمرین، می توانید یاد بگیرید که به سرعت و به طور موثر نمودارهای نردبانی را بخوانید و منطق برنامه های PLC را درک کنید.

تفاوت های بین منطق نردبانی و شماتیک های الکتریکی:

منطق نردبانی و شماتیک های الکتریکی هر دو برای نشان دادن مدارهای الکتریکی استفاده می شوند، اما آنها این کار را به روش های مختلف انجام می دهند و کاربردهای متفاوتی دارند. در اینجا به برخی از تفاوت های کلیدی بین این دو می پردازیم:

هدف:

منطق نردبانی:

بر روی عملکرد مدار تمرکز دارد.

نشان می دهد که چگونه شرایط مختلف ورودی باعث فعال شدن خروجی ها می شود.

برای برنامه نویسی کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) استفاده می شود.

شماتیک های الکتریکی:

بر روی ساختار فیزیکی مدار تمرکز دارد.

نشان می دهد که چگونه اجزای مختلف مدار به هم متصل می شوند.

برای مستندسازی و عیب یابی مدارهای الکتریکی استفاده می شود.

نمادها:

منطق نردبانی:از نمادهای ساده و گرافیکی برای نشان دادن کنتاکت ها، سیم پیچ ها، دستورات و سایر عناصر منطقی استفاده می کند.

شماتیک های الکتریکی:از نمادهای استاندارد و دقیق برای نشان دادن اجزای مختلف الکتریکی، مانند مقاومت ها، خازن ها، ترانزیستورها و سیم ها استفاده می کند.

ساختار:

منطق نردبانی: در رَنگ ها (Rungs) سازماندهی شده است که خطوط افقی هستند و نشان دهنده مسیرهای منطقی جداگانه هستند.

شماتیک های الکتریکی: معمولاً به صورت نمودارهای خطی ترسیم می شوند که در آن اجزا در یک ترتیب منطقی با هم متصل می شوند.

کاربرد:

منطق نردبانی: به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی برای کنترل ماشین ها، فرآیندها و سیستم ها استفاده می شود.

شماتیک های الکتریکی: در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله طراحی مدارهای الکترونیکی، تعمیر تجهیزات الکتریکی و آموزش مهندسی برق استفاده می شود.

مزایای:

منطق نردبانی:

یادگیری و استفاده از آن آسان است، به خصوص برای افرادی که با مفاهیم پایه برق آشنایی دارند.

خوانایی و عیب یابی برنامه ها آسان است.

به طور استاندارد در IEC 61131-3 استاندارد شده است.

شماتیک های الکتریکی:

اطلاعات دقیق و کاملی در مورد ساختار فیزیکی مدار ارائه می دهند.

برای مستندسازی و اشتراک گذاری طرح های مدار مفید هستند.

به عنوان یک ابزار عیب یابی بصری ارزشمند عمل می کنند.

معایب:

منطق نردبانی:

می تواند برای نشان دادن منطق پیچیده دشوار باشد.

برنامه های بزرگ نردبانی می توانند پراکنده و خواندن آنها دشوار باشد.

شماتیک های الکتریکی:

می تواند برای افراد بدون دانش پایه در مورد برق خواندن آنها دشوار باشد.

می تواند زمان بر و پر کار باشد تا نمودارهای دقیق را ترسیم کنید.

ممکن است همیشه عملکرد داخلی مدار را به وضوح نشان ندهند.

در نهایت، انتخاب بین استفاده از منطق نردبانی یا شماتیک های الکتریکی به نیاز خاص و ترجیح کاربر بستگی دارد.

برنامه‌نویسی نمودار نردبانی (LD) چیست؟

برنامه‌نویسی نمودار نردبانی (LD) یکی از زبان‌های رایج برای برنامه‌نویسی کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) است. این زبان بصری با استفاده از نمادهایی که کنتاکت‌ها، سیم‌پیچ‌ها و دیگر عناصر مدارهای کنترلی را نشان می‌دهند، منطق را به روشی گرافیکی نشان می‌دهد. به این ترتیب کاربران می‌توانند بدون نیاز به نوشتن کد به صورت سنتی، برنامه‌ریزی را انجام دهند.

نام “برنامه‌نویسی نمودار نردبانی” از ظاهر نمودارهای برنامه‌نویسی ناشی می‌شود که شبیه به یک نردبان با پله‌های افقی و ریل‌های عمودی هستند. هر پله در نمودار نردبانی نشان‌دهنده یک “رَنگ” است که یک مسیر کامل منطقی را نشان می‌دهد.

اجزای اصلی برنامه‌نویسی نمودار نردبانی عبارتند از:

کنتاکت‌ها: نمادهایی هستند که شرایط ورودی را نشان می‌دهند، مانند کلیدهای فشاری، سنسورها و ثبات‌های داخلی PLC. کنتاکت‌ها می‌توانند به صورت باز (Normally Open) یا بسته (Normally Closed)باشند.

سیم‌پیچ‌ها:نمادهایی هستند که نشان‌دهنده خروجی‌ها هستند، مانند رله‌ها، شیرهای کنترلی و آلارم‌ها.

دستورات:اقدامات منطقی اضافی را در یک رَنگ نشان می‌دهند، مانند تایمرها و شمارنده‌ها.

نحوه عملکرد برنامه‌نویسی نمودار نردبانی:

هنگامی که برنامه نردبانی اجرا می‌شود، PLC وضعیت هر کنتاکت را ارزیابی می‌کند. اگر تمام شرایط در یک رَنگ برآورده شوند، جریان فرضی از طریق رَنگ عبور می‌کند و باعث فعال شدن سیم‌پیچ‌های مربوطه و انجام اقدامات می‌شود.

مزایای برنامه‌نویسی نمودار نردبانی:

سادگی: یادگیری و استفاده از آن آسان است، حتی برای افرادی که تجربه برنامه‌نویسی کمی دارند.

خوانایی: نمودارهای نردبانی منطق برنامه را به روشی واضح و مختصر نشان می‌دهند که درک و عیب‌یابی آن آسان است.

قابلیت نگهداری: برنامه‌های نردبانی به دلیل ساختار بصری آنها به راحتی قابل نگهداری و اصلاح هستند.

استانداردسازی: IEC 61131-3 یک استاندارد بین‌المللی برای برنامه‌نویسی نردبانی PLC است که سازگاری را بین محصولات مختلف PLC تضمین می‌کند.

معایب برنامه‌نویسی نمودار نردبانی:

محدودیت در برنامه‌های پیچیده: نشان دادن منطق پیچیده با استفاده از نردبان می‌تواند دشوار باشد.

پراکندگی برنامه‌های بزرگ: برنامه‌های نردبانی بزرگ می‌توانند پراکنده و خواندن آنها دشوار باشد.

کاربردهای برنامه‌نویسی نمودار نردبانی:

برنامه‌نویسی نمودار نردبانی به طور گسترده در طیف وسیعی از صنایع، از جمله موارد زیر استفاده می‌شود:

تولید: کنترل خطوط مونتاژ، ربات‌ها و سایر تجهیزات فرآیند.

انتقال و توزیع برق: کنترل شبکه‌های برق، ژنراتورها و ترانسفورماتورها.

ساختمان: کنترل سیستم‌های تهویه مطبوع، روشنایی و امنیت.

صنایع غذایی: کنترل فرآیندهای بسته‌بندی، انجماد و پخت.

داروسازی: کنترل تجهیزات تولید، مخلوط کردن و بسته‌بندی.

در مجموع، برنامه‌نویسی نمودار نردبانی ابزاری قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای برنامه‌نویسی PLCها است که به طور گسترده در طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شود. سادگی، خوانایی و قابلیت نگهداری آن را به انتخابی محبوب برای برنامه‌نویسان PLC در همه سطوح تبدیل می‌کند.

کاربردهای برنامه نویسی نردبانی (Ladder Logic)

برنامه نویسی نردبانی (LD) یکی از زبان‌های رایج برای برنامه‌نویسی کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) است. این زبان به دلیل سادگی، خوانایی و انعطاف‌پذیری، به طور گسترده در طیف وسیعی از صنایع و کاربردها استفاده می‌شود.

در اینجا برخی از رایج‌ترین کاربردهای برنامه‌نویسی نردبانی آورده شده است:

1. اتوماسیون صنعتی:

کنترل خطوط مونتاژ: برنامه نردبانی برای کنترل حرکات ربات‌ها، نقاله‌ها و سایر تجهیزات در خطوط مونتاژ استفاده می‌شود.

کنترل فرآیند: از برنامه نردبانی برای کنترل دما، فشار، جریان و سایر متغیرهای فرآیند در صنایع مختلف مانند تولید مواد شیمیایی، داروسازی و فرآوری مواد غذایی استفاده می‌شود.

کنترل ماشین آلات: برنامه نردبانی برای کنترل انواع ماشین آلات صنعتی، از جمله پرس‌ها، ربات‌های جوشکاری و ماشین‌های CNC استفاده می‌شود.

2.  انتقال و توزیع برق:

کنترل شبکه‌های برق: برنامه نردبانی برای کنترل کلیدهای برق، قطع کننده‌ها و سایر تجهیزات در شبکه‌های برق استفاده می‌شود.

کنترل ژنراتورها: از برنامه نردبانی برای کنترل روشن و خاموش شدن ژنراتورها، همگام‌سازی آنها با شبکه برق و نظارت بر عملکرد آنها استفاده می‌شود.

کنترل ترانسفورماتورها: برنامه نردبانی برای کنترل ولتاژ و جریان در ترانسفورماتورها استفاده می‌شود.

3.  ساختمان:

کنترل سیستم‌های تهویه مطبوع: برنامه نردبانی برای کنترل دما، رطوبت و کیفیت هوا در ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

کنترل روشنایی: از برنامه نردبانی برای کنترل روشن و خاموش شدن چراغ‌ها، تنظیم سطح روشنایی و ایجاد افکت‌های نوری استفاده می‌شود.

کنترل سیستم‌های امنیتی: برنامه نردبانی برای کنترل سیستم‌های اعلام حریق، سیستم‌های ورود و خروج و دوربین‌های امنیتی استفاده می‌شود.

4.  صنایع غذایی:

کنترل فرآیندهای بسته‌بندی: برنامه نردبانی برای کنترل فرآیندهای بسته‌بندی، مانند پر کردن، درپوش‌گذاری و برچسب‌زنی استفاده می‌شود.

کنترل انجماد: از برنامه نردبانی برای کنترل دمای انجماد و سرعت انجماد مواد غذایی استفاده می‌شود.

کنترل فرآیندهای پخت: برنامه نردبانی برای کنترل دما، زمان و سایر پارامترهای فرآیندهای پخت استفاده می‌شود.

5.  داروسازی:

کنترل تجهیزات تولید: برنامه نردبانی برای کنترل تجهیزات تولید دارو، مانند مخلوط‌کن‌ها، فیلترها و بسته‌بندی‌کننده‌ها استفاده می‌شود.

کنترل فرآیند: از برنامه نردبانی برای کنترل دما، فشار و سایر متغیرهای فرآیند در تولید دارو استفاده می‌شود.

کنترل کیفیت: برنامه نردبانی برای نظارت بر فرآیند تولید و اطمینان از کیفیت داروها استفاده می‌شود.

علاوه بر این کاربردهای رایج، از برنامه نردبانی می‌توان در طیف وسیعی از برنامه‌های دیگر نیز استفاده کرد، از جمله:

صنعت خودرو: کنترل سیستم‌های الکتریکی خودرو، مانند موتور، چراغ‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع.

صنعت حمل و نقل: کنترل سیستم‌های الکتریکی در قطارها، اتوبوس‌ها و کامیون‌ها.

صنعت تفریحی: کنترل تجهیزات در شهربازی‌ها، پارک‌های آبی و سایر مکان‌های تفریحی.

مزایای استفاده از برنامه نردبانی:

سادگی: یادگیری و استفاده از آن آسان است، حتی برای افرادی که تجربه برنامه‌نویسی کمی دارند.

خوانایی: نمودارهای نردبانی منطق برنامه را به روشی واضح و مختصر نشان می‌دهند که درک و عیب‌یابی آن آسان است.

قابلیت نگهداری: برنامه‌های نردبانی به دلیل ساختار بصری آنها به راحتی قابل نگهداری و اصلاح هستند.

استانداردسازی: IEC 61131-3 یک استاندارد بین‌المللی برای برنامه‌نویسی نردبانی PLC است که سازگاری را بین محصولات مختلف PLC تضمین می‌کند.

در مجموع، برنامه نردبانی یک ابزار قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای برنامه‌نویسی PLCها است.