تعریف پی ال سی (plc) و نحوه عملکرد آن چیست؟

تعریف پی ال سی (plc) و نحوه عملکرد آن چیست؟

اگر با برق صنعتی سر و کار داشته باشید، به احتمال زیاد نام plc را زیاد شنیده اید؛ اگر می خواهید بدانید که پی ال سی چیست و با نحوه عملکرد آن آشنا شوید، با ما همراه باشید تا تعریفی دقیق از plc یا Programmable Logic Controller که استفاده بسیاری در اتوماسیون صنعتی، کنترل سنسور‌ها، تایمر‌ها و شمارنده ها، رله‌های منطقی الکترومغناطیسی و سایر موارد مرتبط دارند، به شما ارائه دهیم.

plc چیست؟

یک کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر یا PLC، یک کامپیوتر مقاوم است که برای اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شود. این کنترلرها می توانند یک فرآیند خاص، عملکرد ماشین یا حتی کل خط تولید را خودکار کنند و به همین دلیل است که امروزه تقاضا برای یادگیری plc به مراتب افزایش یافته است.

سیستم های کنترل سنتی، پیش از پی ال سی

پی ال سی ها برای اولین بار در اواخر دهه 1960 در صنعت خودرو در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفتند و برای جایگزینی سیستم های منطقی بر پایه رله طراحی و توسعه داده شدند.

پیش از شروع به استفاده از plcها ، در تولید بیشتر از رله ها، تایمرها، ترتیب دهنده ها و کنترل کننده های حلقه بسته برای منطقی سازی فرایندها استفاده می شد، که به دلیل وجود نقایص مختلف جای خود را به plc ها دارند.

شمارنده اتوماتیک plc
تصویری از شمارنده پی ال سی

تاریخچه ورود PLC به صنعت

اولین PLC در سال 1968 طراحی شده و مورد استفاده قرار گرفت.

در آن مقطع، شرکت جنرال موتورز مشخصاتی را برای یک کنترل کننده ماشین استاندارد تعریف کرد و سپس کالای تولید شده را قیمت گذاری و در بین فروشندگان توزیع کرد.

برخی از ویژگی های یک کنترلر استاندارد شامل موارد زیر هستند:

  • باید به صورت ماژولار و قابل توسعه طراحی شده باشد.
  • جنرال موتورز معتقد بود یک پی ال سی استاندارد باید شامل 16 واحد باشد که می توان آن را تا 256 افزایش داد.
  • 16 خروجی داشته باشد که تا 128 قابل افزایش باشد.
  • باید دارای قابلیت برنامه ریزی ساده و همچنین برنامه ریزی مجدد باشد
  • در هنگام قطع برق نباید برنامه های ذخیره شده را از دست بدهد
  • باید حداقل 1 کیلوبایت حافظه داشته باشد که امکان افزایش تا 4 کیلوبایت را دارد.

به این ترتیب، شرکت جنرال موتورز اولین کنترل کننده برنامه پذیر منطقی یا پی ال سی واقعی را طراحی و استفاده کرد که تا 60 کاهش زمان خرابی در خط تولید را به همراه داشت.

تابلو برق plc در یک محیط صنعتی
در صنایع مختلف از تابلو برق پی ال سی برای اتوماسیون استفاده می شود.

پی ال سی چه طور کار می کند؟

PLC اطلاعات را از حسگرها یا دستگاه‌های ورودی متصل به خود به صورت باینری دریافت می‌کند، داده‌ها را پردازش کرده و خروجی‌ مورد نیاز را بر اساس پارامترهای از پیش برنامه ریزی شده، طراحی و راه‌اندازی ‌می‌کند.

بسته به ورودی‌ها و خروجی‌ها، این دستگاه می‌تواند بر داده‌هایی مانند بهره‌وری یا دمای کارکرد دستگاه نظارت کرده و آن‌ها ضبط کند، فرآیندها را به طور خودکار شروع و متوقف کند و در صورت خرابی دستگاه آلارم ایجاد کند. کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی، راه‌حل کنترلی انعطاف‌پذیر و قوی هستند که تقریباً با هر برنامه‌ای سازگار است.

ماژول‌های ورودی و خروجی، PLC را به بقیه دستگاه متصل می‌کنند. این ماژول‌ها، اطلاعات را به CPU ارائه کرده و نتایج برنامه‌ریزی شده را ایجاد می‌کنند. دستگاه‌های ورودی به PLC ممکن است شامل حسگرها، سوئیچ‌ها و مترها باشند و خروجی‌ها شامل رله‌ها، چراغ‌ها، سوپاپ‌ها، درایوها و دستگاه‌هایی از این قبیل است.

علاوه بر ماژول‌های ورودی و خروجی، PLC می‌تواند به انواع دیگر سیستم‌ها نیز اتصال داشته باشد. PLCها طیف وسیعی از پورت‌ها و پروتکل‌های ارتباطی را ارائه می‌دهند تا در مواقع نیاز، دستگاه بدون مشکل به سایر سیستم‌ها متصل شود.

طراحی پی ال سی‌ها به نحوی است که این دستگاه‌ها عملکرد خود را در محیط و شرایط خشن صنعتی نیز حفظ کنند و مقاومت مناسبی در برابر گرکا، سرما و رطوبت دارند.

پی ال سی‌ها را توسط کامپیوتر برنامه نویسی می‌کنند. به این صورت که یک کامپیوتر توسط کابل به PLC متصل می‌شود، دستورات جدید دستگاه توسط اپراتور نوشته شده و توسط کابل به میکروپروسسور موجود در PLC منتقل می‌شوند.

اهمیت پی ال سی در اتوماسیون صنعتی

با حضور PLC، فعالیت‌های واحدهای صنعتی با سرعت و دقت بالاتری انجام می‌شود. همچنین به دلیل وجود پروتکل‌های ایمنی پیش‌بینی شده در دستگاه‌ها، استفاده از PLC کاملا امن است. از دیگر اهمیت‌های استفاده از پی ال سی‌ها در اتوماسیون صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • کنترل بهتر، دقیق‌تر و سریع فرآیندهای تولید
  • توانایی خواندن انواع ورودی‌های دیجیتال، آنالوگ و فرکانس بالا
  • انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی نظیر مانیتورهای صنعتی، موتور، شیربرقی و غیره
  • ابعاد کوچک و اشغال فضای کم
  • انعطاف پذیری زیاد و قابلیت برنامه ریزی
  • امکان شبکه سازی با پی ال سی‌ها و مدیریت همه آن‌ها توسط کامپیوتر مرکزی

مزایای  PLCنسبت به مدارهای کنترلی رله‌ای

  1. کم مصرف بودن
  2. وجود توابع عیب یاب داخلی سیستم
  3. تغییر نحوه کنترل اتوماسیون، بدون نیاز به تغییر سیم بندی و تنها با نوشتن چند خط
  4. کاهش نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و کاهش پیچیدگی و وزن تابلو
  5. عدم وجود استهلاک مکانیکی و عمر بیشتر و کاهش هزینه نگه داری دستگاه
  6. برخلاف مدارات رله کنتاکتوری، نویزهای الکترونیکی و صوتی ایجاد نمی‌کنند. از آنجایی که
  7. افزایش سرعت پاسخ دهی PLC تا مقیاس میکرو و میلی ثانیه
  8. هزینه کمتر در صورت تمایل به جایگزین کردن
استفاده از plc در اتوماسوین خط تولید
در خط تولید کارخانه ها از plc برای اتوماسیون استفاده می شود

کاربردهای پی ال سی در فعالیت‌های صنعتی

پی ال سی امروزه در صنایع مختلف نقش‌های بسیاری دارد و برای کنترل انواع فعالیت‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این موارد می‌توان به تست قطعات و تجهیزات در صنایع اتومبیل سازی، کنترل دمای کوره‌ها در صنایع سنگین، کنترل پمپ‌های آب و ایستگاه‌های تقویت فشار و تولید نیرو در صنایع تبدیل انرژی، کنترل تهویه در خدمات ساختمانی و تنظیم و کنترل فعالیت دستگاه‌های بسته بندی در صنایع مختلف اشاره کرد.

مثال‌های بسیاری برای کاربردهای پی ال سی در صنعت وجود دارد؛ اما به طور کلی، پی ال سی توانایی کنترل و مدیریت هر فعالیت صنعتی که توسط دستگاه انجام می‌شود و از حساسیت بالایی برخوردار است را دارد.

مفهوم ورودی و خروجی در تابلو برق PLC چیست؟

یکی از مهمترین ماژول‌های PLC ماژول ورودی و خروجی است. این ماژول به اختصار با I/Oنشان داده می‌شود. این ماژول‌ها وظیفه اتصال پردازنده را به ماشین‌آلات و دستگاه‌های دیگر را برعهده دارند. در هر PLC، تعدادی ماژول به ورودی‌ها و تعدادی ماژول به خروجی‌ها تخصیص داده می‌شوند. ماژول ورودی، سیگنال‌های ورودی مانند کلید‌های شستی، سوئیچ‌ها و سنسور‌های دما را شناسایی می‌کند.

ماژول خروجی وظیفه تغییر حالت خروجی سیستم را بر عهده دارد. رله‌ها، راه‌انداز‌های موتور و چراغ‌ها مثال‌هایی از انواع خروجی‌هایPLC هستند.

رنج اندازه پی ال سی‌های تولید شده، از PLC‌های کوچک با حدود ده‌ها  I/O، شروع می‌شود و تا PLC‌های ماجولار که هزاران I/O دارند، افزایش می‌یابد.

سخن پایانی؛ پی ال سی، آینده اتوماسیون در صنایع است.

امروزه با رشد جمعیت و تکنولوژی، نیاز به اتوماسیون در تمام حوزه‌های صنعتی احساس می‌شود و تابلو برق‌های پی ال سی‌ها، دستگاه‌های اتوماسیون نسل جدید هستند که بهترین پاسخ برای این نیاز در صنایع می‌باشند.
مزایای زیاد این نوع دستگاه‌ها نسبت به نسل‌های پیشین دستگاه‌های اتوماسیون، بیانگر این موضوع است که برق‌کاران صنعتی لازم است با PLC آشنایی داشته باشند و در ابتدای امر، بیاموزند پی ال سی چیست؟ و همچنین اصول کار با پی ال سی،  انواع ورودی و خروجی و تعریف و نحوه عملکرد این دستگاه را یاد بگیرند.

برچسب ها:
لینک کوتاه :
فرهاد	غلامی
فرهاد غلامی

0 نظرات
Inline Feedbacks
View all comments
پست های مشابه