به کاربردن کامپیوترها و سیستم‌های هوشمند در زمینه‌های مختلف، موجب بهبود کیفیت و رونق کسب‌وکار شده‌است، اما میزان عملکرد این سیستم‌ها محدود است و این امر مانع از پیشرفت در بسیاری از زمینه‌ها می‌شود.
به همین دلیل در سال‌های اخیر برای گسترش کارایی سیستم‌ها از پی ال سی نیز استفاده می‌شود. پی ال سی همان مدل برنامه‌پذیر در سیستم است که فرآیند‌های پیشرفته و مهمی را انجام می‌دهد.
در این مقاله درابتدا به این موضوع که پی ال سی چیست و چه کاربردهایی دارد پرداخته‌ایم، سپس اطلاعاتی درباره کاربرد‌های PLC در اتوماسیون صنعتی و کنترل و همچنین در مورد مزایای استفاده از پی ال سی‌ها و سخت افزار آن‌ها توضیحات بیشتری به اشتراک گذاشته‌ایم.
تعریف پی ال سی
پی ال سی (PLC) مخفف عبارتProgrammable logic controller است که به معنای کنترلر قابل برنامه‌ریزی است.
در واقع پی ال سی کنترل‌کننده نرم‌افزاری است که وظیفه آن دریافت ورودی‌ها و پردازش آن‌ها توسط برنامه ذخیره شده در حافظه است. این نرم‌افزار نتیجه فرآیند دریافت ورودی‌ها و پردازش آن‌ها را از قسمت خروجی به فرم دستورات و فرمان‌هایی به گیرنده و اجرا کننده دستورات ارسال می‌کند.
به عبارتی برای پاسخ به اینکه پی ال سی چیست، باید اشاره کرد که پی ال سی کنترل کننده‌ای است که از طریق نرم‌افزار برنامه‌ریزی شده و بر اساس برنامه‌ای که برای آن نوشته و در حافظه آن ذخیره می‌شود، با عناصر سخت‌افزاری گوناگونی همچون تابلو برق ارتباط برقرار می‌کند.
در این نوع ارتباط می‌توان از طریق کارت‌های ورودی دستورات را به وسیله شستی‌ها به کنترل کننده (پی ال سی) ارسال کرد تا بتوان بر اساس برنامه موجود در حافظه این کنترلر، به ترمینال‌های خروجی آن در زمان مناسب دستورات درست و صحیحی ارسال کرد.
بلوک دیاگرام پی ال سی زیمنس و مشخصه‌های آن
یکی‌دیگر از نکات مهم در مورد موضوع ساختار و پرسش پی ال سی چیست این است که PLC دارای ساختمانی شبیه به کامپیوتر با قابلیت ذخیره‌سازی است.
در حقیقت پی ال سی در اغلب موارد به عنوان بخش پردازش کنترل کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. ورودی‌های موجود در پی ال سی اطلاعات لازم را به کنترل کننده پی ال سی منتقل کرده و این کنترلر بر اساس نیاز سیستم مدیریت خود و بر مبنای برنامه نوشته شده در حافظه خود خروجی‌ها را کنترل می‌کند.
این پروسه روند عملکرد تمام پی‌ال‌سی‌ها از جمله پی ال سی زیمنس است. زیمنس از معروفترین برندهای تولیدکننده پی ال سی در دنیاست.
مشخصه‌های اصلی پی ال سی چیست؟
در واقع پی ال سی‌ها در ساختمان خود دارای یک منبع تغذیه، قسمت دریافت سیگنال‌های ورودی، بخش پردازش مرکزی با ریز پردازنده‌ها، حافظه ذخیره‌سازی برنامه داده شده، بخش ارسال سیگنال خروجی و... است.
چگونگی و نحوه کنترل کردن پی ال سی به صورت برنامه در حافظه پیش فرض آن تعریف می‌شود. در شکل زیر مشخصه‌ها و واحد‌های اصلی یک پی ال سی قابل مشاهده است.
اصول و نحوه کارکرد واحد‌های اصلی پی ال سی چیست؟
در ادامه توضیح اینکه پی ال سی چیست، ب معرفی بخش‌های اصلی این کنترلر می‌پردازیم. در حالت کلی پی ال سی از 3 واحد اصلی زیر تشکیل می‌شود:
- قسمت ورودی
- CPU (حافظه ذخیره‌ازی برنامه)
- قسمت خروجی
نحوه عملکرد قسمت ورودی پی ال سی
نقش ورودی‌ها در پی ال سی انتقال اطلاعات لازم به بخش مرکزی پی ال سی است که این ورودی‌ها ممکن است سنسور، لمینت سوئیچ یا کلید باشند.
ورودی‌های پی ال سی به دو قسمت آنالوگ (سیگنال پیوسته) و دیجیتال تقسیم‌بندی می‌شود. در بخش ورودی قابلیت‌های خواندن و پردازش متغیر‌ها از جمله مقادیر لیمیت سوییچ ها، متغیر‌های آنالوگ، وجود موقیت‌ها در سیستم‌های موقعیت یاب وجود دارد.
نحوه عملکرد قسمت خروجی پی ال سی
در قسمت خروجی پی ال سی می‌توان ابزار‌های مختلف صنعتی همچون موتور، والو، شیر‌های هیدرولیکی و نمایشگر‌ها را به آن وصل کرد. قسمت خروجی نیر شامل دو بخش آنالوگ و دیجیتال است.
نحوه عملکرد CPU در پی ال سی
سی پی یو به نوعی مغز پی ال سی است که تمامی روند‌های کنترلی را مدیریت می‌کند.
کلیه اطلاعات جمع آوری شده از بخش ورودی در قسمت CPU بر اساس برنامه کنترلی نوشته شده به صورت کامل پردازش می‌شود و سپس خروجی‌ها تحت کنترل این بخش قرار می گیرند تا دستورات درست و صحیحی از بخش خروجی ارسال شود.
بخش CPU حاوی اجزایی مانند حافظه و میکرو پروسسور است.
واحد‌های تشکیل‌دهنده پی ال سی
اکنون به شکل کامل با اینکه پی ال سی چیست آشنا شده‌ایم، در ادامه به مزایای استفاده از این کنترل‌کننده‌ها می‌پردازیم.
مزایای استفاده از پی ال سی چیست؟
- به کار بردن پی ال سی باعث کاهش میزان حجم تابلوی فرمان می‌شود.
- کاهش سقف هزینه و صرفه‌جویی در آن
- برخورداری از طول عمر بالا
- مصرف پایین انرژی
- پی ال سی‌ها بر خلاف مدارهای رله کنتاکتوری هیچ‌گونه نویز الکترونیکی و صوتی را ایجاد نمی‌کنند.
- ساخت مدارهای کنترل و اجرای آن‌ها با استفاده از پی ال سی بسیار سریع و آسان است.
- بالا بودن ضریب امنیت برنامه PLC به دلیل قابلیت رمز دادن به آن
- قابلیت شبیه‌سازی عملیات قبل از اجرای آن
- امکان ایجاد تغییرات در مدارهای فرمان کنترل شده توسط پی ال سی
- عیب یابی سریع و آسان توسط پی ال سی در مدارات فرمان کنترل شده
- اشغال فضای کم
- صرفه‌جویی در هزینه‌های مربوط به سیستم‌بندی مدارات
- به کار بردن سیستم‌های HMI مانیتورینگ
افزون بر این موارد، برنامه‌پذیری یکی از بزرگترین ویژگی‌ها و مزایای پی ال سی‌ها است. در سیستم مربوط به سخت‌افزار ال پی سی سیم بندی حذف شده است به همین دلیل سیستم کنترل آن قابل انعطاف است.
نقش و ویژگی‌های پی ال سی در اتوماسیون صنعتی
پی ال سی‌‌های موجود در اتوماسیون صنعت در انواع فشرده، ماژولار و شبکه‌ای و همچنین به صورت PC صنعتی مشاهده می‌شوند.
استفاده از تمامی این پی ال سی‌ها در صنعت مزایای خاص خود را به دنبال دارد که برخی از مهم‌ترین این مزایا عبارتند از:
- مدیریت و کنترل بهتر و دقیق تر فرآیند‌های تولید
- افزایش دقت و سرعت عمل
- قابلیت خواندن انواع ورودی‌های آنالوگ، دیجیتال و فرکانس بالا
- توانایی انتقال دستورات به سیستم‌ها و قطعات خروجی مانند انواع مانیتور‌های صنعتی، موتور و...
- قابلیت اتصال به شبکه
- داشتن ابعاد بسیار کوچک
- شبکه کردن پی ال سی‌ها و قابلیت مدیریت آن‌ها با یک سیستم یا کامپیوتر مرکزی
کاربرد پی ال سی در صنایع مختلف
از همان ابتدای تولید پی ال سی‌ها، در بسیاری از اجزا صنعت و فرآیند‌های ساخت و تولید از آن‌ها استفاده شده است.
از مهم‌ترین این صنایع می‌توان به صنایع فلزی، کاغذی، چوبی، مواد غذایی و شیمیایی اشاره کرد.
کاربرد پی ال سی در صنعت خودروسازی:
- سوراخ‌کاری اتوماتیک
- متصل کردن قطعات به یکدیگر
- آزمون و بررسی قطعات و لوازم خودرو
- سیستم‌های رنگ پاش
- فرم دادن به بدنه خودرو به وسیله پرس‌های خودکار
صنعت پلاستیک‌سازی:
- ماشین‌های ذوب
- قالب‌گیری تزریقی
- دمش هوا
- سیستم‌های تولید و آنالیز پلاستیک
صنایع شیمیایی:
- سیستم‌های مخلوط کننده
- دستگاه‌های ترکیب مواد با ویژگی‌های متفاوت
صنایع سنگین:
- انواع کوره‌های صنعتی
- سیستم‌های کنترلر دمای اتوماتیک
- لوازم و تجهیزاتی که در ذوب فلزات به کار می‌روند.
صنایع مواد غذایی:
- سیستم‌های سانتریفیوژ
- سیستم‌های بسته‌بندی مواد غذایی
- سیستم‌های عصاره‌گیری
خدمات ساختمانی:
- آسانسور‌ها
- مدیریت و کنترل تهویه مطبوع
- سیستم‌های روشنایی اتوماتیک
سیستم‌های حمل و نقل:
- جرثقیل‌ها
- ابزارآلات و تجهیزات مربوط به حمل و نقل
- سیستم‌های نوار نقاله
نمایندگی هیراد کنترل
با توجه به این که نمونه‌های فیک و غیر واقعی پی ال سی در بازار بسیار زیاد است، برای خریدی مطمئن لازم است تا به نمایندگی‌های مجاز مراجعه کنید.
یکی از معتبر‌ترین نمایندگی‌های عرضه پی ال سی و تجهیزات اتوماسیون صنعتی هیراد کنترل است. مشاوران مجموعه هیراد در طول روز کنترل آماده ارائه‌ی مشاوره به مشتریان و خریداران هستند.
