پی ال سی چیست؟

اگر علاقه مند به یادگیری در مورد PLC هستید تا انتهای این مقاله همراه ما باشید. پس از خواندن این سری قسمتی، باید بتوانید اجزای اصلی یک سیستم PLC را شناسایی کنید و درک اساسی از هدف و عملکرد PLC ها (و PAC ها) داشته باشید. هنگامی که این مجموعه را کامل کردید، باید آماده باشید تا در صورت تمایل به دنبال کردن آن برنامه نویسی PLC را شروع کنید.

کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) رایانه‌های صنعتی کوچکی با اجزای ماژولار  هستند که برای خودکارسازی فرآیندهای کنترل سفارشی طراحی شده‌اند.پی ال سی ها اغلب در کارخانه های صنعتی برای کنترل موتورها، پمپ ها، چراغ ها، فن ها، قطع کننده‌های مدار و سایر ماشین آلات استفاده می شوند. برای درک بهتر هدف PLC ها، بیایید نگاهی به تاریخچه PLCها داشته باشیم.

تاریخچه پی ال سی

اتوماسیون صنعتی خیلی قبل از PLCها شروع شد. در اوایل تا اواسط دهه 1900، اتوماسیون معمولاً با استفاده از مدارهای رله الکترومکانیکی پیچیده انجام می شد. با این حال، مقدار رله، سیم و فضای مورد نیاز برای ایجاد یک اتوماسیون ساده نیز مشکل ساز بود. هزاران رله ممکن است برای خودکارسازی یک فرآیند ساده کارخانه ای لازم باشد! و اگر چیزی در مدار منطقی نیاز به تغییر داشت مشکلات زیادی به وجود می آمد.

در سال 1968 اولین کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی برای جایگزینی مدار رله پیچیده در کارخانه های صنعتی به وجود آمد. پی ال سی به گونه ای طراحی شده است که به راحتی توسط مهندسان و تکنسین های کارخانه که از قبل با منطق رله و شماتیک های کنترل آشنا بودند، قابل برنامه ریزی باشد. از ابتدا PLC ها با استفاده از منطق نردبانی که برای تقلید از شماتیک مدارهای کنترلی طراحی شده بود قابل برنامه ریزی بوده اند. نمودارهای نردبانی شبیه مدارهای کنترلی هستند که در آن نیرو از چپ به راست از طریق کنتاکت های بسته برای انرژی دادن به سیم پیچ رله جریان دارد.
منطق نردبان شبیه شماتیک های مدار کنترل ساده است که در آن منابع ورودی مانند سوئیچ ها، دکمه های فشاری، حسگرهای مجاورت و غیره در سمت چپ و منابع خروجی در سمت راست نشان داده شده اند. توانایی برنامه‌ریزی فرآیندهای خودکار پیچیده با یک رابط بصری مانند منطق نردبان، انتقال از منطق رله به PLC را برای بسیاری در صنعت بسیار ساده‌تر کرد.

اگرچه اولین PLC ها از نظر حافظه و قابلیت های سرعت بسیار محدود بودند، اما در طول سال ها به سرعت پیشرفت کردند. وجود PLC ها به ساده سازی طراحی و اجرای اتوماسیون صنعتی کمک کرد.

PLC ها چگونه کار می کنند؟

PLC ها را می توان به عنوان کامپیوترهای صنعتی کوچک با اجزای ماژولار که برای خودکارسازی فرآیندهای کنترل طراحی شده اند توصیف کرد. پی‌ال‌سی‌ها کنترل کننده تقریباً تمام اتوماسیون های صنعتی مدرن هستند. اجزای زیادی برای PLC وجود دارد، اما اکثر آنها را می توان در سه دسته زیر قرار داد:

• پردازنده (CPU)
• ورودی ها
• خروجی ها

PLC ها کامپیوترهای پیچیده و قدرتمندی هستند. اما، ما می توانیم عملکرد یک PLC را به زبان ساده توصیف کنیم. پی ال سی  ورودی ها را می گیرد، منطق را روی ورودی های CPU انجام می دهد و سپس بر اساس آن منطق، خروجی ها را روشن یا خاموش می کند. بعداً به جزئیات بیشتری خواهیم پرداخت، اما در حال حاضر، به این شکل فکر کنید:

• CPU وضعیت ورودی ها را کنترل می کند (مثلاً سوئیچ روشن، سنسور مجاورت خاموش، شیر 40٪ باز و غیره)
• CPU اطلاعاتی را که از ورودی ها به دست می آورد می گیرد، منطق را روی ورودی ها انجام می دهد
• CPU منطق خروجی ها (مثلاً خاموش کردن موتور، باز کردن شیر و غیره) را اجرا می کند.

نمودار جریان عملکرد PLC

بیایید از یک مثال آشنا برای توضیح نحوه عملکرد PLC ها استفاده کنیم. ماشین ظرفشویی شما بسیاری از ماشین های ظرفشویی دارای ریزپردازنده هایی هستند که عملکرد مشابهی با PLC ها دارند. ماشین ظرفشویی دارای ورودی، خروجی و البته CPU است. برخی از ورودی های کنترل کننده ماشین ظرفشویی دکمه های جلو، سنسورهای آب و سوئیچ درب هستند. برخی از خروجی های ماشین ظرفشویی دریچه های آب، عناصر حرارتی و پمپ ها خواهند بود. حالا بیایید به نحوه استفاده ماشین ظرفشویی از این اجزای مختلف فکر کنیم.

توجه: به یاد داشته باشید، CPU پردازنده ای در ماشین ظرفشویی است که برای گرفتن تمام تصمیماتی که در زیر خواهیم دید برنامه ریزی شده است. این دقیقاً مانند یک پردازنده PLC (CPU) است که بر اساس وضعیت ورودی تصمیمات منطقی می گیرد.

1. کاربر دکمه حالت چرخه را فشار می دهد (ورودی شناسایی شد)

1. کاربر دکمه شروع را فشار می دهد (ورودی شناسایی شد)

1. CPU تأیید می کند که درب بسته است (ورودی شناسایی شده است)

1. دریچه پر باز می شود و ماشین ظرفشویی شروع به پر شدن با آب می کند (خروجی فعال می شود)

1. CPU منتظر می ماند l سطح آب مناسب رسیده است (ورودی شناسایی شد)

1. دریچه پر بسته می شود و جریان آب متوقف می شود (خروجی فعال/غیرفعال می شود)

1. المنت گرمایش روشن است (خروجی فعال است)

1. CPU منتظر می ماند تا دمای آب به حد مناسب برسد (ورودی شناسایی شد)

1. مخزن صابون باز می شود (خروجی فعال می شود)

1. پمپ آب روشن می شود تا آب را وارد کند (خروجی فعال می شود)

1. CPU بسته به نوع چرخه، زمان بندی را شروع می کند (تایمر منطقی فعال است)

1. پمپ آب خاموش می شود (خروجی غیرفعال می شود)

1. المنت گرمایش خاموش است (خروجی غیرفعال است)

1. دریچه تخلیه باز می شود و ماشین ظرفشویی شروع به تخلیه آب کثیف می کند (خروجی فعال می شود)

1. CPU منتظر می ماند تا سطح آب را به اندازه کافی پایین تشخیص دهد (ورودی فعال/غیرفعال شده است)

1. دریچه تخلیه بسته می شود (خروجی فعال/غیرفعال می شود)

1. دریچه پر کردن دوباره برای شستشوی ظروف باز می شود (خروجی فعال می شود)

1. پمپ آب روشن می شود تا آب را وارد سمپاش ها کند (خروجی فعال می شود)

1. CPU شروع به زمان بندی می کند (تایمر منطقی فعال است)

1. پمپ آب خاموش می شود (خروجی غیرفعال می شود)

1. دریچه تخلیه باز می شود و ماشین ظرفشویی شروع به تخلیه آب شستشو می کند (خروجی فعال می شود)

1. CPU منتظر می ماند تا سطح آب را به اندازه کافی پایین تشخیص دهد (ورودی فعال/غیرفعال شده است)

1. دریچه تخلیه بسته می شود (خروجی فعال/غیرفعال می شود)

1. المنت گرم کننده روشن می شود تا هوای داخل ماشین ظرفشویی گرم شود و ظروف خشک شود (خروجی فعال می شود)

1. CPU منتظر می ماند تا دمای داخلی به حد مناسب برسد (ورودی فعال شود)

1. CPU شروع به زمان بندی می کند (تایمر منطقی فعال است)

1. المنت گرمایش خاموش است (خروجی فعال/غیرفعال شده است)

1. ورودی/خروجی گسسته و آنالوگ

ورودی ها و خروجی ها اغلب با عبارت "I/O" به اختصار خوانده می شوند. در مثال ماشین ظرفشویی بالا، ما هر ورودی و خروجی را به عنوان یک سیگنال مجزا یا دیجیتال در نظر گرفتیم. سیگنال های گسسته سیگنال هایی هستند که فقط می توانند روشن یا خاموش شوند. اینها ساده ترین و رایج ترین نوع ورودی/خروجی هستند. در مثال ما از هیچ ورودی/خروجی آنالوگ استفاده نکردیم. اگرچه ممکن است از ورودی/خروجی آنالوگ در سیستم کنترل ماشین ظرفشویی استفاده شود، اما من می خواستم این مثال را ساده نگه دارم. با سیگنال‌های آنالوگ، به‌جای تنها گزینه‌های روشن/خاموش یا باز/بسته، ممکن است 0 تا 100 درصد، 4 تا 20 میلی‌آمپر، 0 تا 100 درجه سانتی‌گراد، یا هر چیزی که به‌عنوان ورودی اندازه‌گیری می‌کنید یا به‌عنوان خروجی در نظر میگیرید، داشته باشید.

ممکن است نام کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) را شنیده باشید. این اصطلاح برای اولین بار توسط شرکت تحقیقات بازار ARC در سال 2001 ابداع شد تا PLC های اصلی را از کنترل کننده های جدیدتر، قوی تر و انعطاف پذیرتر که وارد بازار می شدند متمایز کند. در مورد تفاوت های تعریفی بین PAC و PLC اختلاف نظر وجود دارد و اغلب این اصطلاحات به جای یکدیگر در صنعت استفاده می شوند. این مقاله، در اینجا، از مهندسی کنترل ممکن است به شما در درک تفاوت‌های بین PLC و PAC کمک کند.PACها همیشه انتخاب بهتری هستند مگر اینکه سیستم بسیار ساده باشد و به حداقل رساندن هزینه پروژه حیاتی باشد. رابط کاربری مدرن، قدرت و حافظه اضافی اکثر PAC ها باعث می شود که به راحتی نسبت به اکثر PLCها برتری داشته باشند.

آلن برادلی، یکی از رهبران فعلی در اتوماسیون صنعتی، در واقع خطوط PLC خود مانند PLC-5 را حذف می کند و در عوض بر خطوط PAC خود مانند ControlLogix و CompactLogix تمرکز می کند. البته در میان تولید کنندگان پی ال سی نیز پی ال سی امرن را می توانیم جز برترین تجهیزات دنیای اتوماسیون بدانیم.

تعمیر پی ال سی

چنانچه دغدغه تعمیر پی ال سی را نیز دارید با مراجعه به لینک درج شده می توانید بهترین خدمات تعمیرات را دریافت نمایید.