PLC چیست؟
PLC مخفف Programmable Logic Controller است که به معنای کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی می‌باشد و به عنوان یک کامپیوتر صنعتی که جزو اصلی بخش اتوماسیون صنعتی می‌باشد شناخته می‌شود. با توجه به ساخت مستحکم، قابلیت‌های استثنایی مانند کنترلر‌های PID، کنترل متوالی، تایمر‌ها و شمارنده ها، سهولت برنامه نویسی، قابلیت کنترل قابل اعتماد و سهولت استفاده از سخت افزار، PLC چیزی بیش از یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی است. با توجه به استقبال گسترده صنعت از پی ال سی، دوره‌های آموزش plc در سراسر دنیا به یک دوره محبوب برای دانشجویان برق تبدیل شده است. همچنین تولید کنندگان نیز امروزه انواع مختلفی از PLC را تولید و روانه بازار کرده اند که در ادامه ما در مورد آن صحبت خواهیم کرد.
یک سیستم PLC چیست؟
PLC به جای پنل‌های کنترل سنتی که عملیاتشان وابسته به رله‌های منطقی الکترومغناطیسی بود و براساس تایمر‌های سیستم‌های کنترل صنعتی بودند ساخته شده اند. PLC قادر به نظارت مداوم ورودی‌ها از سنسور‌ها هستند و در مورد خروجی‌ها تصمیم می‌گیرند. هر سیستم PLC حداقل به سه ماژول زیر نیاز دارد:
• ماژول پردازنده
• ماژول منبع تغذیه
• یک یا چند ماژول ورودی/خروجی
PLC به جای پنل‌های کنترل سنتی که عملیاتشان وابسته به رله‌های منطقی الکترومغناطیسی بود و براساس تایمر‌های سیستم‌های کنترل صنعتی بودند ساخته شده اند. PLC قادر به نظارت مداوم ورودی‌ها از سنسور‌ها هستند و در مورد خروجی‌ها تصمیم می‌گیرند. هر سیستم PLC حداقل به سه ماژول زیر نیاز دارد:
• ماژول پردازنده
• ماژول منبع تغذیه
• یک یا چند ماژول ورودی/خروجی
ماژول پردازنده
ماژول پردازنده شامل یک واحد پردازنده مرکزی و حافظه هایش است. پردازنده مسئول انجام تمام محاسبات لازم و پردازش داده‌های ورودی و تولید خروجی‌های مناسب می‌باشد. حافظه شامل هر دو حافظه ROM و RAM است. حافظه ROM حاوی سیستم عامل، برنامه‌های درایور و برنامه‌های کاربردی است در حالی که حافظه RAM اطلاعات کاری وبرنامه‌های نوشته شده کاربر را ذخیره می‌کند؛ بنابراین این PLCها نیازی به استفاده از صفحه کلید یا مانیتور برای برنامه ریزی مجدد پردازنده ندارند. حافظه از باتری‌هایی که طول عمر بالایی دارند، ماژول‌های EEPROM و روش‌های حافظه فلش استفاده می‌کنند.
ماژول پردازنده شامل یک واحد پردازنده مرکزی و حافظه هایش است. پردازنده مسئول انجام تمام محاسبات لازم و پردازش داده‌های ورودی و تولید خروجی‌های مناسب می‌باشد. حافظه شامل هر دو حافظه ROM و RAM است. حافظه ROM حاوی سیستم عامل، برنامه‌های درایور و برنامه‌های کاربردی است در حالی که حافظه RAM اطلاعات کاری وبرنامه‌های نوشته شده کاربر را ذخیره می‌کند؛ بنابراین این PLCها نیازی به استفاده از صفحه کلید یا مانیتور برای برنامه ریزی مجدد پردازنده ندارند. حافظه از باتری‌هایی که طول عمر بالایی دارند، ماژول‌های EEPROM و روش‌های حافظه فلش استفاده می‌کنند.
باس یا راک
در برخی از PLCهای ماژولار در پنل پشتی مدار که تمام ماژول‌ها مانند پردازنده و دیگر ماژول‌های ورودی یا خروجی به اسلات‌ها نصب شده اند باس‌ها و راک‌هایی در نظر گرفته شده اند. این باس‌ها ارتباط بین پردازنده و ماژول‌های ورودی یا خروجی را برای ارسال و دریافت داده‌ها فراهم می‌آورد. این ارتباط با آدرس دهی ماژول‌های ورودی/ خروجی مطابق با قرارگیری ماژول پردازنده در باس ایجاد می‌شود. فرض کنید اگر ماژول ورودی در اسلات دوم قرار بگیرد پس آدرس باید I۲:۱.۰ باشد (اسلات دوم اولین کانال). برخی از باس‌ها قدرت مورد نیاز برای مدار ماژول ورودی/خروجی را فراهم می‌آورند، اما هیچ نیرویی برای سنسور‌ها و محرک‌های متصل به ماژول‌های ورودی/خروجی را فراهم نمی‌آورند.
در برخی از PLCهای ماژولار در پنل پشتی مدار که تمام ماژول‌ها مانند پردازنده و دیگر ماژول‌های ورودی یا خروجی به اسلات‌ها نصب شده اند باس‌ها و راک‌هایی در نظر گرفته شده اند. این باس‌ها ارتباط بین پردازنده و ماژول‌های ورودی یا خروجی را برای ارسال و دریافت داده‌ها فراهم می‌آورد. این ارتباط با آدرس دهی ماژول‌های ورودی/ خروجی مطابق با قرارگیری ماژول پردازنده در باس ایجاد می‌شود. فرض کنید اگر ماژول ورودی در اسلات دوم قرار بگیرد پس آدرس باید I۲:۱.۰ باشد (اسلات دوم اولین کانال). برخی از باس‌ها قدرت مورد نیاز برای مدار ماژول ورودی/خروجی را فراهم می‌آورند، اما هیچ نیرویی برای سنسور‌ها و محرک‌های متصل به ماژول‌های ورودی/خروجی را فراهم نمی‌آورند.
ماژول منبع تغذیه
این ماژول قدرت مورد نیاز کل سیستم را با تبدیل برق AC به برق DC که مورد نیاز پردازنده و ماژول‌های خروجی/ورودی است را فراهم می‌آورد. خروجی ۵ ولت DC به مدارات کامپیوتر، و برخی از PLCهای ۲۴DC در راک باس، چند سنسور و محرک‌ها هدایت می‌شود.
این ماژول قدرت مورد نیاز کل سیستم را با تبدیل برق AC به برق DC که مورد نیاز پردازنده و ماژول‌های خروجی/ورودی است را فراهم می‌آورد. خروجی ۵ ولت DC به مدارات کامپیوتر، و برخی از PLCهای ۲۴DC در راک باس، چند سنسور و محرک‌ها هدایت می‌شود.
ماژول‌های ورودی/خروجی
ماژول‌های ورودی/خروجی PLC امکان اتصال سنسور‌ها و محرک‌ها به سیستم را فراهم می‌آورد تا به صورت بلادرنگ متغیر‌هایی مانند دما، فشار، جریان و … نظارت شوند. این ماژول‌های ورودی / خروجی دارای نوع، دامنه و قابلیت‌های متفاوتی هستند و برخی از این موارد عبارتند از:
ماژول‌های ورودی/خروجی PLC امکان اتصال سنسور‌ها و محرک‌ها به سیستم را فراهم می‌آورد تا به صورت بلادرنگ متغیر‌هایی مانند دما، فشار، جریان و … نظارت شوند. این ماژول‌های ورودی / خروجی دارای نوع، دامنه و قابلیت‌های متفاوتی هستند و برخی از این موارد عبارتند از:
ماژول ورودی/خروجی دیجیتال: برای اتصال سنسور‌ها و محرک‌هایی که به طور داتی دیجیتال هستند استفاده می‌شود، برای مثال فقط برای سوئیچ ON و OFF. این ماژول‌ها در هر دو ولتاژ AC و DC در دسترس هستند و دارای تعداد ورودی‌ها و خروجی‌های دیجیتال متغیری هستند.
ماژول ورودی/خروجی آنالوگ: برای اتصال سنسور‌ها و محرک‌هایی که سیگنال‌های الکتریکی آنالوگ را فراهم می‌کنند استفاده می‌شود. در داخل این ماژول، مبدل آنالوگ به دیجیتال برای تبدیل سیگنال‌های آنالوگ به اطلاعات قابل درک برای پردازنده استفاده می‌شود (به عنوان مثال داده‌های دیجیتال). این تعداد ماژول از کانال‌های در دسترس می‌تواند وابسته به برنامه کاربردی باشد.
ماژول‌های اینترفیش ارتباطی: ماژول‌های ورودی/خروجی هوشمندی وجود دارند که اطلاعات را میان پردازنده و شبکه ارتباطی مبادله می‌کنند، این‌ها برای برقراری ارتباط با دیگر PLCها و کامپیوتر‌هایی که در فاصله دور قرار گرفته اند استفاده می‌شود.
انواع PLCها
کنترلر‌های مطقی قابل برنامه ریزی (PLC ها) به عنوان واحد‌های ماژولار یا تکی ادغام شده اند.
یک PLC فشرده یا مجتمع توسط چند ماژول در یک کیس منفرد ساخته می‌شود؛ بنابراین قابلیت‌های ورودی/خروجی توسط سازنده تعیین می‌شود، اما توسط کاربر تعیین نمی‌شود. بعضی از PLCهای مجتمع اجازه اتصال ورودی/خروجی‌های اضافه را می‌دهند تا آن‌ها حدودی مدولار باشند.
کنترلر‌های مطقی قابل برنامه ریزی (PLC ها) به عنوان واحد‌های ماژولار یا تکی ادغام شده اند.
یک PLC فشرده یا مجتمع توسط چند ماژول در یک کیس منفرد ساخته می‌شود؛ بنابراین قابلیت‌های ورودی/خروجی توسط سازنده تعیین می‌شود، اما توسط کاربر تعیین نمی‌شود. بعضی از PLCهای مجتمع اجازه اتصال ورودی/خروجی‌های اضافه را می‌دهند تا آن‌ها حدودی مدولار باشند.
یک PLC ماژولار از کامپوننت‌های مختلفی ساخته شده است که به یک راک یا باس معمولی با قابلیت‌های خروجی/ورودی قابل گسترش وصل می‌شوند. این نوع PLC شامل ماژول منبع تغذیه، ماژول پردازنده و سایر ماژول‌های ورودی/خروجی می‌شود که با هم در یک ردیف متصل می‌شوند. این PLCهای ماژولار در اندازه‌های مختلف با منابع تغذیه متغیر، قابلیت محاسبه، اتصالات ورودی/خروجی در دسترس هستند.
PLCهای ماژولار براساس اندازه حافظه و تعداد ورودی/خروجی‌ها به چند دسته PLCهای بزرگ، متوسط و کوچک تقسیم می‌شود.
PLC کوچک یک PLC با اندازه کوچک است که به صورت جمع و جور و فشرده و مستحکم طراحی شده است و یا در کنار تجهیزات کنترلی قرار می‌گیرد. این نوع PLC برای جایگزینی منطق‌های رله سخت افزاری، شمارنده، تایمر و … استفاده می‌شود. گسترش ماژول ورودی/خروجی این PLC به یک یا دو ماژول محدود شده است و از لیست دستورالعمل‌های logic یا زبان رله به عنوان زبان برنامه نویسی استفاده می‌کند.
PLC با اندازه متوسط که به طور عمده در صنعت‌هایی استفاده می‌شود که امکان اتصال ماژول‌های زیاد را در پنل پشت سیستم فراهم می‌آورد. صد‌ها نقطه ورودی/خروجی با اضافه کردن کارت‌های ورودی/خروجی فراهم می‌آید و علاوه بر این تسهیلات ماژول‌های ارتباطی توسط این PLC ارائه می‌شود.
PLCهای بزرگ به طور عمده در جا‌هایی که عملیات کنترل پیچیده مورد نیاز است استفاده می‌شود. این plcها نسبت به PLCهای متوسط دارای عملکرد بالاتری هستند (از نظر حافظه، زبان‌های برنامه نویسی، ورودی/خروجی و ماژول‌های ارتباطی و غیره). اغلب این PLCها در سیستم‌های کنترل کنترل نظارت و کسب اطلاعات، کارخانه‌های بزرگ، سیستم‌های توزیع شده و … استفاده می‌شود.
برخی از تولید کنندگان PLC در زیر آمده است:
Allen Bradley PLCs (AB)
ABB PLCs (Asea Brown Boveri)
Siemens PLCs
Omron PLCs
Mitsubishi PLCs
Hitachi PLCs
Delta PLCs
General Electric (GE) PLCs
Honeywell PLCs
Modicon PLCs
Schneider Electric PLCs
ABB PLCs (Asea Brown Boveri)
Siemens PLCs
Omron PLCs
Mitsubishi PLCs
Hitachi PLCs
Delta PLCs
General Electric (GE) PLCs
Honeywell PLCs
Modicon PLCs
Schneider Electric PLCs
Love it! Thanks a lot!