جت نیوز

PLC یا کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی یک دستگاه الکترونیکی است که برای کنترل و مدیریت فرآیندهای تجاری طراحی شده است. این سیستم به دلیل تطبیق پذیری، انعطاف پذیری بالا و توانایی پردازش داده ها و نظارت بر تجهیزات تجاری، جایگزین مدارهای کنترل الکترومکانیکی سنتی شده و به یکی از ابزارهای اصلی در اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است.

تاریخچه PLC

PLC ها در دهه 1960 اختراع شدند و نسل اول این دستگاه ها جایگزین رله های مکانیکی *modicon* شدند و پیچیدگی سیستم های کنترل صنعتی را کاهش دادند. این دستگاه ها صنعت را متحول کردند و امروزه در بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، پتروشیمی، بسته بندی و تولید مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. برای خرید پی ال ??سی به وب سایت رسمی دلتا پی ال ??سی در ایران مراجعه فرمایید.

اجزای اصلی PLC

PLC ها از قسمت های مختلفی تشکیل شده اند که هر کدام عملکرد خاصی را انجام می دهند:

1. واحد پردازش مرکزی (CPU): قلب یک PLC که کلیه عملیات پردازش و محاسبه را انجام می دهد. CPU برنامه های کاربر را اجرا می کند و ورودی و خروجی را کنترل می کند.

2. ماژول های ورودی/خروجی (ماژول های I/O): این ماژول ها وظیفه اتصال PLC به دنیای خارج را بر عهده دارند. ورودی ها داده ها را از حسگرها و سوئیچ ها دریافت می کنند و خروجی ها دستورات را به محرک ها و دستگاه ها ارسال می کنند.

3. حافظه: حافظه برای ذخیره برنامه های کاربر و داده های پردازش شده استفاده می شود. انواع حافظه شامل رم (برای ذخیره موقت داده ها) و رام (برای ذخیره برنامه ها و تنظیمات دائمی).

4. منبع تغذیه: برق مورد نیاز PLC و ماژول های آن را تامین می کند.

5. رابط برنامه نویسی: کاربران از این رابط برای نوشتن و بارگذاری برنامه های کنترلی روی PLC استفاده می کنند.
https://ensafnews.com/562480/%d9%be%db%8c-%d8%a7%d9%84-%d8%b3%db%8c-plc-%da%86%db%8c%d8%b3%d8%aa%d8%9f/
مزایای استفاده از plc

PLC ها در مقایسه با سیستم های سنتی مزایای زیادی دارند:

1. انعطاف پذیری بالا: تغییرات در فرآیند کنترل را می توان با تغییر برنامه بدون نیاز به تغییر سخت افزار ایجاد کرد.

2. کاهش هزینه: استفاده از PLC هزینه نگهداری و تعمیرات سیستم را کاهش می دهد.

3. قابلیت اطمینان بالا: PLC ها به دلیل طراحی صنعتی و مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی بسیار قابل اعتماد هستند.

4. قابلیت اتصال به شبکه ها: بسیاری از PLC ها را می توان به شبکه های صنعتی متصل کرد و در سیستم های بزرگتری مانند SCADA و DCS ادغام کرد.

5. اندازه کوچک: در مقایسه با مدارهای رله، PLC ها فضای کمتری را اشغال می کنند.

زبان های برنامه نویسی PLC

PLC ها معمولا از زبان های برنامه نویسی استاندارد IEC 61131-3 استفاده می کنند. این زبان ها عبارتند از:

1. منطق نردبان (LAD): محبوب ترین زبان برنامه نویسی PLC، بسیار شبیه به مدارهای رله و درک آن برای مهندسان برق بسیار آسان است.

2. نمودار بلوک تابع (fbd): یک زبان گرافیکی برای طراحی بلوک های تابعی که در سیستم های پیچیده استفاده می شود.

3. متن ساخت یافته (st): زبانی شبیه به زبان های برنامه نویسی سطح بالا مانند c و پاسکال که برای نوشتن الگوریتم های پیچیده استفاده می شود.

4. Instruction List (il): یک زبان سطح پایین مناسب برای برنامه نویسی ساده.

5. نمودار تابع متوالی (sfc): زبانی برای طراحی گام به گام و فرآیندهای متوالی.

Applications plc

PLC ها در بسیاری از صنایع استفاده می شوند:

1. صنعت خودرو: کنترل خط مونتاژ، ربات ها معمولا از Fatak PLC استفاده می کنند.

2. صنایع غذایی و آشامیدنی: مدیریت فرآیندهای بسته بندی، بطری و کنترل دما.

3. صنعت نفت و گاز: کنترل فرآیندهای پالایشگاهی و خطوط لوله.

4. صنعت برق و نیروگاه ها: مدیریت سیستم های تولید و توزیع برق.

5. سیستم حمل و نقل: کنترل چراغ های راهنمایی، درب های اتوماتیک و نوار نقاله.

plc چگونه کار می کند

عملکرد یک کنترلر PLC معمولاً از سه مرحله اصلی تشکیل شده است:

1. خواندن ورودی (input check): در این مرحله PLC وضعیت سنسورها، سوئیچ ها و ورودی ها را بررسی می کند.

2. اجرای برنامه: PLC برنامه کاربر را اجرا می کند و بر اساس آن تصمیم می گیرد.

3. به روز رسانی خروجی (خروجی اسکن): در نهایت PLC دستور لازم را به دستگاه خروجی ارسال می کند. این فرآیند به طور مداوم و با سرعت بالا تکرار می شود.

تفاوت بین PLC و CPU

PLC و CPU دو مفهوم مجزا با کاربردهای متفاوت هستند. در اینجا تفاوت های اصلی بین آنها وجود دارد:

1. تعریف و کاربردها

plc:

این یک سیستم کنترل صنعتی است که برای اتوماسیون فرآیندها در صنایع استفاده می شود.

- شامل مجموعه ای از قطعات مانند ورودی، خروجی، واحد ارتباطی و پردازنده (cpu) می باشد.

- کاربرد اصلی آن کنترل ماشین آلات، خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی است.

IPU:

- واحد مرکزی است که به عنوان مغز هر سیستم کامپیوتری یا کنترل کننده عمل می کند.

- مسئول اجرای فرمان و پردازش داده ها.

بخشی از یک PLC یا سایر دستگاه های دیجیتال مانند رایانه ها و تلفن های هوشمند است.

2. ساختار و اجزاء

I-PLC:

- شامل ماژول CPU، ماژول های ورودی/خروجی (i/o)، حافظه، منبع تغذیه و رابط ارتباطی.

این یک دستگاه کامل با قطعات سخت افزاری و نرم افزاری برای کنترل فرآیندهای خاص است.

CPU:

- فقط یک واحد پردازش داده ها را پردازش می کند.

- اجزایی مانند واحد دیجیتال و منطق (alu)، واحد کنترل (cu) و حافظه کش وجود دارد.

3. نوع کاربرد

PLC:

برای کنترل سیستم های فردی و فرآیندهای صنعتی در نظر گرفته شده است.

- معمولاً با سنسورها و محرک ها همراه است و در محیط های خشن (مانند دما یا رطوبت بالا) قابل استفاده است.

CPU:

برای پردازش اطلاعات و اجرای برنامه ها در سیستم های مختلف مانند رایانه ها، تلفن های هوشمند و دستگاه های کنترل عمومی استفاده می شود.

- طراحی شده برای کار در محیط های عمومی و به طور مستقیم با سنسورها یا محرک ها کار نمی کند.

4. اندازه و پیچیدگی

PLC:

- قابلیت کنترل چندین فرآیند را به صورت همزمان دارد.

- معمولا برای کاربردهای خاص در نظر گرفته شده است.

CPU:

- قابلیت پردازش سریعتر و پیچیده تری دارد.

- بیشتر برای محاسبات عمومی و برنامه های کاربردی چند منظوره طراحی شده است.

5. برنامه نویسی و نرم افزار

PLC:

- برنامه نویسی با استفاده از برخی از زبان های صنعتی مانند *Ladder Logic* و *Function Block Diagram* انجام می شود.

نرم افزار همکاری اغلب برای اتوماسیون و کنترل طراحی شده است.

CPU:

- دستورات را در زبان های سطح بالا (مثلاً پایتون، c++) یا سطح پایین (اسمبلی) اجرا می کند.

نرم افزار مربوطه برای کاربردهای مختلف از محاسبات گرفته تا بازی و تجزیه و تحلیل داده ها می باشد.

6. محیط کسب و کار

PLC: برای کار در محیط های صنعتی طراحی شده و در برابر ضربه، گرد و غبار، دما و رطوبت مقاوم است.

CPU: در محیط های تمیز و محافظت شده مانند رایانه های شخصی یا مراکز داده استفاده می شود.

7. قابلیت اتصال به سیستم های دیگر

PLC:

- اتصال مستقیم به تجهیزات صنعتی مانند موتورها، سنسورها، شیرهای کنترل و ربات ها.

- به طور کلی از پروتکل های صنعتی مانند modbus، profibus و ethernet/ip استفاده می کند.

CPU: جزء سیستم های کامپیوتری و الکترونیکی است که معمولاً از طریق سیستم عامل ها و رابط های دیجیتالی ارتباط برقرار می کند.

8. مثال های کاربردی

PLC:

- کنترل خط تولید در کارخانه خودروسازی.

- فرآیند بسته بندی مواد غذایی را مدیریت کنید.

- مدیریت آسانسور و نوار نقاله.

CPU:

- اجرای برنامه های کامپیوتری مانند Word یا Excel.

- پردازش داده ها در سرور یا پایگاه داده.

- مدیریت برنامه های کاربردی در گوشی های هوشمند.

در واقع CPU به عنوان بخشی از PLC کار می کند. PLC یک سیستم کامل است که از یک CPU برای پردازش داده ها و اجرای برنامه ها استفاده می کند. تفاوت اصلی این دو در کاربرد و سطح عملکرد آنهاست. PLC ها برای کنترل فرآیندهای خاص در محیط های صنعتی طراحی شده اند، در حالی که CPU ها برای کاربردهای عمومی تر در سیستم های کامپیوتری استفاده می شوند.

چالش ها و محدودیت های PLC

با وجود مزایای فراوان، PLC ها هنوز با چالش هایی روبرو هستند:

1. هزینه اولیه: هزینه اولیه خرید و نصب plc برای برخی از پروژه های کوچک می تواند بالا باشد.

2. نیاز به تخصص: برنامه نویسی و عیب یابی PLC نیازمند دانش و مهارت فنی است.

3. محدودیت قدرت پردازش: در مقایسه با کامپیوترهای پیشرفته، قدرت پردازش PLC محدودتر است.

PLC آینده

با پیشرفت تکنولوژی، PLC ها نیز دائما در حال بهبود هستند. برخی از تغییرات آینده عبارتند از:

1. بهبود ارتباطات صنعتی: ادغام با اینترنت اشیا (iot) و استفاده از پروتکل های ارتباطی پیشرفته.

2. بهبود قدرت پردازش: از پردازنده های سریعتر و پیشرفته تر استفاده کنید.

3. ادغام با سیستم های هوش مصنوعی: امکان تجزیه و تحلیل داده ها و تصمیم گیری هوشمند.

نتیجه

PLC ها به عنوان یکی از اجزای اصلی اتوماسیون صنعتی نقش مهمی در افزایش کارایی و کاهش هزینه ها در صنایع مختلف دارند. با پیشرفت تکنولوژی استفاده از این دستگاه ها گسترش یافته و امکان کنترل و نظارت دقیق تری بر فرآیندهای صنعتی فراهم می شود. سرمایه گذاری در آموزش و توسعه مهارت های مرتبط با PLC می تواند تاثیر مثبتی بر بهره وری و رشد صنعت داشته باشد.