سیستم های PLC چیست؟ مزایا و معایب آن کدام است؟

plc چیست؟ اگر در حوزه برق و الکترونیک فعالیت داشته باشید، یا آموزش برق ساختمان دیده باشید، احتمالاً واژه PLC برایتان آشنا باشد. در صنعت امروز، ازآنجایی‌که دقت، کیفیت و سرعت، اصل مهمی در رقابت شرکت‌ها است، هر محصولی که تولید می‌شود، اگر از کیفیت بالاتر، دقت بیشتر و زمان تولید کمتر برخوردار باشد، می‌تواند سود بیشتری را به صاحبان سرمایه برساند. همین امر باعث پیدایش سیستم‌های اتوماسیون صنعت شد. PLCها نیز مغز متفکر این سیستم‌های اتوماسیون هستند. در این مطلب با ما همراه باشید تا بررسی کنیم سیستم پی ال سی چیست و همه‌چیز را راجع به ویژگی های plc بگوییم.

جالب است بدانید قبل از آمدن plc، اغلب سیستم‌های کنترلی که در صنعت مورداستفاده قرار می‌گرفت، به‌صورت رله بود. رله‌ها وظیفه کنترل خاموشی یا روشن کردن دستگاه‌ها را بر عهده داشتند. در این شرایط، گاهی تعداد رله‌ها آن‌قدر زیاد بود که نیاز به محفظه یا بانک رله بود. مکانیکی بودن رله‌ها باعث می‌شد تا در طول زمان، استهلاک زیادی در اثر کلیدزنی اتفاق بیفتند که همین امر رله‌ها را با خرابی روبرو می‌کرد. ضمن اینکه درصورتی‌که نقص یا عیبی در این سیستم‌ها اتفاق می‌افتاد، بایستی زمان قابل‌توجهی برای تشخیص عیب‌یابی آن صرف می‌شد و در این فاصله افراد زیادی روی سیستم کار می‌کردند تا عیب آن را تشخیص دهند. با آمدن پی ال سی، استقبال فراوانی از این سیستم کنترلی شد و کم‌کم توانست جایگزین خوبی برای سیستم‌های کنترلی رله شود.

PLC (کنترل‌گر منطقی برنامه پذیر) چیست؟

PLC مخفف عبارت Programmable Logic Controller به معنای کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر است. این سیستم همان‌طور که از اسمش پیداست سیستمی است که اقدامات کنترلی انجام می‌دهد. مثلاً در فرایندهای صنعتی مانند خطوط مونتاژ و تجهیزات رباتیک و … کنترل این فرایندها را به عهده دارد. از طرفی منطقی بوده و با زبان برنامه‌نویسی که به او داده می‌شود، عمل می‌کند. به‌این‌ترتیب دیگر خطای فرایند در سیستم‌ها اتفاق نمی‌افتد.

اگر به زبان ساده‌تر بخواهیم بگوییم، پی ال سی یک کنترل‌گر نرم‌افزاری است که اعداد باینری را دریافت کرده و طبق برنامه‌ای که به آن داده‌شده، آن را پردازش می‌کند و نتیجه را در خروجی از طریق فرمان به گیرنده‌ها ارسال می‌کند. بنابراین منطقی که برای آن تعریف می‌شود به‌راحتی قابل‌تغییر است. اولین‌بار پی ال سی را در صنعت اتومبیل‌سازی مورداستفاده قراردادند و با ویژگی‌های کاربردی که داشت توانست به‌عنوان رله و تایمر در این صنعت مورداستفاده قرار بگیرد.

ویژگی‌ها و مشخصه‌های PLC

ویژگی‌های plc به‌گونه‌ای است که آن را در محیط‌های صنعتی خشن، سرما، گرما، گردوغبار و رطوبت مقاوم کرده است. این قطعه یک میکروپروسسور بوده که با کمک برنامه‌ای که برنامه‌نویسان به آن می‌دهد، از طریق اتصال کامپیوتر به پی ال سی عمل می‌کند. درنهایت پی ال سی بایستی خروجی را در یک‌زمان محدودشده تولید کند. پی ال سی‌ها از ده‌ها ۰ و ۱ به‌صورت کامپکت شده با پروسسور تولید می‌شوند تا پی ال سی‌های ماژولار که هزاران ۰ و ۱ دارد و می‌توان از آن برای نصب روی رک یا اتصال در شبکه یا پی ال سی‌های دیگر استفاده کرد.

به‌طور ساده می‌توان از جمله ویژگی پی ال سی‌ها ، تعداد ورودی و خروجی آنالوگ و دیجیتال، تعداد تایمر، تعداد شمارنده، تعداد رله‌های کمکی، حجم حافظه و سرعت اجرا را نام برد. پورت‌های صنعتی که در پی ال سی وجود دارد آن را برای ارتباط با سایر دستگاه‌ها مناسب می‌کند. درنتیجه تبادل اطلاعات سریع‌تر صورت گرفته و PLC قادر به کنترل دقیق‌تر خواهد بود. زبان برنامه‌نویسی که در این سیستم به کار می‌رود از نوع منطقی است که رایج‌ترین آن منطق نردبانی است. زبان‌های دیگری نیز برای پی ال سی استفاده می‌شود که بسته به کاربرد پی ال سی می‌تواند مفیدتر از منطق نردبانی باشد، از جمله:

• Instruction List
• Function Block Diagram
• Structured Text
• Sequential Function Charts

انواع PLC از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی 

پی ال سی‌ها بر اساس انواع، حافظه و تعداد ورودی و خروجی و همچنین وسعت عملیات به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. اگر بخواهیم آن‌ها را بر اساس تعداد ورودی و خروجی دسته‌بندی کنیم با دو پی ال سی از نوع کامپکت و مدولار روبرو هستیم.

PLCها به دو صورت ماژولار یا تکی قابل‌برنامه‌ریزی است. پی ال سی فشرده یا کامپکت از چند ماژول ساخته می‌شود. درواقع تعداد قابلیت ورودی/خروجی در آن توسط سازنده تعیین می‌شود و مقدار ثابتی دارد. در این نوع پی ال سی‌ها نمی‌توانید ماژول‌ها را افزایش دهید. اما در پی ال سی‌های مدولار، این امکان وجود دارد که بتوانید ماژول‌ها را کم یا زیاد کنید؛ درنتیجه تنظیم تعداد قابلیت ورودی/خروجی این قطعه دست شما است. در این نوع PLCها شاهد ماژول منبع تغذیه، ماژول پردازنده و ماژول‌های ورودی و خروجی هستید که در یک ردیف متصل شدند.

ازنظر اندازه تعداد حافظه می‌توان آن‌ها را به دسته پی ال سی‌های بزرگ، پی ال سی‌های متوسط و پی ال سی‌های کوچک تقسیم کرد:

پی ال سی‌های کوچک به‌صورت یک قطعه جمع‌وجور و فشرده هستند که در کنار تجهیزات کنترل‌کننده قرار می‌گیرند. این قطعه کوچک به‌راحتی می‌تواند جایگزین منطق رله سخت‌افزاری، تایمر یا شمارنده باشد. برای این نوع پی ال سی‌ها، میزان گسترش ماژول ورودی و خروجی محدود است. برای برنامه‌نویسی روی آن از زبان رله یا منطقی استفاده می‌کنند. پی ال سی‌های متوسط اغلب در صنایعی استفاده می‌شود که قابلیت اتصال ماژول‌های زیادی را داشته باشد. به‌این‌ترتیب، چندین نقطه ورودی/خروجی با کارت‌های ورودی/خروجی ارتباط ماژول‌ها را در این پی ال سی برقرار می‌کند.

پی ال سی‌های بزرگ نیز عمدتاً در شرایطی استفاده می‌شوند که نیاز به کنترل عملیات‌های پیچیده است. پی ال سی‌های بزرگ نسبت به پی ال سی‌های متوسط، عملکرد پیشرفته‌تری از لحاظ حافظه، زبان برنامه‌نویسی، تعداد ورودی و خروجی و ماژول‌های ارتباطی دارد. به همین دلیل اغلب از آن برای کنترل اطلاعات در ابعاد بزرگ و کارخانه‌های صنعتی استفاده می‌کنند.

کاربردهای PLC کدام است؟

کاربردهای plc در صنایع مختلف متفاوت است. از صنعت نفت و گاز گرفته، در نیروگاه‌های برق، صنعت فولاد، صنعت خودرو، صنایع شیمیایی و انرژی، صنعت کاغذسازی و شیشه و حتی سیمان، شاهد کاربردهای متنوع این قطعه هستیم. PLC در صنایع هوایی و مسافرتی نیز به‌عنوان کنترل‌کننده دستگاه‌های امنیتی منجر به عملکرد بهتر آسانسور و پله‌های برقی می‌شود.

مزایا و معایب یک سیستم PLC

یکی از مهم‌ترین مزایای PLC در مقابل سیستم‌های کنترل قدیمی است. در سیستم‌های کنترل قدیمی، امکان برنامه‌ریزی مجدد نبود؛ درحالی‌که در سیستم‌های PLC شما می‌توانید بعد از برنامه‌ریزی طرح موردنظرتان مجدداً برنامه و طرح را تغییر دهید.

مزایای plc

پی ال سی زمان بسیار کمی برای اسکن از شما می‌گیرید و با یک کامپیوتر می‌تواند با تمام سیستم‌های کارخانه ارتباط داشته باشد. سیستم‌های پی ال سی از توان محاسباتی بالایی برخوردار هستند. یادگیری استفاده از این سیستم‌ها نیز آسان است.

این سیستم‌ها کاربردهای کنترلی متنوعی دارند که استفاده از آن را برای صنایع مختلف ممکن کرده است. برنامه‌نویسی آن ساده است و هزینه پروژه‌هایی که با این سیستم انجام می‌شود نسبت به سیستم‌های کنترلی قدیمی به‌صرفه‌تر است. کنترل نظارت بالایی که این سیستم دارد، دقت را بالابرده و هر زمان که بخواهید می‌توانید برنامه‌ای که برای آن نوشتید، تغییر دهید. درصورتی‌که این سیستم به مشکل بخورد نسبت به سیستم‌های سنتی همچون رله‌ها به‌سادگی و سریع‌تر می‌توانید مشکل را برطرف کنید. شمارنده‌های سریع باعث می‌شود زمان اجرای پروژه کوتاه‌تر شود و در عین حفظ کیفیت و دقت، اطمینان پروژه را نیز بالا می‌برد.

معایب سیستم‌های plc

همانند هر سیستمی، سیستم‌های پی ال سی نیز از معایبی برخوردار است که البته در مقابل مزیت‌های آن ناچیز است. یکی از معایب سیستم های plc این است که باوجود برنامه‌نویسی سریع و دقت بالایی که دارد، زمانی که مشکلی برای این سیستم به وجود بیاید، زمان بازیابی و اصلاح آن چندان مشخص نیست. از این سیستم‌ها در دمای خیلی بالا نمی‌توان استفاده کرد.

مورد دیگری که ممکن است در استفاده از دستگاه‌های پی ال سی به مشکل بخورید، ادامه کار دستگاه در هنگام قطعی برق است. به‌این‌ترتیب ممکن است پس از قطعی برق، ادامه کار با برخی دستگاه‌ها خطرآفرین باشند. درحالی‌که سیستم کنترل پی ال سی، دقیقاً از جایی که برنامه متوقف‌شده بود، شروع به اجرا روی این دستگاه‌ها می‌کند، این کار می‌تواند دردسرساز شود. باوجود انواع مختلفی که پی ال سی دارد، تنها می‌توان یک برنامه روی پی ال سی اجرا کرد. ضمن اینکه نرم‌افزار و قطعات پی ال سی برای یک برند خاص، قابل‌استفاده برای برندهای دیگر نیست و این قضیه ممکن است در هنگام خرابی یا عیب یک قطعه، شمارا با محدودیت مواجه کند.

باهم به بررسی پی ال سی و انواع آن پرداختیم و مزایا و معایب آن را دانستیم. این سیستم یک کنترل‌گر منطقی و برنامه‌نویسی شده است که باوجودی که هنوز عیب‌یابی در سیستم زمان‌بر است، اما مزیت‌های فوق‌العاده و قابلیت‌های برنامه‌نویسی که سیستم پی ال سی دارد، باعث می‌شود همچنان جزو محبوب‌ترین سیستم‌های کنترلی باشد که در صنایع مختلف به کار می‌رود.

مرکز آموزش تخصصی پی ال سی ادیسون، دوره‌های دیگر هم برگزار می کند از جمله دوره آموزش برق صنعتی . برای آشنایی با این دوره و سر فصل‌های آن با کارشناسان ما تماس بگیرید.