پی ال سی (PLC) چیست و چه کاربردی دارد؟

plc چیست و چه کاربردهایی دارد؟

در جواب سؤال PLC چیست؟ باید بگوییم پی‌ال‌سی (PLC یا Programmable Logic Controller) یک کامپیوتر صنعتی قابل‌برنامه‌ریزی است که برای کنترل فرایندهای خودکار در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها می‌توانند عملیات کنترلی مختلفی مانند تایمرها، شمارنده‌ها، مدارهای منطقی و غیره را انجام دهند.

مخفف plc چیست ؟در لاتین مخفف Programmable Logic Controller است که به معنی کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی است. یعنی یک قطعه کنترل کننده که برنامه پذیر است و می‌توان برنامه‌های مختلف و متنوع کنترلی را بر روی آن نوشت.

استفاده از کامپیوترها امروزه در تمامی رشته ها و هر جای دنیا مرسوم شده به همین دلیل می توان گفت که کامپیوترها به کسب و کارها رونق بسیار زیادی داده اند ولی از طرفی نبود یک کامپیوتر برای استفاده برای عملکرد خاص نیز یکی از موضوعاتی بود که همواره صاحبان مشاغل را آزار میداد ولی این مشکلات با پی ال سی پایان یافت و اگر برای شما هم سوال است که plc چیست و چه کاربردهایی دارد با سایت تخصصی برق و اتوماسیون صنعتی همراه باشید تا در این مقاله به این موضوع مشرف شوید.

مدار برنامه پذیر که کار کامپیوتری گران قیمت را انجام میدهد همان plc است و باید گفت که استفاده از این نوع وسایل باعث شده است تا بسیاری از کارخانجات با کیفیت بالاتری محصولات خود را تولید کننده و خطای انسانی در تمامی این اماکن به کمترین درصد ممکن برسد زیرا اغلب کار بازرسی و تست و عیب یابی به وسیله این کامپیوترها یا همان مدارهای برنامه پذیر که توانایی پردازش اینگونه از داده خاص را دارند انجام می پذیرد و می توان گفت این وسیله انقلابی در صنعت را به ارمغان آورده است.

اولین نکته در مورد پی ال سی

در اولین گام باید با عملکرد کامپیوترها و مدارات منطقی آشنا شویم، مدارات منطقی عملیات مختلف را با استفاده از آی سی های گوناگونی که بر روی برد خود دارند انجام میدهند و این عملیات میتواند از ضرب و تقسیم و جمع شروع شده و تا عملیات های حساس اندازه گیری تا حد نانو هم پیش برود و باید در این زمینه از مداراتی استفاده شود که بتوانند از پس این محاسبات سنگین بر بیاید و این نکته یکی از نکات مهم برای اقدام به تولید و استفاده از plc ها تبدیل شده است.

در کارخانجات نیز وضع به همین صورت است و باید این سیستم های پردازش کار خود را به خوبی انجام بدهند و داده های خام دیگری نیز وجود نداشته باشند تا مزاحم پردازش های گاها سنگین و یا بسیار ریز plc ها یا بهتر است بگوییم این سیستم ها شوند و این پردازش ها هستند که باعث میشوند کارخانجات بتوانند محصولات بهتری را نسبت به دیروز تولید کرده و روانه بازر کنند تا سود بهتری را نصیب خود و کارکنان شرکت هایشان کنند.

کاربرد plc میتواند سوال هر شخصی باشد زیرا این علم جزو علوم پولسازی است که برای خط تولید های صنعتی سرمایه بسیارا هنگفتی را به دنبال داشته است تا به این فناوری و علم امروزی مجهز شوند تا بتوانند با سرعت بالاتری تولید را انجام داده و جیب صاحبان کارخانه ها را پر تر کنند.

قبل از ظهور پی ال سی‌ها، سیستم‌های کنترلی صنعتی با استفاده از روش‌هایی چون رله‌های الکترومکانیکی، مدارهای الکترونیکی و حتی کامپیوترهای بزرگ کنترل می‌شدند. این روش‌ها نسبتاً پیچیده و وقت‌گیر بودند و انعطاف‌پذیری کمتری داشتند. در ادامه مقاله به سؤال PLC چیست؟ می‌پردازیم و اجزای آن را می‌شناسیم.

جایگاه plc در دنیا

می توان گفت که این فناوری در سراسر جهان مورد نیاز است زیرا تمامی کارخانجات حتی اگر به این فناوری مجهز باشند نیاز به فردی دارند که بتواند از این وسایل و مدارات مراقبت کند و در صورت نیاز دست به تعمیر این ابزار های پر اهمیت بزند، پس می توان بازار کار جهانی این رشته و شغل را بسیار مطلوب دانست زیرا در هر کشوری به این فناوری نیاز است.

استفاده از plc ها درهر شرایط جوی و آب هوایی ممکن است و میتوان از این رایانه هایی که برای یک مقصود ساخته شدهاند استفاده کرد که میتوان در این بین به استفاده در کوره ها و یا جاهایی که دسترسی بسیار سختی دارند و برای رایانه های معمولی ممکن نیست بتوانند در این مکان ها کار کنند اشاره داشت ولی پی ال سی ها به راحتی این عملیات را انجام میدهند و پردازش های خاص را بر روی داده های مختلف به خوبی پیاده سازی خواهند کرد.

در ادامه بحث پیرامون پی ال سی باید به نکاتی بسیار تخصصی در مورد این ابزار ها اشاره داشت مانند حافظه آنها.

این دستگاه ها که به نام پی ال سی شناخته می شوند دارای مموری های دائم و موقتی هستند که دقیقا سازوکاری مانند حافظه رم و یا دیسک سخت کامپیوتر رومیزی شما دارند و از مفهومی یکسان بهره میبرند.

حافظه موقت را میتوان به رم تشبیه کرد که با قطع جریان برق تمام داده ها را از دست میدهد و حافظه دائم را میتوان به هارد تشبیه کرد که ماندگاری همیشگی دارد و داده ها همواره در آن وجود خواهند داشت.

همانطور که در بالا ذکر شد معنای PLC میتواند در این جمله خلاصه شود که دقیقا همان رایانه است ولی با هدفی اختصاصی و ممکن است بسیاری از ابزارهای رایانه های رومیزی را نداشته باشد.

پی ال سی ها به مانند کامپیوترهای رومیزی دارای ورودی ها و خروجی های متعددی هستند که بنا به نیاز این ورودی ها وخروجی ها استفاده می شود.

پی ال سی از مدار منطقی برای محاسبات و پردازش استفاده می کند و بهمین دلیل خطای کمتری را نسبت به مدار فرمان خواهد داشت و می توان از این نکته همواره اطمینان داشت که این دستگاه ها هیچ گاه اشتباه نخواهند داشت مگر اینکه دچار نقص فنی شده باشند و نیاز به سرویس و تعمیر داشته باشند.

کنترل سیستم‌ها قبل از پی ال سی چگونه بود؟

قبل از ظهور پی ال سی، سیستم های کنترلی صنعتی با استفاده از روش های سنتی‌تری کنترل می شدند. این روش ها شامل استفاده از رله های الکترومکانیکی، مدارهای الکترونیکی و حتی کامپیوترهای بزرگ بود. این رویکردهای قدیمی، نسبتا پیچیده و زمان بر بودند و انعطاف‌پذیری محدودی داشتند.

روش‌های قدیمی کنترل سیستم‌ها

پیش از ظهور پی ال سی، صنایع مختلف از روش های متفاوتی برای کنترل خودکار سیستم‌های خود استفاده می کردند. این روش ها شامل موارد زیر بود:

•  رله های الکترومکانیکی: این رله ها برای انجام عملیات منطقی و تایمینگ در مدارهای صنعتی به کار می رفتند. اما نصب و برنامه‌ریزی آن ها نسبتا پیچیده و زمان بر بود.
• مدارهای الکترونیکی: مدارهای سخت‌افزاری مبتنی بر المان های الکترونیکی مانند ترانزیستورها و دیودها برای انجام عملیات کنترلی استفاده می شدند. اما این روش نیز دشوار و وقت‌گیر بود.
• کامپیوترهای بزرگ: در برخی موارد، کامپیوترهای بزرگ و گران‌قیمت برای کنترل فرایندهای صنعتی به کار گرفته می شدند. اما این رویکرد نیز نیازمند تخصص بالا و هزینه های بالایی بود.

حالا باید ببینیم PLC چیست و چه اجزایی دارد؟

تاریخچه PLC چیست و به چه زمانی برمی‌گردد؟

ظهور PLCها انقلاب عظیمی در صنعت برق ایجاد کرد. تقریباً در تمامی کارخانه‌ها از PLC استفاده می‌کنند. تا قبل از سال ۱۹۶۸ چالش‌های زیادی در زمینه کنترل ماشین‌آلات بود. برای کنترل تجهیزات قبل از پی ال سی‌ها، از مجموعه‌ای از رله‌ها استفاده میکرد.

اما اگر نیاز به کنترل چندین موتور بود چه راه‌حلی مدنظر قرار می‌گرفت؟ چه چیزی سیم‌پیچ‌های موجود در رله‌ها را قطع و وصل می‌کرد، قبل از اینکه رله موتور را روشن کند؟ و اگر ما بخواهیم این موضوع را کنترل کنیم چگونه امکان‌پذیر است؟ به چه چیزی نیاز داریم؟

پاسخ روشن است، رله‌های بیشتر.

این رله‌ها به‌عنوان رله‌های کنترلی شناخته می‌شوند؛ چون رله‌های قدرت را کنترل می‌کنند. به کل این مجموعه “بانک رله” گفته می‌شد چرا که شامل مجموعه زیادی از رله‌های تغذیه و کنترلی است.

مشکلات سیستم سنتی کنترلی

یک کارخانه مدرن را نظر بگیرید. تعدادی زیادی رله و بانک رله فقط برای کنترل یک ماشین نیاز است! حالا فرض کنید تمامی این رله‌ها نیازمند سیم‌کشی مجزا هستند تا فرایند کنترل به‌درستی انجام شود. حالا اگر یک رله دچار نقص و عیب شود کل سیستم دچار مشکل می‌شود.
عیب‌یابی در چنین شرایطی شاید ساعت‌ها طول بکشد! سیستم بانک رله در چنین شرایطی نیاز به فضای زیاد و همچنین زمان‌بندی نگهداری و تعمیرات مشخصی دارد. همچنین ایجاد هر گونه تغییر در چنین سیستمی به‌سادگی امکان‌پذیر نخواهد بود.

نحوه عملکرد پی ال سی

بعد از جواب به سؤال PLC چیست؟ باید با طرز کار PLCها هم آشنا شویم. هر پی ال سی‌ها دارای ۵ قسمت اصلی است:

•  منبع تغذیه
• CPU
• MEMORY
• Programmer
• واحد ورودی/خروجی I/O

PLCها دارای یک ریزپردازنده است که با استفاده از یک‌زبان کامپیوتر، برنامه‌ریزی شده است. برنامه در کامپیوتر نوشته شده و از طریق کابل به PLC منتقل می‌شود. در واقع PLCها اطلاعات را از ورودی دریافت کرده و آن را پردازش می‌کند. در نتیجه دیتاها از طریق درگاه خروجی به گیرنده‌ها ارسال می‌شود.
در واقع این ورودی‌ها می‌توانند سنسورها، کلید قطع و وصل و یا میکروسوئیچ‌ها باشند. خروجی‌ها هم کنتاکتور، رله یا الکتروموتورها، لامپ‌ها و نمایشگرها باشند.

مزایا و معایب استفاده از پی ال سی

در مقایسه با روش های سنتی کنترل سیستم‌ها، استفاده از پی ال سی ها دارای مزایا و معایب متعددی است:

ساختار پی ال سی و معرفی ماژول های ورودی خروجی

پی ال سی‌ها از اجزای اصلی متعددی تشکیل شده اند که هر یک نقش حیاتی در عملکرد این دستگاه ها ایفا می کنند. ساختار پی ال سی شامل چندین ماژول اصلی است که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند:

در هر پی ال سی از چندین ماژول ورودی (I) و خروجی (O) استفاده می شود. ماژول ها رابطی بین واحد پردازش مرکزی (CPU) و سایر دستگاه‌ها هستند. این ماژول ها با هماهنگی یکدیگر باعث می شوند پی ال سی بتواند به طور خودکار فرآیندهای مختلف را کنترل و مدیریت کند.

کاربرد PLC

PLC در صنعت برق کاربردهای بسیاری دارد. از جمله نیروگاه‌های نفت و گاز، صنعت خودرو، صنایع شیمیایی، صنعت مسافرتی و هوایی، صنعت نساجی. در ادامه به آن اشاره می‌کنیم:

•  صنایع ساختمانی (روشنایی خودکار، بالابر، کنترل هوا)
• فولاد و ذوب آهن
• ساخت پلاستیک
• صنایع غذایی

کاربرد plc در صنعت برق

استفاده از PLC در تابلوهای برق انقلابی در صنعت برق و الکترونیک به حساب می‌آید. این فناوری به بهبود کارایی تابلوهای برق، افزایش دقت کنترل، و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. با تکنولوژی PLC، تابلوهای برق به یکپارچه‌سازی بیشتر و قابلیت‌های اتصال به شبکه‌های مختلف دست می‌یابند.

تفاوت PLC با کامپیوتر

علی رغم برخی شباهت‌ها، پی ال سی‌ها با کامپیوترهای معمولی تفاوت‌های کلیدی دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.
اجزای اصلی پی ال سی

همانطور که در بخش قبل اشاره شد، پی ال سی ها از چندین ماژول اصلی تشکیل شده اند که هر یک وظیفه خاصی را بر عهده دارند. این ماژول ها شامل واحد پردازشگر مرکزی (CPU)، ماژول های ورودی/خروجی، واحد حافظه، واحد تغذیه و واحد ارتباطی می باشند.

اجزای اصلی پی ال سی

همانطور که در بخش قبل اشاره شد، پی ال سی ها از چندین ماژول اصلی تشکیل شده اند که هر یک وظیفه خاصی را بر عهده دارند. این ماژول ها شامل واحد پردازشگر مرکزی (CPU)، ماژول های ورودی/خروجی، واحد حافظه، واحد تغذیه و واحد ارتباطی می باشند.

تفاوت‌های کلیدی پی ال سی و کامپیوتر

علی رغم برخی شباهت‌ها، پی ال سی ها و کامپیوترهای معمولی در بسیاری از جنبه‌ها متفاوت هستند. برخی از این تفاوت‌های کلیدی شامل مقاومت در برابر شرایط محیطی دشوار، عمر طولانی‌تر، نیاز به بهره‌وری انرژی کمتر و قابلیت اطمینان بالاتر در پی ال سی ها می‌باشد.

حال که متوجه شدیم PLC چیست و چه تفاوت‌هایی با کامپیوتر دارد به انواع PLC می‌پردازیم.

انواع PLC چیست؟

در این قسمت به بررسی انواع PLC‌ها می‌پردازیم. به طور کلی پی ال سی‌ها به ۴ دسته کلی تقسیم می‌شوند.

•  مینی پی ال سی‌ها (Mini PLC)
• پی ال سی‌های کمپکت (Compact PLC)
• پی ال سی‌های ماژولار (Modular PLC)
• پی ال سی‌های رک (Rack PLC)

مینی PLCها

همان‌طور که از نامشان مشخص است مینی PLCها کوچک‌ترین پی ال سی‌های موجود هستند که با محدودیت‌های خروجی و ورودی، کار پی ال سی‌ها را انجام می‌دهد. هر شرکت باتوجه‌به سیاست‌های خود اسم خاصی برای پی ال سی‌های مینی می‌گذارد برای مثال مینی پی ال سی‌ زیمنس به PLC LOGO معروف هستند. از این پی ال سی‌ها در پروژه‌های کوچک استفاده می‌شود.

پی ال سی‌های کمپکت (Compact PLC)

این PLCها دارای سه بخش تغذیه، CPU و پردازنده است که نسبت به مینی پی ال سی‌ها محدودیت کمتری در بخش ورودی و خروجی دارد. شرکت زیمنس که معروف‌ترین شرکت در زمینه تولید PLCها است پی ال سی‌های کمپکت زیمنس به S۷-۲۰۰ معروف هستند.

پی ال سی‌های ماژولار (Modular PLC)

این پی ال سی‌ها به‌صورت ماژول هستند. مزیت مهم این PLCها اضافه‌کردن ماژول ورودی و خروجی باتوجه‌به نیاز است. پی ال سی‌های S۷-۳۰۰ زیمنس جز PLCهای ماژولار هستند. از جمله مزایای استفاده از این PLCها به‌صورت زیر است:

•  تشخیص خطای آسان
• تعمیرات آسان

در ارتباط با PLCهای سری S۷-۳۰۰ شرکت زیمنس مطالب جالبی را ارائه کرده است:

The SIMATIC S7-300 is used in many applications worldwide and has been proven successful millions of times. The SIMATIC S7-300 universal Controllers saves on installation space and features a modular design. SIMATIC is known for continuity and quality.

SIMATIC S7-300 در بسیاری از برنامه‌های کاربردی در سراسر جهان مورداستفاده قرار می‌گیرد و میلیون‌ها بار موفقیت‌آمیز بودن را به اثبات رسانده است. پی ال سی‌های SIMATIC S7-300 در فضای نصب صرفه‌جویی می‌کنند و دارای طراحی مدولار هستند. SIMATIC برای تداوم و کیفیت شناخته شده است.

پی ال سی‌های رک (Rack PLC)

تنها تفاوت PLCهای رک با ماژولار این است که این PLCها به‌صورت عمودی نصب می‌شوند. این پی ال سی‌ها دارای یک ماژول مرکزی است که تمامی تجهیزات به آن وصل می‌شوند.

برندهای معروف PLC چیست؟

همان‌طور که در بالا هم اشاره کردیم برند زیمنس برترین برند در زمینه تولید و طراحی تجهیزات اتوماسیون صنعتی است. علاوه بر زیمنس برندهایی مثل اشنایدر، دلتا، امرن، LS، فتک، ABB، آلن بردلی و میتسوبیشی هم در زمینه تولید PLC در جهان مطرح هستند. در ادامه به بررسی این برندهای معروف PLC می‌پردازیم:

• زیمنس: شرکت آلمانی زیمنس از اولین تولیدکنندگان PLC در سراسر جهان است که کار خود را با پی ال سی‌های سری S۵ شروع کرد. در حال حاضر سری پرطرف‌دار S۷ در بازار جهانی با دیگر برندها رقابت می‌کند.
• اشنایدر: بعد از زیمنس که غول PLCهای جهان است برند فرانسوی اشنایدر هم در زمینه تولید PLC حرفی برای گفتن دارد. مینی PLCهای زیمنس با نام ZELIO طرف‌داران زیادی زا در ایران جذب خودکرده است.
• دلتا: شرکت تایوانی دلتا هم تولیدات PLC خود را از سال ۲۰۰۲ آغاز کرده و رقیب برندهای چینی در این زمینه است.
• امرن: شرکت ژاپنی که در زمینه تولیدات اتوماسیون صنعتی و قطعات خودرو فعالیت می‌کند.
• آلن بردلی: برند آمریکایی که در بازار ایران کم است و یکی از معروف ترین پی ال سی های سری این برند MICROLOGIX است.
• LS: از معروف‌ترین پی ال سی‌های LS می‌توان به سری GLOFA و سری های دیگر آن مانند XGT –XGK_ K MASTER XGB اشاره کرد.
• ABB: به دلیل داشتن ایمنی بالای محصولات این شرکت، از آن در نیروگاه‌ها و کارخانه‌ها صنعتی مهم استفاده می‌کنند. از سری PLCهای این شرکت می‌توان به AC8-M و سری AC5 اشاره کرد.
• میتسوبیشی: به علت تحریم معمولاً در بازار ایران به‌ندرت یافت می‌شوند. از سری‌های معروف PLC می‌توان به مدل‌های FX1N_FX3G_MELSEC-IQ-R_ MELSEC-F اشاره کرد.

کلام آخر

در این مقاله به بررسی کامل پی ال سی‌ها (PLC) پرداختیم و متوجه شدیم که PLC چیست؟ پی ال سی‌ها کامپیوترهای صنعتی قابل‌برنامه‌ریزی هستند که برای کنترل خودکار فرایندهای صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها می‌توانند عملیات کنترلی مختلفی مانند تایمرها، شمارنده‌ها، مدارهای منطقی و غیره را انجام دهند.

قبل از ظهور پی ال سی‌ها، سیستم‌های کنترلی صنعتی با استفاده از روش‌هایی چون رله‌های الکترومکانیکی، مدارهای الکترونیکی و حتی کامپیوترهای بزرگ کنترل می‌شدند. این روش‌ها نسبتاً پیچیده و وقت‌گیر بودند و انعطاف‌پذیری کمتری داشتند.

PLC چیست؟ و از چه اجزایی تشکیل شده‌است؟ پی ال سی‌ها از چندین ماژول اصلی تشکیل شده‌اند که هر یک وظیفه خاصی را بر عهده دارند. این ماژول‌ها شامل واحد پردازشگر مرکزی (CPU)، ماژول‌های ورودی/خروجی، واحد حافظه، واحد تغذیه و واحد ارتباطی هستند؛ بنابراین پی ال سی‌ها نسبت به کامپیوترهای معمولی ویژگی‌های متمایزی دارند.

سوالات متداول

plc چیست؟

پی ال سی (PLC یا Programmable Logic Controller) یک کامپیوتر صنعتی قابل برنامه‌ریزی است که برای کنترل فرآیندهای خودکار در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها می توانند عملیات کنترلی مختلفی مانند تایمرها، شمارنده‌ها، مدارهای منطقی و غیره را انجام دهند.

کنترل سیستم‌ها قبل از پی ال سی چگونه بود؟

قبل از ظهور پی ال سی‌ها، سیستم‌های کنترلی صنعتی با استفاده از روش‌هایی چون رله‌های الکترومکانیکی، مدارهای الکترونیکی و حتی کامپیوترهای بزرگ کنترل می‌شدند. این روش‌ها نسبتا پیچیده و وقت‌گیر بودند و انعطاف‌پذیری کمتری داشتند.

ساختار پی ال سی و معرفی ماژول‌های ورودی خروجی چگونه است؟

ساختار پی ال سی شامل چندین ماژول اصلی است که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند.

اجزای پی ال سی PLC و تفاوت آن با کامپیوتر چیست؟

پی‌ال‌سی‌ها از چندین ماژول اصلی تشکیل شده‌اند که شامل واحد پردازشگر مرکزی (CPU)، ماژول‌های ورودی/خروجی، واحد حافظه، واحد تغذیه و واحد ارتباطی هستند. تفاوت‌های کلیدی پی ال سی و کامپیوتر در صنعتی بودن پی ال سی‌ها، قابلیت کنترل مستقیم فرایندهای صنعتی و تحمل شرایط محیطی سخت است.