PLC چیست؟
فناوری خودکار مردم را قادر میسازد تا ارتفاعات جدیدی از نوآوری و تولید را افزایش دهند. با این حال، اگر دانشمندان روی کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی PLC سرمایهگذاری نکنند. سطح فعلی اتوماسیون صنعتی ممکن نیست. برای بررسی انواع PLC، مفهوم PLC و کاربردهای آن به خواندن این مقاله ادامه دهید:
مطالب مرتبط:
پی ال سی (PLC) چیست؟ کاربرد آن
یک کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر یا PLC، یک کامپیوتر مقاوم است که برای اتوماسیون صنعتی استفاده میشود. این کنترلرها میتوانند یک فرآیند خاص، عملکرد ماشین یا حتی کل خط تولید را خودکار کنند. PLC ها در بسیاری از ماشین‌ها و در بسیاری از صنایع استفاده میشوند. کنترلرهای منطقی قابل برنامه‌ریزی برای اولین بار در دهه 1970 توسعه یافتند و به پرمصرف ترین کنترل کننده‌های اتوماسیون در جهان تبدیل شدند.
PLC چگونه کار میکند؟
کار یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی را میتوان براحتی بعنوان یک روش اسکن چرخه‌ای که بعنوان چرخه اسکن شناخته میشود درک کرد.
یک فرآیند اسکن PLC شامل مراحل زیر است:
- سیستم عامل مانیتورینگ و نظارت بر زمان را شروع میکند.
- CPU شروع به‌خواندن داده‌ها از ماژول ورودی میکند و وضعیت همه ورودی‌ها را بررسی میکند.
- CPU شروع به اجرای کاربر یا برنامه کاربردی میکند که در منطق رله‌الدر یا هر زبان برنامه‌نویسی PLC دیگری نوشته شده است.
- در مرحله بعد، CPU تمام وظایف تشخیص داخلی و ارتباطات را انجام میدهد.
- با توجه به نتایج برنامه، داده‌ها را در ماژول خروجی می‌نویسد تا همه خروجی‌ها بروز شوند.
این فرآیند تا زمانی که PLC در حالت اجرا باشد ادامه دارد.
حتما بخوانید:
انواع پی ال سی (PLC) های امرون
ساختار فیزیکی PLC:
ساختار یک PLC تقریبا شبیه به معماری یک کامپیوتر است.
کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی به‌طور مداوم مقادیر ورودی دستگاه‌های حسگر ورودی مختلف (مانند شتاب‌سنج، مقیاس وزن، سیگنال‌های سیم‌کشی شده و غیره) را کنترل می‌کنند و خروجی مربوطه را بسته به‌ماهیت تولید و صنعت تولید می‌کنند. یک بلوک دیاگرام معمولی PLC از پنج بخش تشکیل شده‌است:
- قفسه یا شاسی
- ماژول منبع تغذیه
- واحد پردازش مرکزی (CPU)
- ماژول ورودی و خروجی
- ماژول رابط ارتباطی
حتما بخوانید:
اچ ام آی (HMI) چیست؟ مزایا و کاربرد آن
طبقه‌بندی PLCها:
در واقع plcها را بر سه اساس اندازه، نوع راه اندازی سخت افزار و نوع منبع تغذیه دسته‌بندی می‌کنند.
حتما بخوانید:
میکروکنترلر چیست؟ انواع و کاربرد آن
میکروپروسسور (ریزپردازنده) چیست؟
انواع PLC بر اساس اندازه:
پی ال سی‌ها را میتوان بر اساس اندازه دسته‌بندی کرد که به شرح زیر خواهند بود.
کوچک:
یک کامپیوتر کوچک PLC میتواند ماشین‌های کوچکتر مانند نوار نقاله‌ها و موتورها را کنترل کند. عملکرد کمتری نسبت به دو کلاس PLC دیگر دارد و حافظه کافی برای ذخیره برنامه‌های منطقی نردبان برای نظارت بر دستگاه‌های I/O محلی دارد.
آنها معمولاً دارای پورت های ارتباطی سریال هستند که برای برقراری ارتباط با محرک‌های میدانی و حسگرها از طریق پیوندهای RS-232 یا RS-485 پیکربندی شده‌اند. این دستگاه‌ها را میتوان در ماژول‌های جداگانه خریداری کرد تا براحتی در سیستم‌های کنترل موجود نصب شوند.
برخی از PLCهای کوچک در کنترل کننده‌ای که در آن استفاده میشود ادغام می شوند. این PLC های کوچک دارای زبان‌های برنامه‌نویسی هستند که معمولاً فقط به ایجاد برنامه‌های منطقی نردبان اجازه می‌دهند.
متوسط:
PLC متوسط کامپیوتری است که میتواند ماشین های بزرگتر مانند خطوط مونتاژ و موتورها را کنترل کند. به دلیل حافظه بزرگ، پورت های ارتباطی گسترش یافته، سرعت پردازش بالاتر و دستگاه‌های ورودی/خروجی اضافی، عملکرد بیشتری نسبت به دو کلاس PLC دیگر دارد.
نمونه‌هایی از کنترل‌کننده‌های قابل برنامه‌ریزی متوسط عبارتند از مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DACS) ، پورت‌های ارتباطی سریال که برای برقراری ارتباط با محرک‌های میدانی از طریق شبکه‌ها یا اتوبوس‌هایی مانند اترنت یا DeviceNet، و ماژول‌های ورودی آنالوگ برای سنسورهای محلی پیکربندی شده‌اند تا پارامترهای فیزیکی مانند فشار، دما را کنترل کنند.
این ماشین‌ها دارای زبان‌های برنامه نویسی PLC هستند که امکان پیاده‌سازی ساختارهای منطقی مختلف را برای نظارت بر دستگاه‌ها و ماشین‌های کنترلی فراهم میکند.
بزرگ:
PLC بزرگ کامپیوتری است که میتواند ماشین‌های بسیار بزرگ مانند بلوک‌های ساختمانی کامل یا توربین‌های تولید برق را کنترل کند. بدلیل حجم بالای حافظه، پورت های ارتباطی گسترده، سرعت پردازش بالا و دستگاه‌های ورودی/خروجی اضافی، عملکرد بهتری نسبت به دو کلاس PLC دیگر دارد.
برخی از نمونه‌های کنترل‌کننده‌های بزرگ قابل برنامه‌ریزی، ماژول‌های خروجی آنالوگ برای محرک‌های محلی هستند که برای نظارت بر پارامترهای فیزیکی مانند سرعت یا گشتاور خروجی از موتورهای متصل به آنها، مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DACS)، پورت‌های ارتباطی سریال پیکربندی شده برای برقراری ارتباط با محرک‌های میدانی از طریق شبکه پیکربندی شده‌اند. یا اتوبوس هایی مانند اترنت یا DeviceNet و سایر دستگاه‌های جانبی. این ماشین‌ها دارای زبان‌های برنامه‌نویسی هستند که اجازه می‌دهند بسیاری از ساختارهای منطقی مختلف برای نظارت بر دستگاه‌ها و کنترل ماشین‌ها پیاده‌سازی شوند.
حتما بخوانید:
انواع پی ال سی (PLC) های امرون
سیستم DCS (کنتر توزیع شده) چیست؟
انواع PLC بر اساس راه اندازی سخت افزار:
PLC ها بر اساس نوع راه‌اندازی سخت افزار آنها به 2 دسته‌کلی تقسیم می‌کنیم:
PLC فشرده:
این شامل یک زبان برنامه‌نویسی داخلی و مجموعه‌ای گسترده و کاربرپسند از دستورالعمل‌ها است که نوع کدگذاری مورد نیاز برای برنامه‌های خاص را ساده میکند. اجزای اصلی در یک PLC فشرده شامل ورودی‌ها، خروجی‌ها، منبع تغذیه، واحد پردازش و پایانه‌ها یا کانکتورهایی هستند که با دستگاه‌هایی مانند سنسورها و سوئیچ‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. در مقایسه‌با واحدهای کنترل مرکزی مورد استفاده در سیستم‌های کنترل فرآیند سنتی، PLCها فشرده کوچکتر و قابل حمل‌تر هستند زیرا به کابل‌های ولتاژ بالا نیاز ندارند.
PLC مدولار:
یکی از انواع plc ها، PLCهای مدولار هستند. یک کنترلر PLC مدولار یک سیستم کنترلی است که از اجزای سخت افزاری قابل برنامه‌ریزی‌بجای کنترلرهای با عملکرد ثابت استفاده شده در کنترل فرآیند تولید سنتی استفاده میکند.
با اجازه‌دادن به کاربران برای پیکربندی و پیکربندی مجدد کنترلر خود در صورت نیاز، PLC های مدولار با تسهیل نیازهای نصب و پیکربندی، در هزینه تولیدکنندگان در قسمت جلویی صرفه‌جویی می‌کنند. علاوه بر این، میتوان آنها را با ارتقاء یا جایگزینی به‌راحتی خاموش کرد، به‌جای اینکه زمانی که فناوری پیشرفته‌تر در دسترس قرار میگیرد، کنار گذاشته شوند. این باعث میشود که آنها برای شرکت‌های با رشد بالا که قصد گسترش سریع در بازارهای جدید را دارند جذاب باشند.
مزایای PLC مدولار:
- حافظه و ظرفیت ذخیره سازی داده PLC های مدولار به طور قابل توجهی بیشتر است.
- PLC مدولار مفیدتر است زیرا میتواند رویه های پیچیده‌تری را انجام دهد.
- به منظور توسعه و تنظیم فرآیندها برای گسترش صاف، PLC های مدولار ایجاد شدند.
- PLC های مدولار میتوانند به سرعت مشکلات را شناسایی کرده و در حین ادامه اجرای برخی از فرآیندها، آنها را اصلاح کنند.
- PLC مدولار دارای امنیت اقتصادی بلندمدت بالاتری است.
معایب PLC مدولار:
- کاهش بهره‌وری فضا ناشی از PLC مدولار.
- هنگامی که ماژول‌ها خراب می شوند، PLC ماژولار ممکن است هزینه عیب‌یابی را افزایش دهد.
- پیچیدگی پیکربندی در نتیجه PLC مدولار افزایش مییابد.
- از آنجایی که PLC مدولار دارای رتبه IP پایینی است، محفظه‌ها مورد نیاز است.
- نگهداری موجودی یدکی بیشتر در محل برای PLC مدولار
- قفسه‌های ورودی/خروجی PLC مدولار بجای ورودی/خروجی توزیع‌شده متمرکز را ترویج می‌کنند، که مطمئناً در دنیای مدرن روش استانداردی نیست.
حتما بخوانید:
مراحل راه اندازی پی ال سی (PLC)
درآمد اتوماسیون کار صنعتی و متخصص PLC
SOFT PLC:
یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی یا PLC که اغلب بعنوان یک کامپیوتر جاسازی شده کاملاً کامل شناخته‌میشود. میتواند با استفاده از یک فناوری نرم افزاری بنام Soft PLC ایجاد شود.
این شبکه‌های کامپیوتری با کارایی بالا، مدیریت داده‌ها و قابلیت‌های محاسباتی را با کنترل ورودی/خروجی گسسته، PID و آنالوگ ارائه‌شده توسط PLCها ترکیب میکند.
در نتیجه، PLCهای نرم عملکرد قابل اعتماد، مدت زمان اسکن برنامه‌فوق العاده سریع و قطعی، مجموعه ای عالی از دستورالعمل‌ها، حافظه جدول داده‌های واضح، تعداد نامحدودی از برنامه‌های کاربر، و مهمتر از همه، یک پلت فرم معماری باز را ارائه می‌دهند که کاربران را قادر میسازد تا به انواع سیستم‌های ورودی/خروجی، شبکه‌ها و سایر دستگاه‌ها.
یک PLC نرم باید تحت شرایط سیستم مناسب پیاده‌سازی شود تا بدرستی کار کند. پورت اترنت، پورت USB، پورت موازی، یا پورت مشخص‌شده توسط کاربر، 32 مگابایت رم، سی پی یو سازگار با 386 یا بالاتر، دیسک 64 مگابایتی، پورت‌های ورودی/خروجی یا کارت‌های رابط و همچنین سایر رابط های ارتباطی مانند پورت‌های COM هستند. در میان حداقل نرم‌افزار و سخت‌افزار مورد نیاز است.
حتما بخوانید:
برنامه نویسی PLC زیمنس با زبان Ladder Logic
مزایای Soft PLC:
PLC های نرم میتوانند به کاهش هزینه‌های تولید کمک کنند. آنها کارایی را تقویت می‌کنند که منجربه خروجی بیشتر و در نهایت سود بیشتر میشود. با مزایایی از جمله پیکربندی و نگهداری ساده‌تر، PLCهای Soft از انواع زبان‌های برنامه‌نویسی پشتیبانی می‌کنند. بنابراین آنها در محیط‌های صنعتی با حجم بالا که بروز رسانی‌های مکرر لازم است، انتخاب ایده‌آلی هستند.
مطابق با الزامات فعلی صنعت، یک دستگاه Soft PLC راه‌حل های امنیتی پیچیده‌ای را ارائه میدهد. بعنوان مثال، برای جلوگیری از دسترسی ناخواسته، شما را قادر میسازد تا محدودیت‌های دسترسی به داده‌های تولید را تغییر دهید.
معایب Soft PLC:
هیچ نرم افزار دیگری در کنار Soft PLC وجود ندارد.
حتما بخوانید:
مانیتورینگ و کنترل خطوط تولید (مانیتورینگ صنعتی)
انواع PLC بر اساس منبع تغذیه:
PLCها را بسته به منبع تغذیه میتوان به دو نوع اصلی تقسیم کرد:
بدون منبع تغذیه داخلی:
در واقع این نوع منبع تغذیه داخلی ندارند. یعنی باید به منبع تغذیه خارجی مانند باتری متصل شوند.
دارای منبع تغذیه داخلی:
این نوع دارای یک ولتاژ DC داخلی DC24V یا DC48V برای مدار داخل دستگاه است. بنابراین هرگز به باتری یا ترانسفورماتور جداگانه نیاز نخواهد داشت.
اینها کارآمدتر هستند زیرا نیازی به استفاده از فضا برای یک دستگاه تبدیل ولتاژ جداگانه و کاهش تعداد قطعاتی که ممکن است خراب شوند ندارند.
کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی برای چه مواردی استفاده میشوند؟
منبع تغذیه:
منبع تغذیه وظیفه اصلی یک PLC است. ورودی کنترل کننده منبع تغذیه با ولتاژ AC و خروجی ولتاژ DC خواهد بود. ولتاژ AC عرضه شده توسط شرکت برق دارای فرکانس 50 هرتز یا 60 هرتز است. بسته‌به کشوری که در آن استفاده میشود. ولتاژ عرضه‌شده میتواند از 110 ولت تا 220 ولت AC در کشورهای مختلف متفاوت باشد.
ولتاژی که ارائه میشود با استفاده از یک ترانسفورماتور کاهش مییابد تا مقادیر کمتر شود. این کار برای کارکرد آن با تجهیزات صنعتی انجام میشود. برنامه PLC باید ترانسفورماتورهای کاهنده مورد استفاده برای تبدیل ولتاژ را کنترل کند. سپس، سیگنال‌های DC بسته‌به‌نیاز صنعتی خاص بدست می‌آیند.
یکی دیگر از عملکردهای واحد کنترل منبع تغذیه، تنظیم ولتاژ DC است. منبع تغذیه تنظیم شدهDC برای ارائه یک خروجی ثابت استفاده‌میشود. به این معنی که بار متصل به این منبع باید مقدار ثابتی داشته باشد، بدون توجه به نوسانات ولتاژ AC ورودی.
ورودی:
کنترلر منطقی قابل برنامه‌ریزی داده‌ها را از حسگرها یا سایر دستگاه‌هایی که به آن متصل هستند دریافت می کند که ماژول های ورودی نامیده می شوند. اینها برای تشخیص شرایط خطرناک استفاده میشوند. آنها میتوانند دمای بالا، سطح آب پایین و فشار بالا را در یک مخزن تشخیص دهند.
حتما بخوانید:
ترفند های کاربردی برنامه نویسی PLC
برنامه نویسی Step 7 زیمنس چیست؟
بازار کار پی ال سی PLC در خارج از کشور
در حال پردازش:
کنترلر در اینجا دو عملکرد عمده را انجام میدهد. داده‌های دریافتی را با اطلاعات ذخیره شده مقایسه میکند و بر اساس این مقایسه‌ها تصمیم میگیرد. بعنوان مثال، اگر فشار بیش از حد در یک مخزن وجود داشته‌باشد، کنترل کننده میتواند آن اطلاعات را با داده‌دیگری که به آن میگوید فشار را آزاد کند، مقایسه کند. این همان چیزی است که وقتی میبینید بخار از قوری می‌آید.
خروجی:
دستگاه منطقی قابل برنامه‌ریزی سیگنال های تجربه‌شده‌توسط دنیای خارج را ارسال میکند. مثلاً چشمک زدن نور در یک تقاطع یا روشن شدن آژیر. همچنین میتواند سرعت را کنترل کند یا سیستم‌هایی مانند هشدارهای امنیتی و کنترل دما را فعال کند.
قسمت دستگاه برنامه‌نویسی:
چندین دستگاه برنامه نویسی برای عیب یابی، اصلاح و ورود به یک برنامه PLC استفاده می شود. در این مورد، اجزای ترمینال برنامه نویسی شامل رایانه شخصی و دستگاه های مبتنی بر دست است. یک دستگاه اختصاصی از طریق یک کابل اتصال در یک جزء برنامه‌نویسی دستی به یک PLC متصل میشود. این دستگاه شامل چندین کلید است که به شما امکان میدهد کد را حذف، ویرایش و در PLC وارد کنید. دستگاه‌های دستی شامل یک نمایشگر کوچک برای ساخت دستورالعمل برنامه‌ریزی شده برای قابل مشاهده بودن هستند.
بسته به‌خروجی‌ها و ورودی‌ها، PLC میتواند به‌ضبط و نظارت بر داده‌های زمان اجرا، از جمله دمای کار، بهره‌وری دستگاه، ایجاد آلارم در هنگام خرابی دستگاه، و شروع و توقف خودکار فرآیندها کمک کند.
خرید انواع HMI ، PLC ، SCADA به سایت فروشگاهی ما و نیز جهت برنامه‌نویسی هر یک از این تجهیزات میتوانید به فرم مشاوره رایگان و نیز واتس‌اپ ما مراجعه فرمایید.
حتما بخوانید:
تفاوت کنترل کننده های صنعتی IPC.PLC.PAC و کاربرد هر کدام
جمع بندی:
انواع plc راه‌حل های کنترلی قوی و انعطاف پذیری هستند که میتوانند با چندین کاربرد سازگار شوند. بعنوان مثال، محصولاتی از جمله انرژی‌های نو و اتوماسیون صنعتی، تجهیزات ساختمان، ابزار و مترها، دستگاه‌های تبدیل نیرو و دستگاه‌های ولتاژ پایین، از این کنترل کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی استفاده می‌کنند. جهت دریافت مشاوره رایگان میتوانید از طریق فرم درخواست مشاوره و نیز واتس اپ مراجعه نمایید.
