PLC چیست ؟

Programmable Logic Controller (PLC)

در یک سیستم سنتی، شما باید مدار را دوباره سیم کشی کنید تا سیم کشی از اولین دکمه فشاری به چراغ پیلوت دوم برود و بالعکس. با این حال، از آنجایی که این دستگاه ها به یک PLC متصل هستند، انجام این تغییر به سادگی ایجاد یک تغییر کوچک در برنامه کنترل است.

مزایای PLC

علاوه بر انعطاف‌پذیری برنامه‌نویسی که به آن اشاره کردیم، PLC‌ها مزایای دیگری نسبت به سیستم‌های کنترل سنتی دارند.

1. قابلیت اطمینان بالا
2. فضای مورد نیاز کوچک
3. قابلیت های محاسباتی
4. کاهش هزینه ها
5. توانایی مقاومت در برابر محیط های سخت
6. قابلیت گسترش

اجزا PLC:

1. واحد پردازش مرکزی
2. سیستم ورودی/خروجی

واحد پردازش مرکزی

CPU دارای سه بخش است:

1. پردازنده
2. سیستم حافظه
3. منبع تغذیه

• پردازنده بخشی از CPU است که داده ها را کدگذاری، رمزگشایی و محاسبه می کند.
• سیستم حافظه بخشی از CPU است که هم برنامه کنترل و هم داده های تجهیزات متصل به PLC را ذخیره می کند.
• منبع تغذیه بخشی است که ولتاژ و جریان مورد نیاز PLC را برای کار کردن فراهم می کند.

سیستم ورودی/خروجی

سیستم I/O از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

1. Rack
2. ماژول های ورودی/خروجی

Rack یک محفظه با شکاف هایی در آن است که به CPU متصل است.

هنگامی که به درستی راه اندازی شود، هر ماژول ورودی/خروجی هم به طور ایمن به دستگاه های فیلد مربوطه متصل می شود و هم به طور ایمن در یک Slot در Rack نصب می شود.

این باعث ایجاد ارتباط فیزیکی بین تجهیزات میدانی و PLC می شود. در برخی PLC های کوچک، رک و ماژول های ورودی/خروجی به صورت یک واحد از پیش بسته بندی می شوند.

1. ورودی ها
2. خروجی ها

ورودی ها دستگاه هایی هستند که سیگنال/داده ای را به PLC می دهند. نمونه های معمولی ورودی ها دکمه های فشاری، سوئیچ ها و دستگاه های اندازه گیری هستند. اساساً، یک دستگاه ورودی به PLC می گوید: “هی، چیزی در اینجا اتفاق می افتد … شما باید این را بررسی کنید تا ببینید چگونه بر برنامه کنترل تأثیر می گذارد.” ( PLC چیست )

بیایید وانمود کنیم که یک مدار چراغ/سوئیچ بالاسری دارید که حاوی یک PLC است. در این شرایط سوئیچ و چراغ به جای سیم کشی به یکدیگر به PLC متصل می شوند.

بنابراین، هنگامی که سوئیچ را روشن می کنید، سوئیچ سیگنال “روشن” خود را به جای چراغ به PLC ارسال می کند. سپس PLC این سیگنال را به چراغ منتقل می کند و سپس روشن می شود.

دو نوع اصلی دستگاه ورودی و خروجی وجود دارد:

1. گسسته
2. آنالوگ

دستگاه های گسسته ورودی و خروجی هایی هستند که فقط دو حالت دارند: روشن و خاموش. در نتیجه، سیگنال‌های ساده را به/از یک PLC ارسال/دریافت می‌کنند. این سیگنال ها فقط از 1 و 0 تشکیل شده اند. 1 به معنای روشن بودن دستگاه و 0 به معنای خاموش بودن دستگاه است. ( PLC چیست )

دستگاه های آنالوگ ورودی و خروجی هایی هستند که می توانند بی نهایت حالت داشته باشند. این دستگاه ها نه تنها می توانند روشن و خاموش باشند، بلکه می توانند به صورت 0 تا 100 درصد  باشند.

این دستگاه‌ها سیگنال‌های پیچیده را به/از یک PLC ارسال/دریافت می‌کنند. ارتباطات آنها از سیگنال های مختلفی تشکیل شده است، نه فقط بیت ها 1 و 0.

مثال

چراغ سقفی و سوئیچ که در مورد آن صحبت کردیم هر دو نمونه ای از دستگاه های مجزا هستند. سوئیچ فقط می تواند در هر زمان مشخص یا کاملاً روشن یا کاملاً خاموش باشد. همین امر در مورد نور نیز صادق است.

دماسنج و شیر کنترلی نمونه هایی از نوع دیگر دستگاه های ورودی/خروجی – آنالوگ هستند.

دماسنج یک دستگاه ورودی آنالوگ است زیرا داده هایی را ارائه می دهد که می تواند بی نهایت حالت داشته باشد. دما فقط گرم یا سرد نیست. می تواند حالت های مختلفی از جمله گرم، سرد، متوسط ​​و غیره داشته باشد.

یک شیر کنترل به همین دلیل یک خروجی آنالوگ است. می تواند کاملاً باز یا کاملاً بسته باشد، اما همچنین می تواند بین این دو حالت تنظیمات بی نهایت داشته باشد.

از آنجایی که دستگاه های ورودی و خروجی مختلف انواع مختلفی از سیگنال ها را ارسال می کنند، گاهی اوقات برای برقراری ارتباط با PLC مشکل دارند. در حالی که PLC ها دستگاه های قدرتمندی هستند، اما همیشه نمی توانند به “زبان” هر دستگاه متصل به آنها صحبت کنند.

اینجاست که ماژول‌های ورودی/خروجی که قبلاً در مورد آنها صحبت کردیم وارد می‌شوند. ماژول‌ها به عنوان «مترجم» بین دستگاه‌های میدانی و PLC عمل می‌کنند. آنها اطمینان حاصل می کنند که PLC و دستگاه های میدانی همه اطلاعات مورد نیاز خود را به زبانی دریافت می کنند که قابل درک باشد.

برنامه کنترل

ما کمی قبل در مورد برنامه کنترل بحث کردیم. برنامه کنترل یک برنامه نرم افزاری در حافظه PLC است. این چیزی است که کنترل را در یک کنترلر قابل برنامه ریزی قرار می دهد

کاربر یا طراح سیستم معمولاً کسی است که برنامه کنترل را توسعه می دهد. برنامه کنترل از چیزهایی به نام دستورالعمل تشکیل شده است. دستورالعمل ها در اصل، کدهای کوچک کامپیوتری هستند که ورودی ها و خروجی ها را وادار می کنند آنچه را که می خواهید انجام دهند تا به نتیجه ای که نیاز دارید برسید.

انواع مختلفی از دستورالعمل ها وجود دارد و آنها می توانند یک PLC را تقریباً هر کاری انجام دهد (افزودن و تفریق داده ها، زمان و شمارش رویدادها، مقایسه اطلاعات و غیره).

تنها کاری که باید انجام دهید این است که دستورالعمل ها را به ترتیب مناسب برنامه ریزی کنید و مطمئن شوید که آنها به دستگاه های مناسب می گویند که چه کاری انجام دهند شما یک سیستم کنترل شده با PLC دارید.

و به یاد داشته باشید، تغییر سیستم یک ضربه فوری است. اگر می خواهید سیستم به گونه ای متفاوت عمل کند، فقط دستورالعمل های موجود در برنامه کنترل را تغییر دهید.

PLC های مختلف انواع مختلفی از دستورالعمل ها را ارائه می دهند. این بخشی از چیزی است که هر نوع PLC را منحصر به فرد می کند. با این حال،

همه PLC ها از دو نوع دستورالعمل اصلی استفاده می کنند:

1. contacts
2. coils

contacts دستورالعمل هایی هستند که به شرایط ورودی برنامه کنترل اشاره می کنند، یعنی به اطلاعات ارائه شده توسط دستگاه های فیلد ورودی. هر مخاطب در برنامه کنترل، دستگاه میدان خاصی را نظارت می کند. contacts منتظر می ماند تا ورودی کار خاصی را انجام دهد (به عنوان مثال، روشن، خاموش کردن، و غیره – همه اینها به نوع contacts بستگی دارد).

سپس، contacts به برنامه کنترل PLC می گوید: «دستگاه ورودی فقط کاری را که قرار بود انجام دهد انجام داد. بهتر است بررسی کنید که آیا این قرار است روی هر یک از دستگاه های خروجی تأثیر بگذارد یا خیر.»

coils دستورالعمل‌هایی هستند که به خروجی‌های برنامه کنترل اشاره می‌کنند، یعنی به آنچه که هر دستگاه خروجی خاص قرار است در سیستم انجام دهد. مانند یک کنتاکت، هر coils یک دستگاه میدان خاصی را نیز نظارت می کند.

با این حال، بر خلاف یک کنتاکت که دستگاه را نظارت می کند و سپس به PLC می گوید چه کاری انجام دهد، یک coils برنامه کنترل PLC را نظارت می کند و سپس به دستگاه میدان می گوید که چه کاری انجام دهد. به دستگاه خروجی می گوید: «سلام، PLC به من گفت که سوئیچ روشن شده است. این بدان معناست که شما اکنون باید روشن شوید. پس بزن بریم!”

مثال

بیایید دوباره در مورد آن مدار سوئیچینگ سوپاپ صحبت کنیم، که در آن یک سوئیچ دیواری و یک چراغ سقفی به یک PLC متصل هستند. بیایید بگوییم با روشن کردن سوئیچ قرار است چراغ را روشن کند.

در این شرایط، برنامه کنترل PLC شامل یک کنتاکت است که دستگاه ورودی – سوئیچ دیواری – را برای وضعیت روشن و یک coils که به نور اشاره می کند، بررسی می کند. وقتی سوئیچ روشن می‌شود، کنتاکت «برقدار می‌شود»، به این معنی که به PLC می‌گوید که شرایطی که به دنبال آن بود اتفاق افتاده است. ( PLC چیست )

PLC این اطلاعات را با برقدار  شدن به دستورالعمل سیم پیچ منتقل می کند. این به coils  می فهماند که باید به خروجی مرجع خود – چراغ – بگوید تا روشن شود.

فرایند اسکن: این فرآیند سه مرحله ای نظارت بر ورودی ها، اجرای برنامه کنترل PLC و تغییر وضعیت خروجی ها بر این اساس، اسکن نامیده می شود.

حافظه PLC

سیستم حافظه یک PLC بسیار پیچیده است و به آن اجازه می دهد اطلاعات نه تنها در مورد برنامه کنترل بلکه در مورد وضعیت همه ورودی ها و خروجی ها نیز ذخیره کند. برای پیگیری همه این اطلاعات، از سیستمی به نام آدرس دهی استفاده می کند.

آدرس یک برچسب یا عددی است که نشان می دهد یک قطعه خاص از اطلاعات در کجای حافظه PLC قرار دارد.

درست همانطور که آدرس منزل شما محل زندگی شما را در شهرتان مشخص می کند، آدرس یک دستگاه یا بخشی از داده نیز نشان می دهد که اطلاعات مربوط به آن کجا در حافظه PLC قرار دارد.

به این ترتیب، اگر یک PLC بخواهد اطلاعات مربوط به یک دستگاه میدانی را بیابد، می‌داند که در آدرس مربوطه خود به آن نگاه کند.

برخی از آدرس ها حاوی اطلاعاتی درباره وضعیت دستگاه های میدانی خاص هستند. آدرس های دیگر داده هایی را ذخیره می کنند که نتیجه محاسبات برنامه کنترل است.

برخی دیگر حاوی داده های مرجع وارد شده توسط برنامه نویس سیستم هستند. با این وجود، مهم نیست که چه نوع داده ای باشد، یک PLC از طرح آدرس دهی خود برای پیگیری همه آن ها استفاده می کند. به این ترتیب، زمانی که به آن نیاز داشته باشد، داده های مناسب را در اختیار خواهد داشت.

PLC ها در ابتدا می توانند کمی دلهره آور به نظر برسند، اما نیازی به وحشت نیست. فقط به یاد داشته باشید که همه PLC ها از قوانین اساسی عملیاتی که ما در مورد آن صحبت کردیم پیروی می کنند. همه PLC ها دارای یک CPU و یک سیستم ورودی/خروجی هستند.

همچنین همه آنها از یک برنامه کنترلی، دستورالعمل ها و آدرس دهی استفاده می کنند تا تجهیزات موجود در سیستم کنترل را کاری که قرار است انجام دهد، انجام می دهد.

و مهم نیست که چند ورودی و خروجی به آن اضافه کنید، هر PLC سه کار مشابه را انجام می دهد:

1.  دستگاه های ورودی خود را بررسی می کند،
2. برنامه کنترل خود را اجرا می کند
3. دستگاه های خروجی خود را بر اساس آن به روز می کند. بنابراین در واقعیت، درک PLC ها به سادگی 1-2-3 است!

اکنون که می دانید این موارد به نام PLC چیست و چگونه زندگی ما را آسان می کند، ممکن است بخواهید قدم بعدی را بردارید و نحوه استفاده از آنها را بیاموزید. اگر این کار را انجام دهید، در مسیر درستی هستید.

از آنجایی که PLC ها در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری مورد استفاده قرار می گیرند، دانش کاری PLC ها یک مهارت ارزشمند است. ( PLC چیست )

برای مطالعه در مورد تفاوت بین کنتاکتور و رله کلیک کنید.