مشخصات و کاربرد PLC

مشخصات و کاربرد PLC

در این مقاله قصد داریم به بررسی مشخصات و کاربرد PLC بپردازیم و همچنین آن را با رله ها مقایسه کنیم. PLC تبدیل به محبوب ترین ابزار در صنایع برای کنترل فرآیندهای مختلف است که در صنعت انجام می شود. PLC یک کامپیوتر از نوع صنعتی است که برای کنترل عملکردها قابل برنامه ریزی است. سیستم کنترل سیم کشی به دلیل قابلیت برنامه ریزی آن از صنایعی مانند کنترل رله حذف شده است. مزیت اصلی آن این است که زبان برنامه نویسی آن بسیار ساده است و نیازی به استفاده از ابزارهای خاص مانند سایر زبان های کامپیوتری مانند C، C++ و غیره نیست. در آموزش پیش رو نیز با زبان برنامه نویسی و نحوه کار آن آشنا می شویم. بنابراین بیایید با مقدمه ای بر PLC شروع کنیم.

جهت مطالعه بیشتر در زمینه PLC و اتوماسیون صنعتی و همچنین در زمینه معرفی گیت های منطقی PLC کلیک کنید.

همچنین می توانید جهت مطالعه در مورد مینی PLC یا LOGO و آشنایی با گیت های منطقی آن کلیک کنید.

مقدمه ای بر کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی PLC

کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یک پیشرفت جدید برای صنایع هستند و از زمان پیدایش آنها، کار در صنایع و کنترل دستگاه های مختلف بسیار آسان شده است. برنامه‌های کنترل ‌کننده و فرآیند دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی معمولاً در ذخیره‌ سازی با حافظه غیرفرار یا باتری ذخیره می‌شوند. PLC توانایی برقراری ارتباط با سایر کنترلرهای خود یا دستگاه های کامپیوتری را داشته که برای کار به عنوان یک سیستم نظارتی عمل می کند و برای سایر کنترلرها و ارسال و دریافت برنامه های مختلف نظارت دارد.

PLCمانند یک سیستم واقعی است زیرا خروجی هر فرآیندی که تحت کنترل PLC است به ورودی ها بستگی دارد، از این رو می توان گفت که PLC به طور کلی یک کامپیوتر دیجیتال است که برای کنترل ماشین ساخته می شود. البته متفاوت از کامپیوترهای شخصی که با توجه به شرایط کاری صنعت برای آن آماده شده است و از ورودی و خروجی های مخصوص و زبان برنامه نویسی ویژه آن تشکیل شده است. قبل از به وجود آمدن PLCها، جایگزین آنها رله ها بودند اما به دلیل قابلیت‌های کاربردی فراوانی که در ارسال‌های صنعتی پیچیده متعددی دارند جایگزین رله ها شدند و از آنجایی که ساختار آنها همانند کامپیوتر است، نه تنها برای سوئیچینگ رله ها بلکه می توانند کاربردهای زیادی مانند محاسبه زمان، شمارش، مقایسه و پردازش سیگنال های آنالوگ مختلف را نیز انجام دهند.

مقایسه PLC و رله

1) PLC مزایای زیادی نسبت به رله محافظ کار با استفاده از کنترل دارد. رله از سیم‌کشی‌های زیادی استفاده می‌کند اما PLC از سیم‌کشی سیستم اجتناب می‌کند و رله را می‌توان فقط برای عملکرد تک یا خاص استفاده کرد، اما PLC عملکردهای زیادی را انجام می‌دهد.

2) در صورت وجود رله در صنایع خودروسازی، باید تمام سیم ‌کشی‌های یک فرآیند کنترل تغییر داده شود که این کار هزینه زیادی را شامل می شود ولی در PLC سیستم‌های سیم‌کشی حذف شده است.

3) ساختن هر برنامه ای و تغییر آن در PLC بسیار آسان است، در حالی که در سیستم رله اتصال سیم و جدا کردن آن بسیار دشوار است.

4) برای اتصال رله در مدار نیاز است تا سیم های زیادی در مدار قرار بگیرد، اما در PLC تعداد کمی از اتصالات نیاز به سیم کشی دارد که این مقرون به صرفه است.

مزایای  PLC چیست؟

1) هنگامی که یک برنامه توسط PLC تایپ و پیاده سازی می شود، می تواند به راحتی برای سایر دستگاه های PLC استفاده شود چرا که این برنامه ها به راحتی در حافظه PLC ذخیره شده اند.

2) از آنجایی که تمام برنامه های منطقی در حافظه PLC ذخیره می شوند، بنابراین احتمال آسیب جزئی به برنامه ها وجود ندارد.

3) برنامه نویسی آنها می تواند جایگزین کابل کشی های فراوان بیرونی باشد چرا که برای یک کنترل کننده کد نویسی متفاوتی در صنایع الزامی است.

4) PLCها همچنین قابلیت اطمینان مرتبط با عناصری دیگر مانند قطعات الکترونیکی را ارائه می دهند.

5) در PLC عملکرد ورودی ها و خروجی ها توسط برنامه تعریف می شود و اینکه نیاز به اتصالات سیمی نمی باشد.

6) اگر نیاز به آپدیت سیستم باشد فقط برنامه باید تغییر کند و نیازی به تغییر تمام اتصالات سیستم نمی باشد.

7) به دلیل داشتن سرعت پاسخگویی بالا می توان از آنها در مدارهایی که نیاز به عملیات با سرعت زیاد دارند استفاده نمود.

8) عیب یابی PLC آسان تر است به طوری که به کاربر اجازه می دهد مشکل به وجود آمده در برنامه یا هر مداری را شناسایی و حل کند.

مشخصات و کاربرد PLC 

PLC کاربردهای زیادی دارد اما سه تا از کاربردهای مهم آن شامل موارد زیر هستند:

برنامه تک واحدی PLC

PLCتک واحدی شامل یک کنترلر PLC برای کنترل و نظارت بر فرآیند یک واحد است. و آن را نمی توان برای ارتباط با سایر پردازنده ها یاPLC ها استفاده کرد. البته پیچیدگی کار نیز نقش قابل توجهی در تعیین انتخاب نوع PLC نیز دارد. به طوری که در بخش تک واحدی PLCها می توانند با یک CPU قوی کار کنند. که اندازه بزرگتری دارند ولی معمولا در این بخش از PLCهای کوچک استفاده می شود.

برنامه چند وظیفه ای یا چند واحدی  PLC

در این بخش به طور همزمان بسیاری از واحدهای موجود در کار توسط کنترل ‌کننده PLC نظارت می‌ شود. همچنین قابلیت ورودی و خروجی، یک نکته مهم در این بخش می باشد. به طوری که اگر PLC یک سیستم فرعی، بخواهد با یک PLC مرکزی یا پردازشگر ارتباط برقرار کند، در این صورت به یک سیستم بزرگ ارتباطی نیاز می باشد.

برنامه های کاربردی مدیریت کنترل PLC

در بخش مدیریت کنترل، یک PLC قادر به کنترل بسیاری از دستگاه های دیگر نیز می باشد. در این بخش به یک CPU PLC بزرگتر نیاز است تا قابلیت اتصال به سایر کنترلرهای PLC داشته باشد. مدیریت کنترل، تعداد زیادی از پردازنده‌های PLC را با دریافت (دانلود) برنامه‌ها مدیریت می‌کند. و به سایر پردازنده‌های PLC دستور می‌دهد که چه کاری باید انجام دهند.

مشخصات حافظه PLC

در ادام مبحث مشخصات و کاربرد PLC باید بدانیم، حافظه بخشی از یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی است. که آمار، دستورات و برنامه های کنترل کننده را جمع آوری می کند. فضا یا اندازه ذخیره سازی PLC معمولاً با (K)، مانند (1K)، (2K)، و غیره نشان داده می شود. که مخفف کیلو است و معمولاً 1000 واحد را نشان می دهد.

اما در مورد رایانه ها و کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر، یک (K) برابر با 1024 است. زیرا این محاسبات بر اساس سیستم اعداد باینری صورت می گیرد. و با توجه به دسته حافظه، یک (K) را می توان به صورت (1024 بیت)، (1024 بایت)، یا (1024 کلمه) نشان داد.

ارتباطات PLC (پورت ارتباطی)

هر پردازشگر PLC ارتباطات متفاوتی را نظارت می کند که این ارتباطات توسط CPU PLC انجام شده و شامل مجموعه زیر می باشند:

1- ارتباط به صورت یک پورت USB به کامپیوتر برنامه نویس در ماژول CPU.

2- ارتباط از طریق رابط تعریف شده با ماژول های ورودی و خروجی (I/O).

3- ارتباط از طریق انواع شبکه ها و اترنت با دیگر PLCها و سایر دستگاه های اتوماسیون صنعتی.