کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی یا PLC (Programmable Logic Controller) یکی از مهم ترین اجزای سیستم های اتوماسیون صنعتی است. این دستگاه که به عنوان موتور بسیاری از فرآیندهای صنعتی عمل می کند، نقش مهمی در کنترل و نظارت بر ماشین آلات و فرآیندهای تولید ایفا می کند. در این مقاله مروری جامع بر PLC، تاریخچه، ساختار، عملکرد، کاربردها و آینده آن خواهیم داشت.
تاریخچه PLC
تاریخچه PLC به اواخر دهه 1960 باز می گردد. نگهداری و اصلاح این سیستم ها پیچیده، سنگین و دشوار بود.
در سال 1968، جنرال موتورز از مهندسان خواست تا جایگزینی برای سیستم های کنترل رله طراحی کنند. این نیاز منجر به توسعه اولین PLC توسط Bedford Associates (بعدها Modicon) شد. این PLC اولیه Modicon 084 نام داشت و به سرعت توسط صنعت مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان، PLC ها به طور قابل توجهی توسعه یافته اند و اکنون به عنوان یکی از پایه های اصلی اتوماسیون صنعتی شناخته می شوند. برای خرید PLC به صفحه دلتا PLC مراجعه کنید.
ساختار PLC
یک PLC معمولی از چندین جزء اصلی تشکیل شده است:
1. واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز PLC، مسئول اجرای برنامه و پردازش داده ها است.
2. انرژی: تامین توان الکتریکی مورد نیاز برای عملیات PLC.
3. ماژول های ورودی: دریافت سیگنال های الکتریکی از سنسورها و سوئیچ های مختلف.
4. واحدهای خروجی: ارسال دستورات کنترلی به محرک ها مانند موتورها، شیرها و غیره.
5. حافظه: شامل حافظه برنامه (برای ذخیره برنامه های کاربر) و حافظه داده (برای ذخیره متغیرها و پردازش داده ها).
6. واحد ارتباط: ارتباط با PLC، HMI و سیستم های کنترل بالاتر.
نحوه عملکرد PLC
عملیات PLC را می توان در چند مرحله اصلی خلاصه کرد:
1. خواندن ورودی ها: PLC وضعیت همه ورودی ها را خوانده و در حافظه ذخیره می کند.
2. اجرای برنامه: CPU برنامه ذخیره شده در حافظه را اجرا می کند. این برنامه حاوی دستورالعمل هایی است که مشخص می کند PLC چگونه باید به ورودی های مختلف پاسخ دهد.
3. Update Output: با توجه به نتایج اجرای برنامه، PLC وضعیت خروجی را به روز می کند.
4. خانه داری: انجام کارهای داخلی مانند عیب یابی، ارتباط و ....
5. حلقه زدن: این فرآیند بارها و بارها، معمولاً در کسری از ثانیه تکرار می شود.
زبان های برنامه نویسی PLC
برنامه نویسی PLC معمولاً با استفاده از یکی از پنج زبان استاندارد تعریف شده در IEC 61131-3 انجام می شود:
1. نمودار نردبانی (LD): یک زبان گرافیکی شبیه به نمودارهای مدار رله.
2. نمودار بلوک عملکردی (FBD): زبان گرافیکی با استفاده از بلوک های عملکردی.
3. Scripting System (ST): یک زبان برنامه نویسی در مقیاس بزرگ شبیه پاسکال.
4. Instruction List (IL): یک زبان برنامه نویسی سطح پایین مانند اسمبلی.
5. نمودار توابع متوالی (SFC): یک زبان گرافیکی که برای توصیف دنباله ای از عملیات استفاده می شود.
انتخاب زبان برنامه نویسی به پیچیدگی برنامه، علاقه برنامه نویس و قابلیت های PLC بستگی دارد.
https://tejaratonline.ir/fa/news/239111/%D9%BE%DB%8C-%D8%A7%D9%84-%D8%B3%DB%8C-%D9%82%D9%84%D8%A8-%D8%AA%D9%BE%D9%86%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%AA%D9%88%D9%85%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%88%D9%86-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA%DB%8C
برنامه های کاربردی PLC
PLC ها در بسیاری از صنایع و کاربردها استفاده می شوند.
1. خطوط تولید و مونتاژ: کنترل ربات ها، تسمه نقاله و ماشین آلات.
2. سیستم HVAC: دما، رطوبت و تهویه را در ساختمان ها کنترل می کند.
3. صنایع فرآیندی: کنترل فرآیندهای شیمیایی، نفت و گاز و مواد غذایی.
4. سیستم های حمل و نقل: کنترل ترافیک، سیستم های مترو و فرودگاه ها.
5. تصفیه آب و فاضلاب: کنترل پمپ ها، شیرها و سیستم های تصفیه.
6. تولید انرژی: کنترل نیروگاه ها و سیستم های انرژی تجدیدپذیر از جمله محصولات مورن سان.
7. صنعت خودرو. کنترل خط تولید و تست خودرو
8. سیستم های ایمنی: کنترل سیستم های اعلام و اطفاء حریق.
مزایای استفاده از PLC
PLC ها دارای چندین مزیت هستند که آنها را به انتخاب خوبی برای کاربردهای صنعتی تبدیل می کند:
1. انعطاف پذیری: امکان تغییر و به روز رسانی برنامه بدون تغییر سخت افزار.
2. قابلیت اطمینان بالا: طراحی قوی برای عملیات در محیط های صنعتی خشن.
3. سرعت بالا: زمان پاسخ سریع برای کنترل فرآیندهای پیچیده.
4. Modularity: امکان گسترش و تغییر سیستم با افزودن یا حذف ماژول ها.
5. ارتباط گسترده: توانایی برقراری ارتباط با سایر سیستم ها و شبکه های صنعتی.
6. تشخیص و تصحیح خطا: قابلیت های پیشرفته برای شناسایی و اصلاح مشکلات.
7. کاهش هزینه ها: کاهش هزینه های نگهداری و افزایش بهره وری.
چالش ها و محدودیت های PLC
اگرچه مزایای زیادی وجود دارد، PLC ها با چالش ها و محدودیت هایی نیز روبرو هستند:
1. هزینه های اولیه بالا: هزینه خرید و اجرای سیستم PLC می تواند بالا باشد.
2. نیاز به مهارت: برنامه نویسی و نگهداری PLC ها نیازمند دانش و مهارت های تخصصی است.
3. محدودیت های پردازش: در مقایسه با کامپیوترهای صنعتی، PLC قدرت پردازش محدودتری دارد
4. امنیت سایبری: با افزایش اتصال به شبکه، PLC ها در معرض تهدیدات امنیتی قرار می گیرند.
5. استانداردسازی: با وجود تلاش ها، هیچ استاندارد کاملاً مورد توافقی برای PLC ها وجود ندارد
آینده PLC
صنعت PLC در حال تحول است و روندهای آتی عبارتند از:
1. ادغام با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: افزودن قابلیت های پیش بینی و بهینه سازی.
2. اینترنت صنعتی اشیا (IIoT): ادغام بیشتر PLC ها با سیستم های متصل و مبتنی بر داده.
3. امنیت پیشرفته: سازوکارهای امنیتی قوی تری را برای مقابله با تهدیدات سایبری ایجاد کنید.
4. مجازی سازی: استفاده از PLC های مجازی برای شبیه سازی و آزمایش، مانند PLC Fatak.
5. برنامه نویسی بصری پیشرفته: ابزارهای برنامه نویسی بصری کارآمدتر و کاربرپسندتر را توسعه دهید.
6. ارتباطات در سیستم های رباتیک پیشرفته: کنترل نسل جدیدی از ربات های هوشمند و مشارکتی.
انتخاب PLC مناسب
انتخاب PLC مناسب برای یک برنامه خاص به عوامل مختلفی بستگی دارد:
1. تعداد ورودی/خروجی مورد نیاز
2. نوع سیگنال ورودی / خروجی (دیجیتال یا آنالوگ)
3. سرعت پردازش مورد نیاز
4. حجم حافظه مورد نیاز است
5. الزامات ارتباطی
6. محیط کار (دما، رطوبت، ارتعاش و غیره)
7. استانداردها و مقررات صنعتی
8. وجوه موجود
برخی از تولیدکنندگان محبوب PLC عبارتند از زیمنس، آلن بردلی، اشنایدر الکتریک، امرون و میتسوبیشی.
یک نتیجه گیری
PLC ها نقش مهمی در اتوماسیون صنعتی مدرن دارند. این دستگاه های قدرتمند و انعطاف پذیر با قابلیت کنترل دقیق و مطمئن فرآیندهای پیچیده به ابزارهای ضروری در صنایع مختلف تبدیل شده اند. با پیشرفت تکنولوژی، PLC ها به تکامل خود ادامه می دهند و فرصت های جدیدی را برای حل چالش های صنعتی آینده ارائه می دهند.
آگاهی کامل از اصول کار PLC، زبان های برنامه نویسی و کاربردهای مختلف آن برای متخصصان اتوماسیون و مهندسین کنترل ضروری است. با توجه به روند رو به رشد اتوماسیون و دیجیتالی شدن صنایع، اهمیت PLC ها در سال های آینده همچنان رو به افزایش خواهد بود. در نهایت، PLC ها نه تنها ابزاری برای افزایش بهره وری و کارایی هستند، بلکه نقش مهمی در ایمنی، کیفیت و ثبات فرآیندهای کسب و کار دارند.
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
