PLC پی ال سی

معرفی PLC (کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر)

PLC مخفف عبارت Programmable Logic Controller به معنای “کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر” است. این دستگاه یک رایانه صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای اتوماسیون در خطوط تولید، ماشین‌آلات و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود.

چرا از PLC استفاده می‌شود؟

قبل از PLCها، از رله‌ها، تایمرها و کنترل‌کننده‌های مکانیکی برای کنترل فرآیندها استفاده می‌شد. اما این روش‌ها محدود، پیچیده، پرهزینه و مشکل در تعمیر و نگهداری بودند.

PLC این مشکلات را حل کرد چون:

• برنامه‌پذیر است (می‌توان برنامه را تغییر داد بدون نیاز به تغییر سخت‌افزار)
• پایدار و مقاوم در برابر نویز و شرایط سخت صنعتی است
• سرعت بالا و دقت زیادی دارد
• قابل توسعه و ماژولار است

اجزای اصلی PLC

1. واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز سیستم که برنامه را اجرا می‌کند.
2. حافظه: ذخیره‌سازی برنامه‌ها و داده‌ها.
3. ورودی‌ها (Inputs): سیگنال‌هایی که از سنسورها و دکمه‌ها دریافت می‌کند.
4. خروجی‌ها (Outputs): سیگنال‌هایی که برای کنترل موتور، شیر، چراغ و… ارسال می‌کند.
5. منبع تغذیه: برق مورد نیاز سیستم را تأمین می‌کند.
6. پورت ارتباطی: برای ارتباط با سایر دستگاه‌ها یا کامپیوتر جهت برنامه‌نویسی.

نحوه کار PLC

1. ابتدا سیگنال‌ها از تجهیزات ورودی (مثل دکمه‌ها یا سنسورها) وارد PLC می‌شود.
2. CPU برنامه نوشته‌شده توسط مهندس را اجرا می‌کند.
3. براساس منطق برنامه، تصمیم می‌گیرد کدام خروجی‌ها باید فعال یا غیرفعال شوند.
4. در نهایت، فرمان‌هایی به خروجی‌ها (مثل رله، موتور یا شیر برقی) ارسال می‌شود.

زبان‌های برنامه‌نویسی PLC

• Ladder Diagram (LD): شبیه نقشه‌های رله‌ای
• Function Block Diagram (FBD): براساس بلوک‌های منطقی
• Structured Text (ST): زبان سطح بالا شبیه به پاسکال
• Instruction List (IL) و Sequential Function Chart (SFC) نیز استفاده می‌شوند.

کاربردهای PLC

• کنترل خطوط تولید در کارخانه‌ها
• اتوماسیون ماشین‌آلات صنعتی
• سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)
• مدیریت سیستم‌های روشنایی
• تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
• سیستم‌های حمل‌ونقل خودکار

✅ برندهای معروف PLC در دنیا

1. Siemens (زیمنس) – آلمان

• یکی از معتبرترین و پرکاربردترین برندهای PLC در جهان.
• سری معروف: S7-1200، S7-1500، S7-300، S7-400
• زبان برنامه‌نویسی: TIA Portal، STEP 7
• مزایا:
  • کیفیت بالا
  • قابلیت توسعه بالا
  • پشتیبانی گسترده در صنعت
• کاربرد: خطوط تولید پیشرفته، صنایع بزرگ (مثل فولاد، پتروشیمی، خودروسازی)

2. Allen-Bradley (آلن بردلی) – آمریکا (زیرمجموعه Rockwell Automation)

• سری معروف: MicroLogix، CompactLogix، ControlLogix
• نرم‌افزار: RSLogix 500 و Studio 5000
• مزایا:
  • یکپارچگی با سیستم‌های SCADA و HMI
  • پشتیبانی عالی در آمریکای شمالی
• کاربرد: صنایع نفت و گاز، داروسازی، ماشین‌آلات صنعتی

3. Mitsubishi Electric (میتسوبیشی) – ژاپن

• سری معروف: FX، Q، iQ-R
• نرم‌افزار: GX Works
• مزایا:
  • سرعت بالا
  • اندازه کوچک و مناسب برای پروژه‌های فشرده
  • قیمت مناسب
• کاربرد: صنایع بسته‌بندی، تجهیزات خودکار، ماشین‌سازی

4. Omron (امرون) – ژاپن

• سری معروف: CP1E، CP1H، CJ2، NX1P
• نرم‌افزار: CX-Programmer و Sysmac Studio
• مزایا:
  • مناسب برای سیستم‌های کوچک و متوسط
  • رابط کاربری ساده و قابل فهم
• کاربرد: دستگاه‌های کوچک، سیستم‌های اندازه‌گیری، تجهیزات آزمایشگاهی

5. Schneider Electric – فرانسه

• سری معروف: Modicon M221، M241، M340، M580
• نرم‌افزار: EcoStruxure Machine Expert (قبلاً SoMachine)
• مزایا:
  • پشتیبانی از شبکه‌های متنوع مانند Modbus، Ethernet/IP
  • طراحی ماژولار
• کاربرد: صنایع انرژی، تاسیسات ساختمان، کنترل موتور

6. Delta – تایوان

• سری معروف: DVP Series
• نرم‌افزار: WPLSoft
• مزایا:
  • قیمت اقتصادی
  • مناسب برای پروژه‌های کوچک تا متوسط
• کاربرد: دستگاه‌های بسته‌بندی، کنترل دما، سیستم‌های کوچک خودکار

7. Fatek – تایوان

• سری معروف: FBs Series
• نرم‌افزار: WinProLadder
• مزایا:
  • کاربری ساده
  • مناسب برای آموزش و پروژه‌های دانشجویی
• کاربرد: پروژه‌های آموزشی، دستگاه‌های ساده صنعتی

🛠️ تعمیرات PLC (عیب‌یابی و نگهداری)

تعمیرات PLC بخش مهمی از نگهداری سیستم‌های اتوماسیون صنعتی است. PLCها معمولاً پایدار و قابل‌اعتماد هستند، ولی ممکن است به دلایل مختلف دچار مشکل شوند. در این حالت، عیب‌یابی و تعمیر دقیق و اصولی ضروری است تا از توقف تولید جلوگیری شود.

🔍 مراحل کلی عیب‌یابی و تعمیر PLC

1. بررسی اولیه و مشاهده وضعیت LEDها

• بیشتر PLCها دارای چراغ‌های LED برای نشان دادن وضعیت برق، ورودی/خروجی، خطا و اجرای برنامه هستند.
• حالت‌های معمول:
  • RUN روشن: سیستم در حال کار است.
  • ERROR روشن یا چشمک‌زن: خطا در سخت‌افزار یا برنامه.
  • PWR خاموش: مشکل در منبع تغذیه.

2. بررسی منبع تغذیه (Power Supply)

• اطمینان از ولتاژ ورودی مناسب (مثلاً 24V DC یا 220V AC)
• استفاده از مولتی‌متر برای بررسی ولتاژ ورودی و خروجی پاور

3. بررسی ماژول‌های ورودی/خروجی (I/O)

• بررسی اتصالات سیم‌ها و کانکتورها
• اطمینان از ارسال یا دریافت سیگنال‌ها به‌درستی (مثلاً روشن شدن چراغ ورودی هنگام فشردن دکمه)
• تعویض ماژول معیوب در صورت نیاز

4. بررسی برنامه PLC

• اتصال PLC به لپ‌تاپ با کابل مناسب (USB یا Ethernet)
• استفاده از نرم‌افزار مخصوص برند (مثل TIA Portal برای زیمنس یا GX Works برای میتسوبیشی)
• بررسی وضعیت اجرای برنامه، حلقه‌های بی‌پایان، خطاهای منطقی یا ناهماهنگی با ورودی‌ها/خروجی‌ها

5. بررسی ارتباطات شبکه‌ای (در صورت وجود)

• بررسی کابل‌های شبکه، پروتکل‌ها (مانند Modbus، Profibus، EtherNet/IP)
• تست ارتباط با سایر دستگاه‌ها مثل HMI، اینورتر یا سنسورها

⚠️ خطاهای رایج در PLC و راه‌حل‌ها

🧰 ابزارهای مورد نیاز برای تعمیر PLC

• مولتی‌متر برای تست ولتاژ
• کابل ارتباطی PLC (بسته به برند)
• لپ‌تاپ با نرم‌افزار برنامه‌نویسی PLC
• دفترچه راهنمای PLC
• ماژول یدکی برای تست و جایگزینی

✅ توصیه‌های مهم برای نگهداری PLC

1. نصب در مکان خشک و دارای تهویه مناسب
2. استفاده از فیلتر برق یا UPS برای محافظت در برابر نوسانات
3. بک‌آپ‌گیری منظم از برنامه
4. ثبت و آرشیو خطاها برای تحلیل بهتر
5. پاک‌سازی دوره‌ای گرد و غبار از تابلو برق