پی ال سی (PLC) یک کنترلر منطقی قابل برنامه نویسی است که به عنوان مغز اتوماسیون صنعتی، مدیریت فرآیندها و تجهیزات را با دقت بالا، ایمنی تضمینی و انعطاف پذیری فراهم می کند. این دستگاه با پردازش ورودی ها و اجرای برنامه ذخیره شده، خروجی های مورد نظر را به سیستم های صنعتی ارائه می دهد و جایگزین روش های سنتی رله ای شده است.
پی ال سی (PLC) چیست؟
پی ال سی یا Programmable Logic Controller (کنترل کننده منطقی قابل برنامه نویسی)، یک کامپیوتر صنعتی بوده که برای اتوماسیون و کنترل پیشرفته فرآیندها و دستگاه های صنعتی استفاده می شود. PLC جهت اجرای دستورات منطقی، محاسبات و کنترل کلیه فعالیت هایی ساخته شده که نیازمند قابلیت اطمینان و سرعت بسیار بالا است. این سیستم ضمن فراهم کردن برنامه نویسی آسان و عیب یابی سریع، بهبود کارایی خطوط تولید و سیستم های روباتیک را با کیفیت تضمینی به همراه دارد.
در واقع، پی ال سی با دریافت داده های ورودی (مانند سنسور، سوئیچ و …)، پردازش این اطلاعات طبق برنامه موجود در حافظه داخلی خود و صدور دستورات خروجی (مانند راه‌اندازی موتور، شیر برقی و غیره) منطق کنترل را پیاده‌سازی می کند. امکان تغییر و توسعه منطق کاری با ویرایش نرم افزاری برنامه PLC فراهم است و این امر باعث انعطاف پذیری بالای سیستم های کنترلی می شود.
نحوه کارکرد و ساختار پی ال سی
پی ال سی ها برای تحمل شرایط سخت کارخانه ای از جمله گرما، سرما، رطوبت، گرد و غبار و نویز محیطی طراحی شده اند. این دستگاه ها مجهز به یک ریز پردازنده مرکزی بوده و با استفاده از یک زبان برنامه نویسی خاص (اغلب Ladder Diagram)، از طریق نرم افزار های مرتبط در کامپیوتر برنامه ریزی می شوند. پس از نوشتن برنامه، با کابل مخصوص به PLC منتقل می شود و به سادگی قابل اصلاح است.
توسعه اولیه پی ال سی ها از صنعت خودرو سازی آغاز شد. با حذف رله ها و تایمرهای پرهزینه و کند، سیستم کنترل خطوط تولید به شدت بارگیری شد. دستگاه پی ال سی در زمان واکنش و خروجی گرفتن محدود بوده و اگر شرایط ورودی در زمان معین پاسخ نگیرد، تولید اختلال خواهد یافت.
انواع متنوعی از پی ال سی در بازار عرضه می شود. از مدل های کوچک و فشرده با چند ورودی/خروجی (I/O) گرفته تا مدل های ماژولار و رک مونت با هزاران I/O که قابلیت اتصال به شبکه و ارتباط با سایر PLCها یا سیستم اسکادا (SCADA) را دارند.
مهم‌ترین ویژگی های پی ال سی شامل تعداد ورودی/خروجی دیجیتال/آنالوگ، تعداد تایمر و شمارنده، ظرفیت حافظه برنامه نویسی، سرعت اجرای دستورات و انواع پورت های ارتباطی است. پورت های صنعتی برقراری ارتباط سریع با دستگاه ها و کنترل لحظه ای اطلاعات را تضمین می کنند.
اجزا و ساختار داخلی پی ال سی
هر PLC از دو بخش اصلی تشکیل شده است: سخت افزار و نرم افزار.
اجزای سخت افزاری پی ال سی
واحد پردازش مرکزی (CPU): هسته اصلی سیستم که برنامه را اجرا و وضعیت تجهیزات را به طور لحظه ای بررسی می کند. واحد کنترل همیشه عملکرد سیستم و لاجیک داخلی (مانند عملکرد رله و شمارنده) را رصد کرده و دستورات لازم را صادر می کند.
حافظه (RAM و EEPROM): رم برای نگهداری اطلاعات متغیر، تایمر، شمارنده و دیتای مربوط به برنامه های کاربر استفاده می شود. EEPROM حاوی برنامه ثابت و اطلاعات حیاتی جهت تشخیص اولیه و راه اندازی دستگاه است.
ورودی و خروجی ها (I/O): محل اتصال سنسورهای ورودی و تجهیزات اجرایی خروجی است، که شامل ترمینال‌های دیجیتال و آنالوگ است.
منبع تغذیه: اکثر پی ال سی ها با ولتاژهای ۲۴ ولت DC یا ۲۲۰ ولت AC کار می کنند.
واحد ارتباط پروسسوری و باس های داخلی (System Buses): برای تبادل داده، ارسال سیگنال کنترلی و ارتباط با تمامی اجزا داخلی به کار می‌روند.
اجزای نرم افزاری پی ال سی
نرم افزار پی ال سی برای ایجاد، توسعه، شبیه سازی و بارگذاری برنامه بر روی PLC استفاده می شود. برنامه نویسی توسط نرم افزار مخصوص هر برند، مانند Step7 برای زیمنس یا GX Works برای میتسوبیشی انجام می شود.
حافظه پی ال سی
در پی ال سی حافظه نیمه هادی استفاده شده و اطلاعات وارد شده توسط باتری پشتیبان یا خازن، حتی در هنگام قطع برق بایگانی می شود. حافظه برنامه نویسی و داده های عملیاتی را هر دو همزمان نگهداری می کند تا از بین نرود.
کاربردهای پی ال سی در صنعت
شرکت‌های معتبری مانند Siemens، Allen Bradley و Mitsubishi پی ال سی هایی با کیفیت بالا تولید می کنند که هرکدام برای نیازهای مختلف قابل استفاده اند. پی ال سی ها در طیف گسترده ای از صنایع از جمله:
- خطوط مونتاژ کارخانه های خودرو، ربوت های صنعتی؛
- خطوط تزریق و خم کاری فلزات؛
- ماشین آلات بسته بندی؛
- کوره های کنترل دما در صنایع سنگین؛
- سیستم های هوشمند ساختمان (روشنایی، تهویه)؛
- خطوط انتقال مواد (نوار نقاله‌ها، جرثقیل)؛
- صنایع شیمیایی، غذایی، تولید انرژی و تصفیه آب.
امروزه یادگیری پی ال سی برای تمام تکنسین ها و برقکاران صنعتی ضرورت دارد. تقریباً تمامی خطوط تولید مدرن و ماشین سازی ها از این سیستم های کنترل استفاده می کنند.
مزایای پی ال سی نسبت به روش سنتی
کاهش سیم کشی: سیم کشی در سیستم های مداری به شدت کمتر شده و عیب یابی سریع تر اتفاق می افتد.
مصرف برق پایین: پی ال سی انرژی کمی مصرف می کند که سبب راندمان بالاتر می گردد.
قابلیت توسعه آسان: تغییر منطق کاری تنها با ویرایش نرم افزار انجام می گیرد، بدون نیاز به تغییر سیم بندی.
عدم استهلاک مکانیکی: در پی ال سی برخلاف سیستم های رله ای، عمر مفید بالاتر است و احتیاجی به سرویس های دوره‌ای ندارد.
سرعت عکس العمل بالا: طی چند میکروثانیه پردازش انجام شده و خروجی صادر می شود.
کاهش نویز و افزایش امنیت: عملکرد سیستم دقت و امنیت بسیار بالاتری نسبت به مدارهای کنتاکتوری دارد.
هزینه نگهداری پایین: قطعات جانبی بسیار کمتری نسبت به روش های رله ای قدیمی نیاز دارد البته از آن جا که برزین الکترونیک سال ها در زمینه تعمیر plc فعالیت دارد در این زمینه نیز می تواند راهنمایی های لازم را انجام دهد.
تفاوت پی ال سی با کامپیوتر
تمام اجزای اصلی یک کامپیوتر در پی ال سی نیز وجود دارد، اما تفاوت عمده این است که خروجی های پی ال سی می توانند مستقیماً به رله، تریستور یا اجزای صنعتی وصل شوند و قادر به کنترل مستقیم تجهیزات صنعتی هستند. در حالی که کامپیوتر، بیشتر برای محاسبات، ذخیره داده و عملیات عمومی به کار می رود.
انواع پی ال سی
پی ال سی ها را بر اساس تعداد ورودی/خروجی، ظرفیت حافظه و ساختار ماژولار یا کامپکت تقسیم بندی می‌کنند. شرکت های معتبر بین المللی مانند Siemens، Schneider و Omron طیف وسیعی از PLC ها را با قیمت های مختلف عرضه می کنند که مناسب هر مقیاس صنعتی می باشد.
اهمیت پی ال سی در اتوماسیون صنعتی
- کنترل دقیق پروسه های تولید و تجهیزات؛
- امکان افزایش سرعت و دقت خطوط مونتاژ؛
- قابلیت خواندن ورودی های متنوع (دیجیتال، آنالوگ، فرکانس بالا)؛
- ارسال فرمان مستقیم به خروجی ها: موتور، شیربرقی، دستگاه های مانیتورینگ؛
- قابلیت شبکه شدن و مدیریت متمرکز.
سوالات متداول
آیا پی ال سی جایگزین رله ها و تایمرهای قدیمی است؟
بله، با ورود پی ال سی ها سیم کشی و پیچیدگی سیستم های رله ای حذف شده و عملکرد سریع تر و ایمن تری حاصل شده است.
آیا یادگیری برنامه نویسی PLC دشوار است؟
برنامه نویسی پی ال سی با زبان های ساده مانند Ladder قابل انجام است و با کمی تمرین قابل فراگیری است.
آیا امنیت و کیفیت پی ال سی تضمین شده است؟
برندهای معتبری مثل Siemens و Mitsubishi کیفیت تضمینی را ارائه می کنند و با استاندارد های جهانی سازگارند.
آیا پی ال سی در کارخانه کوچک هم کاربرد دارد؟
بله، حجم کوچک و انعطاف پذیری پی ال سی باعث شده در تمامی مقیاس های صنعتی استفاده شود.
چطور قیمت پی ال سی را مقایسه کنیم؟
بر اساس تعداد I/O، ظرفیت حافظه و برند مورد نظر می توان انتخاب کرد؛ اکثر برند ها محصولات خود را با قیمت رقابتی عرضه می‌کنند.
جمع بندی
پی ال سی مغز خطوط تولید و دستگاه های صنعتی مدرن محسوب می شود و نقش مهمی در تحقق اتوماسیون با کیفیت و هزینه مناسب دارد. با توجه به قابلیت برنامه ریزی، ارتباط سریع، افزایش امنیت و انعطاف پذیری بالا، تمامی صنایع برای ارتقاء بازده و اطمینان از مدیریت فرآیندها به استفاده گسترده از PLC روی آورده اند.
مجموعه برزین الکترونیک در زمینه تعمیر پی ال سی فعالیت دارد اگر به هر دلیلی پی ال سی شما به مشکل برخورد کرده است فقط کافی است تماس بگیرید در سریع ترین زمان ممکن مشکل شما را حل خواهیم کرد.
