PLC:
PLC مخفف Programmable Logic Controller است و به معنای کنترل‌گر منطقی قابل برنامه‌ریزی می‌باشد. صنایع مختلف ابتدا از یک دستگاه رله الکتریکی (relay) برای کنترل پروسه و فرآیندهای تولید خود استفاده می‌کردند. این دستگاه‌ها باید دائما تعویض می‌شدند، برق و انرژی زیادی مصرف می‌کردند و همچنین شناسایی اشکالات به وجود آمده در فرآیند توسط آنها کار ساده‌ای نبود بنابراین برای حل این مشکلات سیستم پی ال سی (PLC) معرفی شد.
پی ال سی یک رایانه دیجیتال است که برای اتوماسیون (کنترل و هدایت خودکار) فرآیندهای مختلف الکترومکانیکی در صنعت به کار گرفته می‌شود. طراحی این کنترلرها به گونه‌ای است که می‌توانند در شرایط سخت کار کنند و در برابر گرما، سرما، گرد و غبار، رطوبت و … محافظت شوند.
تاریخچه سیستم PLC:
ابتدا سیستم‌های پی ال سی با حروف اختصاری PC معرفی شدند اما بعدها به دلیل شباهت آن با رایانه‌های شخصی با حروف PLC شناخته شدند. سیستم PLC سیستمی است که می‌تواند برنامه‌ریزی و کنترل شود و حتی توسط کاربری که توانایی کار کردن با کامپیوتر را ندارد، استفاده شود. اولین PLC در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی در اواخر دهه ۱۹۶۰ طراحی شد. پی ال سی‌های اولیه اغلب در کارخانه‌های خودروسازی کاربرد داشتند.
قسمت‌های مختلف سخت‌افزاری PLC:
پی ال سی حاوی یک ریزپردازنده است که برنامه‌ریزی شده است تا از زبان کامپیوتر استفاده کند. برنامه‌نویسی در یک کامپیوتر انجام می‌شود و سپس توسط یک کابل به سیستم PLC انتقال داده می‌شود. این برنامه‌ها در حافظه سیستم ذخیره می‌شوند. قسمت‌های مختلف سیستم سخت‌افزار پی ال سی شامل CPU، حافظه (Memory)، ترمینال‌های ورودی و خروجی (Input/Output)، واحد تامین برق (Power supply) و برنامه‌نویسی می‌باشند.
CPU – با کنترل پیوسته کنترلر از ایجاد خطا جلوگیری می‌کند.
Memory – داده‌ها و اطلاعات ثابت توسط سیستم CPU استفاده می‌شود. در این قسمت، سیستم ROM اطلاعات را به طور پیوسته برای سیستم اپراتوری ذخیره می‌کند و سیستم RAM اطلاعات بخش‌‌های ورودی و خروجی را ذخیره می‌کند.
ترمینال ورودی – این بخش محل دریافت اطلاعات از فرآیند تحت کنترل است. تعداد ورودی‌ها در پی ال سی‌های مختلف با هم فرق می‌کند اما در حالت کلی به دو صورت دیجیتال و آنالوگ است.
ترمینال خروجی – این واحد محل صدور فرمان‌های PLC به فرآیند تحت کنترل است که به دو صورت کلی دیجیتال و آنالوگ وجود دارد.
منبع تغذیه – بیشتر سیستم‌های پی ال سی در ۲۲۰VAC یا ۲۴VDC کار می‌کنند.
واحد برنامه‌نویسی – در این قسمت برنامه نوشته شده وارد حافظه پردازنده سیستم PLC می‌شود و سپس اجرای آن صورت می‌گیرد. این واحد دارای یک صفحه مانیتور و صفحه کلید است و تفاوت آن با کامپیوترهای معمولی این است که از این بخش فقط برای ارتباط برقرار کردن با PLC استفاده می‌شود. به طور کلی با استفاده از سیستم برنامه‌نویسی می‌توان از وضعیت و چگونگی اجرای برنامه آگاه شد.
سیستم گذرگاه‌ها (System Buses)
در سیستم پی ال سی وظیفه پردازش اطلاعات بر عهده CPU است و برای اجرای برنامه CPU باید با ورودی‌ها، خروجی‌ها و سایر واحدهای PLC در ارتباط باشد. سیستمی که مرتبط‌کننده CPU با قسمت‌های دیگر است bus نامیده می‌شود و در واقع علت کاهش چشمگیر اتصالات در PLC وجود همین سیستم است. سیستم bus از سه بخش تشکیل شده است:
باس داده (Data bus)
باس کنترل (Control bus)
باس آدرس (Address bus)
در سیستم پی ال سی سه نوع نرم‌افزار وجود دارد:
- نرم‌افزاری که شرکت سازنده با درنظر گرفتن توان سخت‌افزاری سیستم تعریف می‌کند که Operating System نامیده می‌شود. این نوع نرم‌افزار ثابت و فقط از نوع خواندنی است.
- یک نوع نرم‌افزار که برنامه نوشته شده توسط کاربر را به زبان قابل فهم ماشین تبدیل می‌کند. این برنامه قابل تغییر نیست و منحصر به کارخانه سازنده است.
- نرم‌افزاری که توسط استفاده کننده نوشته می‌شود و User Program نام دارد. این نرم‌افزار قابل تغییر، خواندنی و نوشتنی است.
مزایای سیستم PLC:
- سیستم پی ال سی از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار است. در واقع می‌توان با این سیستم چندین دستگاه را باهم کنترل نمود.
- اعمال تغییرات در سیستم پی ال سی ظرف چند دقیقه و با صفحه کلید صورت می‌گیرد و در سیستم‌هایی که با PLC کنترل می‌شوند هیچ‌گونه تغییری در سیم‌بندی موردنیاز نخواهد بود. همچنین اگر نیاز به اصلاح خطا برنامه‌ریزی باشد تغییرات سریعا تایپ می‌شوند.
- هزینه‌های این سیستم نسبت به سیستم‌های دیگر کمتر است زیرا فضای کوچکتری را اشغال می‌کند.
- یک مدار برنامه‌ریزی شده با سیستم پی ال سی را می‌توان در آزمایشگاه تایپ، آزمایش و مشاهده نمود و در صورت نیاز اصلاح کرد در نتیجه در وقت کارخانه صرفه‌جویی می‌شود.
- عملیات سیستم PLC در طول فعالیت آن مستقیما روی صفحه مخصوص به خود قابل مشاهده است. بنابراین درستی یا نادرستی عملکرد یک فرآیند در هر لحظه مشخص می‌شود.
- سرعت عمل برنامه پی ال سی بسیار بالاست.
- اجزا و قطعات سیستم PLC نیمه‌رسانا هستند بنابراین از قابلیت نگه‌داری بالایی برخوردار هستند و زمان از کار افتادن آنها حداقل است.
- سیستم پی ال سی و تمام اجزای جانبی آن یک جا تحویل داده می‌شود.
- در کنترلر PLC این امکان وجود دارد که در هر لحظه برنامه سیستم چاپ شود بنابراین دارای سیستم مستندسازی منسجمی است.
- امنیت بالای سیستم پی ال سی به این دلیل است که تا زمانی که قفل سیستم باز نشود، امکان تغییر در برنامه آن وجود ندارد.
- پی ال سی‌ها را می‌توان به سهولت مجددا برنامه‌ریزی کرد.
کاربردهای سیستم PLC:
- صنایع اتومبیل‌سازی
- صنایع پلاستیک‌سازی
- صنایع شیمیایی
- صنایع غذایی
- صنایع حمل و نقل
- صنایع تبدیل انرژی
- خدمات ساختمانی
مراجع:
- www.engineersgarage.com
- www.circuit3.blogfa.com
- www.pishgamautomation.com
- www.article.tebyan.net
- www.fa.wikipedia.org/wiki/پی‌ال‌سی
