PLC چیست

PLC (کنترل‌گرهای منطقی برنامه‌پذیر) کنترل‌کننده‌ای است که به دلیل ویژگی‌های خاصش بیشتر برای کنترل فرآیندهای مکانیکی یا صنعتی مانند خطوط تولید استفاده می‌شود.

مفهوم PLC 

PLC یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر:

برنامه پذیر است. یعنی رایانه است. اما یک رایانهٔ ویژه برای منظوری ویژه

PLC ست. یعنی با دانستن اصول ساده و پایهٔ منطق که پیش‌نیازی هم ندارد، می‌توان اساس کار آن را درک و تحلیل کرد.

PLC کنترل‌گر است. مانند مدار فرمان الکتریکی.

PLC منطقی ست. برخلاف مدار فرمان الکتریکی.

مزیت PLC نسبت به رایانه

PLC برخلاف یک رایانهٔ عادی غیر صنعتی:

برای کار در شرایط سخت ساخته می‌شود. شامل:  

غبار

رطوبت

گرما و سرما

نویز الکتریکی و نوسان برق 

و.. 

برنامه‌های داده شده به PLC در حافظهٔ آن ذخیره می‌شوند. PLC دو نوع حافظه دارد :موقّت (که یا با یک باتری پشتیبانی شود) و دائم.

برای انجام وظیفهٔ ویژه اش، امکان اتصال و کنترل ورودی‌ها و خروجی‌های زیادی را برای حسگرها و محرکهای متعدد و گوناگون دارد.

قابلیت خواندن و پردازش مقادیر و متغیّرها. شامل:

مقادیر لیمیت سوییچ‌ها 

متغییرهای آنالوگ (مانند مقادیر حس‌گرهای گرما و فشار)

موقعیت‌ها در سیستم‌های موقعیت‌یاب را دارد.

قابلیت فعّال نمودن دستگاه‌های خاص. شامل:

موتورهای الکتریکی

سیلندرهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی

رله‌های مغناطیسی و سیم‌پیچها

خروجی‌های آنالوگ را فعال کند.

مزیت PLC نسبت به مدار فرمان

PLC جایگزین مناسب مدار فرمان الکتریکی ست. اما چون منطقی ست، بهتر است.

کنترل منطقی کنترلی ست که در آن صدور فرمانها نیازمند برآورده شدن تعدادی توابع و خواست‌های منطقی باشد.

ساختار

ساختار PLC مشابه ساختار رایانه‌است. شامل:

پردازنده و حافظهٔ نیمه‌هادی (قسمت پردازنده دارای ارتباطاتی با قسمت‌های مختلف داخل و خارج خود می‌باشد.) 

ماژل‌های I/O 

منبع تغذیه (در PLC‌های کوچک همهٔ موارد، پردازنده، I/O، منبع تغذیه در یک واحد و در PLC‌های بزرگتر هر یک در واحدی مجزّا جای داده شده‌اند.)

حافظهٔ PLC دو نوع است:

ROM یا حافظهٔ دائم (Read only memory)تراشه‌ایست خاص؛ حاوی برنامه‌ای که:

توسط کارخانه سازنده تعبیه شده‌است.

وظیفه‌ای مشابه سیستم‌عامل DOS در رایانه‌های شخصی دارد

در حین عملیات CPU نمی‌تواند تغییر یابد یا پاک شود. حتّی به هنگام قطع تغذیه CPU

RAM یا حافظهٔ موقّت (Random Access memory) تراشه‌ایست نیمه‌هادی که می‌توان در آن برنامه نوشت.

ابزار برنامه نویسی، که معمولاً یک واحد پردازنده با صفحه نمایش و صفحه کلید می‌باشد (بعنوان مثال یک کامپیوتر شخصی، یک PLC در خانواده زیمنس) به‌عنوان یک واحد مجزا از طریق سیم به واحد اصلی متصل است.

برنامه در این حافظه ذخیره می‌شود

امکان برنامه‌ریزی، تغییر و پاک کردن آنها توسط برنامه‌ریز وجود دارد.

حافظهٔ موقّت می‌تواند از نوعی غیر از RAM انتخاب شود.

اطلاعات موجود در حافظه‌های RAM با قطع تغذیه، پاک می‌گردند.

اغلب CPUها مجهز به یک باتری پشتیبان هستند. بنابراین اگر تغذیه ورودی قطع شود و درپی‌آن منبع تغذیه نتواند ولتاژ سیستم را تامین کند، باتریِ پشتیبان، برنامهٔ ذخیره شده در RAM را حفظ می‌کند. 

انواع PLC‌ها

در صنعت PLC بیش از یکصد کارخانه با تنوع بسیار در طراحی و ساخت انواع مختلف PLC فعالیت می‌کنند. PLC‌ها را می‌توان از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی، وسعت عملیات (محلی یا وسیع) و ... دسته‌بندی نمود. باید توجه داشت که برای ارزیابی قابلیت یک PLC باید ویژگی‌های دیگری مانند پردازنده، زمان اجرای یک سیکل، سادگی زبان برنامه

نویسی، قابلیت توسعه و ... را در نظر گرفت. 

از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی 

اندازه PLC	تعداد خطوط ورودی و خروجی	اندازه حافظه به کیلو
کوچک	۴۰/۴۰	۱
متوسّط	۱۲۸/۱۲۸	۴
بزرگ	بیش از ۱۲۸/بیش از ۱۲۸	بیش از ۴

از نظر وسعت عملیات

PLCها با کاربرد محلی

کاربرد: کنترل سیستم‌هایی با حجم کوچک (تعداد ورودی و خروجی‌های محدود) و برای کنترل همزمان تعداد کمتری از پروسه‌ها یا کنترل دستگاه‌های مجزای صنعتی (به علت قابلیت محدودتر) ارائه: اغلب شرکت‌های سازنده، این نوع PLCها را همراه دیگر PLCها به بازار ارائه می‌دهند ولی برخی از شرکت‌های سازنده آن را با نام میکرو PLC ارائه می‌نمایند.

PLCها با کاربرد وسیع

کاربرد: کنترل سایت کارخانه‌ها.

معمولا در صنایع بزرگ، PLCها یا پروزت‌های ورودی – خروجی در قسمت‌های مختلف سایت کارخانه وجود داشته و کنترل محلی بر قسمت‌های تحت پوشش خود انجام می‌دهند. سپس اطلاعات مورد نیاز با استفاده از روش‌های مختلف انتقال داده‌ها به اتاق کنترل مرکزی منتقل شده و در آن محل با استفاده از روش‌های مختلف مانیتورینگ صنعتی، اطلاعات را به شکل گرافیکی تبدیل کرده و بر روی صفحه مانیتور نمایش می‌دهند. در این حال اپراتور تنها با دانستن روش کار با رایانه و بدون نیاز به اطلاعات تخصصی می‌تواند سیستم را کنترل کند.

از سایر نظرگاه‌ها

داشتن دیدگاه کاملی نسبت به تنوّع PLC‌ها مهمترین موضوع در انتخاب یک PLC مناسب است. لذا باید به این جنبه‌های تنوّع توجّه داشت

تعداد ورودی‌ها 

تعداد خروجی‌ها 

تعداد فلگ‌ها 

تعداد شمارنده‌ها (کانترها)

تعداد تایمرها

نوع فلگ‌ها و تایمرها

اندازه حافظه

سرعت اجرای برنامه SCAN TIME

نوع برنامه کاری دستگاه

مقیاس و نوع دستگاه

یک PLC کوچک تنها دارای تعداد محدودی از ورودی/خروجی‌هاست و معمولاً امکان گسترش ورودی/خروجی‌ها تا تعداد بیشتری هم در صورت نیاز وجود دارد.

PLCهای ماژولار دارای یک اسکلت (یا رک) هستند که واحدهای مختلف PLC با توجه به نیاز بر روی آن سوار می‌شوند. در این PLCها پردازنده و ماژول‌های ورودی/خروجی می‌توانند با توجه به کاربرد سیستم انتخاب شوند. همچنین این امکان وجود دارد که چندین رک (Rack) یا تعداد خیلی زیادی از ورودی/خروجی‌ها به وسیله یک پردازنده کنترل شوند.

شکل: PLC سری DVP-ES2 دلتا

شکل: PLC سری DVP-SX2 دلتا