PLC چیست و چه کاربردی دارد؟

در حال حاضر رله ها و PLC ها در تمامی ساختمان ها و کارخانجات بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می گیرد و نقش کلیدی ایفا می کند. در صورتی که از مدارهای فرمان و قدرت استفاده شود مقدار و پیچیدگی کار بالاتر می رود و سخت می شود اما کاربرد رله های برنامه ریزی با قابلیت طراحی، کار را آسان تر می کند از این رو استفاده از آن ها پر طرفدار تر است.

پی ال سی صنعتی چیست؟

در حقیقت واژه ی PLC از عبارت Programmable Logic Controller گرفته شده است و معنی لغوی آن کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی می باشد. ریچارد مورلی که لقب پدر پی ال سی را گرفته است موفق به ساخت PLC ها شد.

در حقیقت می توان گفت تعدادی از سخت افزار ها و نرم افزار ها در کنار یکدیگر قرار گرفته اند تا فرایند کنترل آسان تر شود. شرایط خاصی که PLC ها فراهم می کند باعث می شود در کنترل فرایند های مکانیکی یا صنعتی از جمله خط تولید کارخانجات و طراحی BMS بیشتر مورد استفاده قرار گیرد.

در حقیقت رله ها در انواع گوناگونی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. با مقایسه این رله های قابل برنامه ریزی متوجه می شوید که همه ی آن ها از نظر سیم کشی و اتصالات مشابه یکدیگر هستند و تنها از نظر نرم افزار و روش های برنامه ریزی آن ها با یکدیگر متفاوت هستند.

این نوع کنترل کننده اغلب در صنعت به کار برده می شود. وجود پی ال سی برای استفاده در محیط های صنعتی سخت بسیار ضروری است. پی ال سی ها را می توان بر اساس اندازه، میزان ورودی ها، حافظه و غیره به انواع مختلفی تقسیم بندی کرد .

شکل متمایز کامپیوتر آن برای استفاده در سیستم های کنترلی صنعتی طراحی شده است.

پی ال سی دارای ساختاری مستحکم و قابلیت های عملی منحصر به فردی است، از جمله کنترل دائمی، تسهیل برنامه ریزی، تایمرها و شمارشگرها، قابلیت های کنترلی قابل اطمینان و داشتن سخت افزاری که استفاده از آن آسان است .

پی ال سی صنعتی به گونه ای طراحی شده است که مقاومت بسیار زیادی داشته باشد، به همین دلیل می تواند شرایط محیط های صنعتی سخت و خشن مانند دماهای بسیار بالا و بسیار پایین، لرزش های شدید، رطوبت و نویز های الکتریکی را تحمل کند.

دلیل ظهور PLC ها چیست؟

در سالیان قبل به جای PLC ها در فضا های صنعتی کاخانجات و تولیدی ها از مدار های فرمان رله ای استفاده می شد اما این روش در حال حاضر از بین رفته است چرا که افزایش تعداد رله ها با پیچیدگی کار رابطه مستقیمی دارد و این امر باعث صرف هزینه های زیادی نیز می شد.

همچنین در صورتی که در عملکرد مدار های فرمان رله ای ایرادی به وجود می آمد و لازم بود منطق کنترل سیستم تغییر یابد مدت زمان زیادی طول می کشید و بسیار سخت بود. برای رفع این مشکلات حاصل از مدار های فرمان رله ای، پی ال سی ها پا به عرصه گذاشتند. قابلیت های پی ال سی ها به مرور افزایش یافت قابلیت هایی چون سیگنال های آنالوگ، شبکه های مختلف، انجام محاسبات سخت و پیچیده و ورودی های سرعت بالا را می توان نام برد.

PLC ها از قطعات الکترونیکی تشکیل شده اند و عدم وجود استهلاک مکانیکی باعث می شود مدت زمان بیشتری مورد استفاده قرار بگیرند.

PLC ها مصرف کمتری نسبت به مدارات رله ای دارند زیرا این امکان فراهم شده است که تایمر ها، شمارنده ها و رله های کمکی را از مدار خارج کرده و درون پی ال سی مجدد برنامه نویسی کرد.

در فرایند های صنعتی استفاده از پی ال سی ها نسبت به مدارات رله ای هزینه کمتری دارد. عیب یابی، رفع ایراد و برنامه نویسی آن ها همچنین طراحی و پیاده سازی مدار های کنترل سریع تر و راحت تر انجام می شود. دقت و سرعت عمل بالاتری نیز دارد. PLC ها را می توان به انواع دراید های صنعتی و برد های کنترلی متصل کرد.

ساختمان PLC ها به چه صورت است؟

ساختمان پی ال سی ها از دو بخش اجزای ظاهری و اجزای داخلی تشکیل شده است. اجزای ظاهری شامل ورودی ها، خروجی ها، محل تغذیه، نمایشگر ال سی دی ، کلید های معمولی و جهت دار، محل اتصال کابل و حافظه جانبی می شود و اجزای داخلی از پردازشگر، حافظه و منبع تغذیه تشکیل می شود.

ورودی ها 6 تا 12 عدد می باشند و با حرف l و یک عدد در کنار آن در ترمینال های ورودی رله نماش داده می شود. بخش هایی که مدار را متصل و منقطع می کنند مانند شستی ها و میکروسوئیچ ها به ورودی متصل می شوند.

خروجی ها 4 تا 6 عدد می باشند و معمولا با حرف Q و یک عدد در کنار آن در ترمینال های خروجی رله نمایش داده می شود. خروجی های پی ال سی به صورت رله ای و ترانزیستوری موجود هستند که باعث تفاوت آن ها در نوع سیم کشی می شود. بویین کنتاکتور ها به خروجی ها متصل هستند.

اولین ترمینال از سمت چپ هر رله را محل تغذیه می گویند که معمولا با حرف N و L نمایش داده می شود. مقدار ولتاژی که یک رله 12 ولت نیاز دارد 24 ولت مستقیم و یا 230 ولت متناوت می باشد.

برای نمایش برنامه ریزی دستی و یا پیام ها وسیله به نام نمایشگر ال سی دی وجود دارد.

تعدادی کلید جهت دار روی دستگاه تعبیه شده است و برای برنامه ریزی دستی مورد استفاده قرار می گیرد.

برای اتصال رله به کامپیوتر می توان از کابل های RS232 یا USB استفاده کرد. در سری جدید رله ها نیز امکان استفاده از کابل های LAN RG45 برای اتصال رله و کامپیوتر میسر شده است.

در پوشی روی دستگاه قرار دارد که پس از جدا کردن آن می توان مموری کارت را درون دستگاه قرار داد. امکان انتقال برنامه ها از طریق مموری به دستگاه پی ال سی نیز میسر است.

انجام محاسبات پیچیده، قیاس و نتیجه گیری فرایند های منطقی به عهده پردازشگر دستگاه می باشد.حفظ و نگهداری اطلاعات درون دستگاه بر عهده حافظه پی ال سی ها است.منبع تغذیه ولتاژی که رله ها نیاز دارند را فراهم می کند.

معمولا به سه قسمت پردازشگر، حافظه و منبع تغذیه دستگاه که جزو اجزای داخلی محسوب می شوند مغز سیستم می گویند.

انواع PLC ها

تولید کنندگان زیادی در بخش طراحی و ساخت پی ال سی ها مشغول به کار هستند. پی ال سی را می توان در دسته بندی های مختلفی از نظر سایز، حافظه، ورودی و خروجی و …. قرار داد.شرکت هاي معروف تولید کننده ی PLC شامل زیمنس، تله مکانیک، امرون، ال جی، بوش، جنرال الکتریک، میتسوبیشی و …. هستند.

پی ال سی ها از نظر سخت افزاری به دو دسته پی ال سی های یک تکه و پی ال سی های قابل توسعه تقسیم می شوند. پی ال سی های یک تکه پردازشگر و تعداد ورودی و خروجی و اتصالات محدودی دارد که از سیستم جدا نمی شوند و برای افزایش تعداد ورودی و خروجی ها به کارت های مخصوص نیاز دارند. پی ال سی های قابل توسعه فقط پردازشگر متصل است و به راحتی می توان ورودی و خروجی به آن متصل کرد

کاربرد PLC ها

در برخی از تابلو های برقی که در موتور خانه ساختمان ها قرار دارد و یا سیستم هایی که با دو یا چند موتور الکتریکی کار می کنند همچنین تولیدی های صنعتی کوچک و … از پی ال سی ها استفاده می شود.

رله های قابل برنامه ریزی توانایی کنترل فشار، دما و سایر عوامل فیزیکی را نیز دارد و در تاسیسات الکتریکی بسیار پر کاربرد است.

در حال حاضر استفاده از رله های قابل برنامه ریزی توسط تکنسین های برق و حرفه هایی که با برق سر و کار دارند بسیار محبوب شده است. در حقیقت رله ها در طراحی و سیم کشی ساختمان ها برای نور پردازی و یا روشنایی خودکار کاربرد دارد و کار را ساده تر می کند. همچنین در برخی از سیستم های حفاظتی و خانه های هوشمند از رله ها استفاده می شود. در واقع رله های قابل برنامه ریزی توانایی روشن کردن سیستم های مختلف را از طریق اس ام اس و یا اپلیکیشن ها دارند و به سادگی و با استفاده از موبایل و تبلت های هوشمند می توان سیستم های مختلف درون خانه را فعال یا غیر فعال کرد.

همچنین پی ال سی ها در بسیاری از لوازم و تجهیزات نیز مورد استفاده قرار می گیرد مشاغلی که با ماشین سازی، مواد شناسی، بسته بندی و مونتاژ مرتبط هستند کاربران پی ال سی ها محسوب می شوند.

در صنایع اتومبیل سازی برای چک کردن اجزا و قطعات همچنین فرایند رنگ پاشی و فرم دادن به بدنه ماشین ها توسط دستگاه پرس خودکار همچنین سوراخ کاری از پی ال سی ها استفاده می شود.

درصنایع پلاستیک سازی برای دمش هوا، دستگاه های ذوب و قالب گیری تزریقی و فرایند ساخت و تحلیل پلاستیک به عهده پی ال سی ها است.

در صنایع سنگین لوازمی که برای ذوب فلزات استفاده می شود همچنین کوره های صنعتی و فرایند های کنترل دما از پی ال سی ها استفاده می شود.

در صنایع غذایی نقش پی ال سی ها در سیستم های بسته بندی و عصاره گیری است.در صنایع شیمیایی در دستگاه هایی که مواد را با نسبت های مختلف ترکیب و یا مخلوط می کنند از پی ال سی ها استفاده می شود.

در صنایع ماشینی از جمله بسته بندی، چوب، سیستم های سوراخ کاری، سیستم های حفاظتی و اعلام خطر و سیستم هایی که در جوش فلزات استفاده می شود کاربرد داد.

در صنایع تبدیل انرژی در ایستگاه هایی که برای تقویت فشار گاز، تولید نیرو، بررسی پمپ های آب و تصفیه اب، همچنین بازیافت گاز قرار دارند پی ال سی ها مورد استفاده قرار می گیرند.در خدمات ساختمانی برای فرایند بالا بر و سیستم های روشنایی پی ال سی ها نقش موثری ایفا می کنند.

تفاوت میان ریزپردازنده و PLC

همانطور که گفتیم پی ال سی نوعی کامپیوتر است که برای کاربردهای صنعتی طراحی شده است. ریز پردازنده هم واحد کنترل مر کزی یا CPU یک کامپیوتر است.

لطفاً اول مطمئن شوید که تفاوت میان PLC و ریز پردازنده را به خوبی متوجه شده اید، پس از آن می توانید تصمیم بگیرید که بهترین راه برای مواجهه با این نوع ماشین های دیجیتالی خودکار چیست.

اساساً، یک از تفاوت های اصلی که باید آن را در نظر بگیرید برنامه ی متفاوت این دو قطعه است. برنامه ای که در PLC به کار می رود از زبان گرافیکی و عددی استفاده می کند در حالی که از نمودار منطقی نردبانی تشکیل شده است.

این که در ریز پردازنده از زبان گرافیکی استفاده نمی شود یکی از تفاوت های آشکار میان آن و PLC است. علاوه بر این، PLC از 0 / 1 های آنالوگ و دیجیتالی استفاده می کند که برای کمک به فعالیت های سنگین تر افراد از طریق ورودی و خروجی دیجیتال ارائه می شوند.

به خاطر آن که از PLC در شرکت های صنعتی و ماشین سازی استفاده می شود نسبت به ریز پردازنده ها قوی تر و مقاوم تر هستند.

تفاوت ریز پردازنده و PLC در واقع اصطلاحی خاص است زیرا ریز پردازنده خودش PLC را ایجاد می کند.

در عمل ریز پردازنده بخشی از یک ابزار الکترونیکی است که برای فعالیت به حافظه، مدار اضافی، و سیستم عامل یا نرم افزار احتیاج دارد اما PLC یک کامپیوتر کامل است که ریز پردازنده را هم در خود جای داده است.

یک پی ال سی برای این که در شرکت های صنعتی فعالیت کند به نحوی ریز پردازنده را درون خود جای می دهد، اما با این حال نقش اصلی پی ال سی توسط ریز پردازنده محقق نمی شود.

برای این که پی ال سی بتواند نقش ها و وظایف خود را به خوبی انجام دهد سیم پیچ، شمارشگر، سوئیچ، زبان عددی، تایمر وچیزهای دیگری را در اختیار دارد.

در واقع، همه ی PLC ها یک یا چند ریزپردازنده دارند اما همه ی ریز پردازنده ها فقط همراه با پی ال سی به کار برده نمی شوند. دسکتاپ کامپیوتر، لوازم برقی خانگی، خودروها و بسیاری از لوازم برقی دارای یک یا چند ریز پردازنده هستند.

می توان این گونه تصور کرد که ریز پردازنده در کاربرد رایانه های دیجیتالی یکی از اجزای ضروری است، زیرا سایر رایانه های دیجیتالی ( کامپیوتر های دیجیتالی به غیر از PLC ) بدون وجود ریز پردازنده نمی توانند کاری انجام دهند.

بعضی از افراد از ریز پردازنده به عنوان مغز تأسیسات الکترونیکی یاد می کنند. این در حالی است که روش کارپی ال سی به ورودی ها و خروجی هایش متکی است. در این فرایند پی ال سی ورودی ها را اسکن می کند و متعاقباً توسط برنامه ی منطقی خروجی ها را تأیید می کند.