PLC (programmable logic controller)
یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) یا کنترل‌کننده قابل برنامه‌ریزی، رایانه‌ای صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای تولید، مانند خطوط مونتاژ، ماشین‌ها، دستگاه‌های روباتیک یا هر فعالیتی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا، سهولت برنامه‌نویسی نیاز دارد، ناهموار و سازگار شده است.
تشخیص خطای فرآیند PLC ها می توانند از دستگاه های ماژولار کوچک با ده ها ورودی و خروجی (I/O)، در یک محفظه یکپارچه با پردازنده، تا دستگاه های مدولار بزرگ رک با هزاران ورودی/خروجی، که اغلب به سایر PLC ها شبکه شده اند، متغیر باشند. سیستم های اسکادا می توانند برای بسیاری از ترتیبات ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ، محدوده دمایی طولانی، مصونیت در برابر نویز الکتریکی و مقاومت در برابر لرزش و ضربه طراحی شوند.
PLC ها برای اولین بار در صنعت خودروسازی برای ارائه کنترلرهای انعطاف پذیر، ناهموار و به راحتی قابل برنامه ریزی برای جایگزینی سیستم های منطقی رله سیمی سخت توسعه یافتند. دیک مورلی، که اولین PLC، Modicon 084 را در سال 1968 برای جنرال موتورز اختراع کرد، پدر PLC در نظر گرفته می شود.
یک PLC نمونه ای از یک سیستم سخت است زیرا نتایج خروجی باید در پاسخ به شرایط ورودی در مدت زمان محدود تولید شوند، در غیر این صورت ممکن است عملیات ناخواسته ایجاد شود. برنامه‌های کنترل عملکرد ماشین معمولاً در حافظه‌های پشتیبان‌گیری شده با باتری یا غیرفرار ذخیره می‌شوند.
اصول PLC
تولیدکنندگان برای نظارت بر ورودی های انتخابی به صورت مداوم از PLC استفاده می کنند. سپس این ورودی ها را از طریق یک سیستم کامپیوتری اجرا می کنند تا خروجی های مناسب تولید کنند. نتیجه نهایی این است که تجهیزات صنعتی، خطوط تولید و فرآیندهای تولید کارآمدتر می شوند. PLC ها به تنظیم یا تکرار عملیات خاص در حین جمع آوری و به اشتراک گذاری داده ها کمک می کنند که می تواند به سازندگان در تصمیم گیری بهتر کمک کند.
زیبایی سیستم های PLC این است که می توان آنها را برای استفاده از دستگاه های ورودی و خروجی خاص سفارشی کرد. با بهره گیری از انعطاف پذیری PLC و کارت های ورودی و خروجی خاص و همچنین درک فناوری های مرتبط، می توانید بهترین راه حل را برای رفع نیازهای سازمان خود انتخاب و ایجاد کنید.
قطعات سخت افزاری PLC
در اتوماسیون صنعتی معمولاً از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای تولید استفاده می شود. اجزای سخت افزاری یک سیستم PLC دستگاه های ملموسی هستند که سیستم را تشکیل می دهند. یک سیستم PLC از یک واحد پردازش مرکزی (CPU)، ماژول های ورودی و خروجی، یک منبع تغذیه، ماژول های ارتباطی و ماژول های حافظه تشکیل شده است. CPU داده های دریافتی از ماژول های ورودی را پردازش می کند تا ماژول های خروجی را فعال کند. ماژول های ورودی و خروجی سیستم PLC را با دنیای خارج ارتباط برقرار می کنند. ماژول‌های ارتباطی امکان برنامه‌نویسی و ارتباط با دستگاه‌های دیگر را فراهم می‌کنند، در حالی که منابع تغذیه، مدیریت توان قابل اعتماد را ارائه می‌دهند. ماژول های حافظه حاوی برنامه ها و داده های سیستم PLC هستند. ماژول های توسعه را می توان به یک سیستم PLC اضافه کرد تا عملکرد آن را افزایش دهد.
مقدمه ای بر قطعات سخت افزاری PLC
سخت افزار PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی) از اجزای فیزیکی یک سیستم کنترلی تشکیل شده است که به اجرای وظایف کنترلی برنامه ریزی شده توسط کاربر کمک می کند. اجزای اصلی سخت افزار PLC عبارتند از:
واحد پردازنده (CPU): این سیستم را کنترل می کند و به عنوان مغز PLC عمل می کند. با سایر اجزا ارتباط برقرار می کند و محاسبات، پردازش داده ها و تصمیم گیری را بر اساس دستورالعمل های موجود در برنامه نویسی خود اجرا می کند.
منبع تغذیه: ولتاژ و جریان ضروری را برای PLC فراهم می کند. اکثر PLC ها به ولتاژ ورودی 24 ولت DC نیاز دارند.
ماژول های ورودی: این ماژول ها وظیفه دریافت سیگنال های ورودی از سنسورها، سوئیچ ها و سایر دستگاه های نصب شده در میدان را بر عهده دارند. آنها سیگنال ها را به داده های دیجیتالی تبدیل می کنند که دستگاه پردازشگر می تواند درک کند.
ماژول‌های خروجی: این ماژول‌ها وظیفه ارسال دستورات به محرک‌ها، موتورها و سایر دستگاه‌های مبتنی بر میدان را بر اساس داده‌های پردازش شده توسط واحد پردازشگر بر عهده دارند. آنها سیگنال های دیجیتال را به سیگنال های آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می کنند که دستگاه های میدانی می توانند آن را درک کنند.
ماژول های ارتباطی: این ماژول ها PLC را قادر می سازند تا با دستگاه ها و سیستم های دیگر از جمله پنل های HMI، سیستم های اسکادا و سایر PLC ها ارتباط برقرار کند. آنها پروتکل های مورد نیاز برای تبادل داده و ارتباطات را ارائه می دهند.
ماژول های حافظه: این ماژول ها برای حاوی برنامه کاربر، پیکربندی سیستم و سایر داده های ضروری استفاده می شوند. آنها می توانند غیرفرار باشند، مانند حافظه فلش یا EEPROM، که داده ها را حتی زمانی که برق خاموش است، حفظ می کند، یا فرار، مانند RAM، که با قطع برق، داده ها را از دست می دهد.
رک: ساختار فیزیکی که همه اجزا را با هم پشتیبانی می کند. رک پشتیبانی مکانیکی را فراهم می کند و شامل همه ماژول ها در یک ریل است.
اینها اجزای سخت افزاری اولیه یک سیستم PLC معمولی هستند. بسته به الزامات برنامه، برخی از PLC ها ممکن است دارای ماژول های اضافی مانند ورودی/خروجی آنالوگ، ماژول های ایمنی ویژه یا عملکردی باشند.
به طور خلاصه:
اجزای سخت افزاری یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی، اجزای فیزیکی اساسی سیستم هستند. این اجزا با هم فرآیندهای اتوماسیون صنعتی را کنترل و نظارت می کنند. هر جزء برای عملکرد سیستم PLC ضروری است. واحد پردازش مرکزی به عنوان مغز سیستم عمل می کند، در حالی که ماژول های ورودی و خروجی رابط لازم را با دنیای خارج فراهم می کنند. ماژول های ارتباطی امکان برنامه نویسی و ارتباط با دستگاه های دیگر را فراهم می کنند، در حالی که منابع تغذیه مدیریت قابل اعتماد توان را تضمین می کنند. ماژول های حافظه برنامه ها و داده های سیستم را ذخیره می کنند. ماژول های توسعه را می توان برای گسترش عملکرد سیستم اضافه کرد. درک این اجزای سخت افزاری برای طراحی، نصب و نگهداری یک سیستم PLC اتوماسیون صنعتی ضروری است.
