PLC مخفف “Programmable Logic Controller” به معنای “کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی” است. PLC کامپیوتری است که مخصوصاً برای کارکرد قابل اعتماد در محیط‌های سخت صنعتی – مانند دماهای شدید و شرایط مرطوب، خشک و/یا گرد و غبار طراحی شده است. PLC ها برای اتوماسیون فرآیندهای صنعتی مانند خط مونتاژ کارخانه تولید، کارخانه فرآوری سنگ معدن یا تصفیه خانه فاضلاب استفاده می شوند.
PLC ها بسیاری از ویژگی های رایانه شخصی را که در خانه دارید به اشتراک می گذارند. هر دو دارای یک منبع تغذیه، یک CPU (واحد پردازش مرکزی)، ورودی و خروجی (I/O)، حافظه و نرم افزار عامل هستند (اگرچه این یک نرم افزار عامل متفاوت است).
بزرگترین تفاوت ها این است که یک PLC می تواند عملکردهای گسسته و پیوسته ای را انجام دهد که رایانه شخصی نمی تواند انجام دهد، و PLC برای محیط های صنعتی بسیار مناسب تر است. یک PLC را می توان به عنوان یک کامپیوتر دیجیتالی “مقاوم” در نظر گرفت که فرآیندهای الکترومکانیکی یک محیط صنعتی را مدیریت می کند.
PLC چیست؟
PLC ها توسط دیک مورلی در سال 1964 اختراع شدند. از آن زمان PLC انقلابی در بخش های صنعتی و تولیدی ایجاد کرده است. طیف گسترده ای از عملکردهای PLC مانند زمان بندی، شمارش، محاسبه، مقایسه و پردازش سیگنال های آنالوگ مختلف وجود دارد.
مزیت اصلی PLC زیمنس نسبت به یک سیستم کنترل سیمی سخت این است که شما می توانید به عقب برگردید و پس از برنامه ریزی PLC آن را با هزینه کم (فقط هزینه زمان برنامه نویس) تغییر دهید. در یک سیستم کنترل با سیم سخت، شما اساساً باید سیم‌ها را پاره کنید و از ابتدا شروع کنید (که گران‌تر است و بیشتر طول می‌کشد).
اینجاست که یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی وارد تصویر می‌شود، که برای اطمینان از تغییر نیازی به سیم‌کشی و سخت‌افزار اضافی ندارد. بلکه نیاز به یک تغییر ساده در کد دارد، برنامه ریزی PLC تا فقط 30 ثانیه پس از روشن شدن سوئیچ، چراغ را روشن کند. بنابراین، با استفاده از یک PLC، به راحتی می توان چندین ورودی و خروجی را ترکیب کرد.
این فقط یک مثال ساده است – یک PLC توانایی کنترل فرآیندهای بسیار بزرگتر و پیچیده تر را دارد. یک PLC را می توان بسته به کاربرد و نیازهای کاربر سفارشی کرد.
PLC چگونه کار می کند؟
کار یک پی ال سی زیمنس را می توان به راحتی به عنوان یک روش اسکن چرخه ای که به عنوان چرخه اسکن شناخته می شود درک کرد.
یک فرآیند اسکن PLC شامل مراحل زیر است:
• سیستم عامل دوچرخه سواری و زمان نظارت را شروع می کند.
• CPU شروع به خواندن داده ها از ماژول ورودی می کند و وضعیت همه ورودی ها را بررسی می کند.
• CPU شروع به اجرای کاربر یا برنامه کاربردی می‌کند که در منطق رله‌الدر یا هر زبان برنامه‌نویسی PLC دیگری نوشته شده است.
• در مرحله بعد، CPU تمام وظایف تشخیص داخلی و ارتباطات را انجام می دهد.
• با توجه به نتایج برنامه، داده ها را در ماژول خروجی می نویسد تا همه خروجی ها به روز شوند.
• این فرآیند تا زمانی که PLC در حالت اجرا باشد ادامه دارد.
ساختار فیزیکی PLC
ساختار یک PLC تقریبا شبیه به معماری یک کامپیوتر است.
کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی به طور مداوم مقادیر ورودی دستگاه‌های حسگر ورودی مختلف (مانند شتاب‌سنج، مقیاس وزن، سیگنال‌های سیم‌کشی و غیره) را کنترل می‌کنند و خروجی مربوطه را بسته به ماهیت تولید و صنعت تولید می‌کنند. یک بلوک دیاگرام معمولی PLC از پنج بخش تشکیل شده است:
- قفسه یا شاسی
- ماژول منبع تغذیه
- واحد پردازش مرکزی (CPU)
- ماژول ورودی و خروجی
- ماژول رابط ارتباطی
قفسه یا شاسی
در تمام سیستم های PLC، قفسه یا شاسی PLC مهمترین ماژول را تشکیل می دهد و به عنوان ستون فقرات سیستم عمل می‌کند. PLC ها در اشکال و اندازه های مختلف موجود هستند. هنگامی که سیستم های کنترل پیچیده تری درگیر هستند، به قفسه‌های PLC بزرگتر نیاز دارند.
PLC سایز کوچک مجهز به پیکربندی پین I/O ثابت است. بنابراین، آنها به سراغ rack PLC از نوع ماژولار رفته‌اند که انواع مختلفی از ماژول‌های ورودی/خروجی را با مفاهیم کشویی و متناسب می‌پذیرد. تمام ماژول های ورودی/خروجی در داخل این رک/شاسی قرار خواهند گرفت.
ماژول منبع تغذیه
این ماژول برای تامین برق مورد نیاز کل سیستم PLC استفاده می شود. برق AC موجود را به برق DC تبدیل می کند که مورد نیاز ماژول CPU و I/O است. PLC معمولاً روی منبع تغذیه 24 ولت DC کار می کند. تعداد کمی از PLC ها از منبع تغذیه ایزوله استفاده می‌کنند.
ماژول CPU و حافظه
ماژول CPU دارای پردازنده مرکزی، ROM و حافظه RAM است. حافظه ROM شامل یک سیستم عامل، درایورها و برنامه های کاربردی است. حافظه رم برای ذخیره برنامه ها و داده ها استفاده می شود. CPU مغز PLC با ریزپردازنده هشت ضلعی یا شش ضلعی است.
به عنوان یک CPU مبتنی بر ریزپردازنده، جایگزین تایمرها، رله ها و شمارنده ها می شود. دو نوع پردازنده یک بیتی یا واژه پرداز را می‌توان با PLC ترکیب کرد. پردازنده یک بیتی برای انجام توابع منطقی استفاده می شود. از واژه پردازها برای پردازش متن، داده‌های عددی، کنترل و ضبط داده ها استفاده می شود.
CPU داده های ورودی را از حسگرها می خواند، آنها را پردازش می کند و فرمان را به دستگاه های کنترل کننده می فرستد. منبع تغذیه DC همانطور که در بحث قبلی ذکر شد به سیگنال های ولتاژ نیاز دارد. CPU همچنین شامل قطعات الکتریکی دیگری برای اتصال کابل های مورد استفاده توسط واحدهای دیگر است.
ماژول ورودی و خروجی
آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چگونه پارامترهای فیزیکی مانند دما، فشار، جریان و غیره را حس کنید؟ با استفاده از PLC؟ البته PLC یک ماژول انحصاری برای رابط ورودی و خروجی دارد که به آن ماژول ورودی و خروجی می گویند.
دستگاه های ورودی می توانند دکمه های شروع و توقف، سوئیچ ها و غیره باشند و دستگاه های خروجی می توانند بخاری برقی، شیرها، رله ها و غیره باشند. ماژول ورودی/خروجی به اتصال دستگاه های ورودی و خروجی با ریزپردازنده کمک می کند. ماژول ورودی PLC در شکل زیر توضیح داده شده است.
ماژول ورودی PLC دارای چهار عملکرد اصلی است.
1. رابط ماژول ورودی سیگنال را از دستگاه های پردازشی در 220 ولت AC دریافت می کند
2. سیگنال ورودی را به 5 ولت DC تبدیل می کند که می تواند توسط PLC استفاده شود
3. بلوک ایزولاتور برای جداسازی/جلوگیری از نوسانات PLC استفاده می شود
4. پس از آن سیگنال به انتهای خروجی یعنی PLC ارسال می شود
دو بخش اصلی در ماژول ورودی وجود دارد که بخش قدرت و بخش منطقی هستند. هر دو بخش از نظر الکتریکی از یکدیگر جدا شده‌اند. در ابتدا دکمه فشار بسته است. بنابراین منبع AC 220 ولت از طریق مقاومت های R1 و R2 به مدار پل داده می شود.
یکسوساز پل (مانند یکسو کننده پل دیود) برای تبدیل سیگنال AC به DC و دیود زنر برای تامین ولتاژ پایین LED استفاده می شود. هنگامی که نور LED روی ترانزیستور فوتو می افتد، در ناحیه رسانایی کار می کند. در نهایت یک منبع تغذیه 5 ولت DC به پردازنده داده می شود.
ماژول خروجی PLC مشابه ماژول ورودی اما در فرآیند معکوس کار می کند. این بار خروجی و پردازنده را واسط می کند. بنابراین در اینجا اولین بخش جلسه منطق است و بخش قدرت بعدی است. عملکرد ماژول خروجی در شکل زیر نشان داده شده است.
بنابراین، در اینجا زمانی که سیگنال بالای منطقی برنامه از پردازنده تولید می شود، LED روشن می شود و اجازه می دهد تا نور بر روی یک ترانزیستور نوری بیفتد. هنگامی که ترانزیستور به ناحیه هدایت می رود، یک پالس به دروازه تریاک تولید می کند. بلوک ایزولاتور برای جداسازی بخش منطق و بخش کنترل استفاده می شود.
ماژول رابط ارتباطی برای انتقال اطلاعات بین CPU و شبکه های ارتباطی از ماژول های I/O هوشمند استفاده می شود. این ماژول‌های ارتباطی به اتصال با سایر PLC ها و رایانه هایی که در یک مکان راه دور قرار می گیرند کمک می کند.
برخی از تولید کنندگان PLC عبارتند از:
- آلن بردلی
- ABB
- Plc Siemens
- میتسوبیشی پی ال سی
- هیتاچی پی ال سی
- دلتا PLC
- جنرال الکتریک (GE) PLC
- هانیول پی ال سی
نتیجه :
امروزه تولیدکنندگان بسیاری در زمینه تولید PLC و HMI فعالیت دارند. شرکت زیمنس هم از این قاعده مستثنا نیست. شرکت زیمنس با تکیه بر دانش مهندسین اتوماسیون و کنترل، PLC زیمنس، سافت استارتر زیمنس و لوگو زیمنس را طراحی می کنند. این مهندسان سیستم های کنترل، الگوریتم های کنترل و پیکربندی را درک می کنند. آنها فرآیند را طراحی می کنند و اندازه و مقیاس سیستم مورد نیاز را تعیین می کنند. برای استعلام قیمت plc زیمنس با کارشناسان فنی ما در اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس در ارتباط باشید.
#توجه: این مطلب یک رپرتاژ تبلیغاتی بوده و محتوای آن توسط تبلیغ دهنده تهیه و نگارش شده است.
دیجی‌رو مسئولیتی در قبال محتوای تبلیغاتی ندارد.
