PLC چیست؟
در دنیای امروز، اتوماسیون صنعتی نقش بسیار مهمی در افزایش بهرهوری، کاهش هزینهها و بهبود کیفیت تولید ایفا میکند. یکی از مهمترین تجهیزات مورد استفاده در سیستمهای اتوماسیون صنعتی، PLC یا کنترلکننده منطقی برنامهپذیر است. تقریباً در تمامی کارخانهها، خطوط تولید، صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی، نیروگاهها و سیستمهای هوشمند صنعتی از PLC برای کنترل فرآیندها استفاده میشود.
PLC جایگزین مدارهای پیچیده رلهای شده و امکان کنترل سریع، دقیق و انعطافپذیر تجهیزات صنعتی را فراهم میکند. به همین دلیل یادگیری PLC به یکی از مهمترین مهارتهای مهندسان برق، الکترونیک، ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است.
در این مقاله به صورت کامل با PLC، نحوه عملکرد، اجزا، مزایا، کاربردها، زبانهای برنامهنویسی و مراحل یادگیری آن آشنا خواهید شد.
*PLC چیست؟
PLC مخفف عبارت Programmable Logic Controller به معنی کنترلکننده منطقی برنامهپذیر است.
PLC یک کامپیوتر صنعتی است که برای کنترل فرآیندها، ماشینآلات و تجهیزات صنعتی طراحی شده است. این دستگاه اطلاعات را از سنسورها و ورودیها دریافت میکند، برنامه نوشته شده را اجرا میکند و در نهایت خروجیهای مورد نیاز را فعال یا غیرفعال میکند.
به زبان ساده:
PLC مغز یک سیستم اتوماسیون صنعتی است.
برای مثال در یک خط تولید، PLC میتواند اطلاعات سنسورها را دریافت کرده و بر اساس برنامه تعریف شده، موتور، پمپ، شیر برقی یا سایر تجهیزات را کنترل کند.
تاریخچه PLC
پیش از ظهور PLC، کنترل ماشینآلات توسط مدارهای رلهای انجام میشد.
مشکلات سیستمهای رلهای:
- حجم زیاد سیمکشی
- خرابی بالا
- هزینه تعمیر زیاد
- تغییرات دشوار در برنامه کنترل
در سال 1968 اولین PLC توسط شرکت Modicon طراحی شد و به سرعت در صنایع مختلف مورد استقبال قرار گرفت.
امروزه PLCها به یکی از مهمترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی تبدیل شدهاند.
PLC چگونه کار میکند؟
عملکرد PLC در سه مرحله اصلی خلاصه میشود:
- دریافت ورودیها
PLC اطلاعات را از تجهیزات مختلف دریافت میکند.
مانند:
- شستی استارت
- شستی استپ
- سنسور دما
- سنسور فشار
- سنسور مجاورتی
- فتوسل
- پردازش اطلاعات
CPU یا پردازنده PLC برنامه ذخیره شده را اجرا میکند.
PLC شرایط مختلف را بررسی کرده و تصمیم میگیرد که چه عملی انجام شود.
- ارسال خروجی
پس از پردازش، PLC خروجی مناسب را فعال میکند.
مانند:
- روشن شدن موتور
- فعال شدن کنتاکتور
- باز شدن شیر برقی
- روشن شدن چراغ هشدار
اجزای اصلی PLC
CPU یا پردازنده
مهمترین بخش PLC است.
وظایف:
- اجرای برنامه
- پردازش اطلاعات
- مدیریت ورودی و خروجیها
منبع تغذیه
برق مورد نیاز PLC را تأمین میکند.
ولتاژهای رایج:
- 24 ولت DC
- 220 ولت AC
ماژول ورودی
اطلاعات تجهیزات مختلف را دریافت میکند.
نمونهها:
- شستی
- سنسور
- کلید محدودکننده
ماژول خروجی
دستورات PLC را به تجهیزات ارسال میکند.
نمونهها:
- کنتاکتور
- رله
- موتور
- آلارم
حافظه
برای ذخیره برنامه و اطلاعات استفاده میشود.
ماژول ارتباطی
برای ارتباط PLC با سایر تجهیزات صنعتی کاربرد دارد.
مانند:
- HMI
- SCADA
- اینورتر
- سایر PLCها
انواع PLC
PLC کامپکت
تمام بخشها در یک بدنه قرار دارند.
مزایا:
- قیمت مناسب
- نصب آسان
- فضای کم
PLC ماژولار
اجزای مختلف به صورت جداگانه نصب میشوند.
مزایا:
- توسعهپذیری بالا
- انعطاف زیاد
- مناسب پروژههای بزرگ
تفاوت PLC و کامپیوتر
بسیاری از افراد تصور میکنند PLC همان کامپیوتر است.
اما تفاوتهای مهمی وجود دارد:
PLC| کامپیوتر
صنعتی| عمومی
مقاوم در برابر نویز| حساس
مناسب محیط کارخانه| مناسب محیط اداری
عملکرد پایدار| حساس به شرایط محیط
ورودی و خروجی در PLC
ورودیها اطلاعات را وارد PLC میکنند.
خروجیها دستورات PLC را اجرا میکنند.
ورودی دیجیتال
فقط دو وضعیت دارد:
- ON
- OFF
مثال:
- شستی
- میکروسوئیچ
ورودی آنالوگ
دارای مقادیر متغیر است.
مثال:
- دما
- فشار
- سطح مخزن
خروجی دیجیتال
مانند:
- روشن و خاموش کردن موتور
خروجی آنالوگ
برای کنترل تدریجی تجهیزات استفاده میشود.
مانند:
- کنترل سرعت اینورتر
- کنترل شیر کنترلی
زبانهای برنامه نویسی PLC
استاندارد IEC 61131-3 پنج زبان برنامهنویسی را معرفی کرده است.
Ladder Diagram (LAD)
محبوبترین زبان PLC
مزایا:
- ساده
- شبیه مدار فرمان
Function Block Diagram (FBD)
برنامهنویسی به صورت بلوکهای گرافیکی.
Structured Text (ST)
شبیه زبانهای برنامهنویسی کامپیوتری.
Instruction List (IL)
نسخه قدیمی و کمتر استفاده شده.
Sequential Function Chart (SFC)
مناسب فرآیندهای مرحلهای.
PLC زیمنس چیست؟
شرکت زیمنس یکی از بزرگترین تولیدکنندگان PLC در جهان است.
محبوبترین مدلها:
- LOGO
- S7-1200
- S7-1500
- S7-300
- S7-400
مزایا:
- کیفیت بالا
- نرمافزار قدرتمند
- پشتیبانی گسترده
PLC دلتا چیست؟
PLCهای دلتا به دلیل قیمت مناسب و کارایی خوب بسیار محبوب هستند.
مزایا:
- اقتصادی
- آموزش آسان
- مناسب پروژههای کوچک و متوسط
PLC اشنایدر چیست؟
اشنایدر الکتریک از برندهای معتبر اتوماسیون صنعتی است.
مزایا:
- کیفیت بالا
- قابلیت اطمینان زیاد
- مناسب صنایع سنگین
PLC امرن چیست؟
امرن یکی از برندهای شناخته شده ژاپنی است.
ویژگیها:
- سرعت پردازش بالا
- دقت زیاد
- عمر طولانی
مزایای استفاده از PLC
کاهش سیمکشی
حجم سیمکشی نسبت به مدارهای رلهای بسیار کمتر است.
انعطافپذیری بالا
تنها با تغییر برنامه میتوان عملکرد سیستم را تغییر داد.
افزایش سرعت کنترل
PLC اطلاعات را در کسری از ثانیه پردازش میکند.
عیبیابی آسان
خطاها سریعتر شناسایی میشوند.
افزایش بهرهوری
تولید با دقت و سرعت بیشتری انجام میشود.
کاربرد PLC در صنایع
امروزه PLC تقریباً در تمام صنایع استفاده میشود.
صنایع غذایی
- کنترل خطوط بستهبندی
- کنترل نوار نقاله
صنایع نفت و گاز
- کنترل پمپها
- مانیتورینگ تجهیزات
*صنایع خودروسازی
- خطوط مونتاژ
- رباتهای صنعتی
صنایع آب و فاضلاب
- کنترل سطح مخازن
- کنترل پمپها
نیروگاهها
- کنترل فرآیند تولید برق
بازار کار PLC
با رشد اتوماسیون صنعتی، متخصصان PLC بازار کار بسیار خوبی دارند.
زمینههای فعالیت:
- برنامهنویس PLC
- طراح تابلو برق PLC
- مهندس اتوماسیون صنعتی
- راهاندازی خطوط تولید
- تعمیر و نگهداری سیستمهای کنترل
سوالات متداول
PLC چیست؟
PLC یک کنترلکننده منطقی برنامهپذیر است که برای کنترل تجهیزات صنعتی استفاده میشود.
بهترین برند PLC کدام است؟
زیمنس، دلتا، اشنایدر و امرن از محبوبترین برندها هستند.
یادگیری PLC چقدر زمان میبرد؟
به طور متوسط بین ۳ تا ۶ ماه برای ورود به بازار کار و ۶ تا ۱۲ ماه برای تسلط حرفهای.
آیا PLC جایگزین رله شده است؟
در اکثر پروژههای صنعتی مدرن، PLC جایگزین مدارهای رلهای شده است.
جمعبندی
PLC قلب تپنده سیستمهای اتوماسیون صنعتی است و امروزه تقریباً در تمامی صنایع کاربرد دارد. این تجهیز با دریافت اطلاعات از سنسورها، پردازش دادهها و کنترل خروجیها، فرآیندهای صنعتی را به شکل هوشمند مدیریت میکند. یادگیری PLC نه تنها برای مهندسان برق و اتوماسیون یک مهارت ارزشمند محسوب میشود، بلکه میتواند فرصتهای شغلی فراوانی در صنایع مختلف ایجاد کند. اگر به دنبال ورود به دنیای اتوماسیون صنعتی هستید، آموزش PLC یکی از بهترین نقطههای شروع خواهد بود.
