تعریف PLC به همراه کاربردها در صنعت و انواع آن

PLC مخفف controller logic Programmable و به معنای کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی است .یک دستگاه پی ال سی، از طریق ترمینال‌های ورودی خود، اطلاعاتی را به صورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه‌ریزی ذخیره شده در حافظه خود، پردازش نموده و در نهایت، نتیجه عملیات را به شکل دستوراتی از طریق ترمینال‌های خروجی خود، به گیرنده‌ها و اجرا کننده‌های فرمان ارسال میکند.

به عبارت دیگر، یک کنترلر منطقی برنامه‌پذیر (PLC) یک رایانه دیجیتالی صنعتی است که برای کنترل فرایندهای تولید؛ مانند خطوط مونتاژ یا دستگاه‌های رباتیک یا هر فعالیتی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا و تشخیص آسان گسل برنامه نویسی و فرایند دارد، ایجاد شده است.

قبل از پیدایش دستگاه‌های PLC ، وظایف آنها توسط مدارات فرمان رله‌ای انجام می‌شد. در سیستم‌های رله ای، حجم و پیچیدگی مدار فرمان، با افزایش تعداد رله، افزایش یافته و در نهایت این امر، منجر به بالا رفتن هزینه این سیستم ها خواهد شد.

علاوه بر این، در صورت بروز مشکل در سیستم‌های رله‌ای و یا نیاز به تغییر منطق کنترل در این سیستم‌ها، زمان زیادی مورد نیاز خواهد بود.
مهمترین هدف ساخت دستگاههای پی ال سی، حذف پیچیدگی‌های مدارات فرمان و رله‌ای بود، اما با پیشرفت و ارتقاء سطح تکنولوژی، به مرور زمان قابلیت‌های بینظیری به PLC اضافه شدند که از این قابلیت‌ها میتوان به انواع شبکه‌ها؛ سیگنال‌های آنالوگ؛ محاسبات پیچیده و ورودی های سرعت بالا را نام برد.

امروزه، با توسعه و گسترش انواع دستگاه‌های پی ال سی، دیگر سیستم های رله‌ای در محیط های صنعتی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

مفهوم کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC

در سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی کنترل بر عهده PLC است که با گرفتن اطلاعات از طریق ترمینال‌های ورودی، وضعیت ماشین را حس کرده و نسبت به آن پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم میکند. امکان تعریف مدهای مختلف برای ترمینال‌های ورودی/خروجی یک PLC ، این امکان را فراهم کرده تا بتوان PLC را مستقیما به المان‌های دیگر وصل کرد.

علاوه بر این PLC شامل یک واحد پردازشگر مرکزی (CPU) نیز هست، که برنامه کنترلی مورد نظر را اجرا میکند. این کنترلر آنقدر قدرتمند است که میتواند هزارها O/I را در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ کانتر را کنترل نماید. همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی، از سیستم کنترل ماشین‌هایی با چند O/I که کار سادهای مثل تکرار یک سیکل کاری کوچک انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مکانیابی را کنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد کنترل و استفاده نماید.

زمان پاسخگویی Scan Time

این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه کاربر دارد. از یک میکروثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثال در مواقعی که O/I از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنال‌ها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسکن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور کردن برنامه کنترلی اغلب به زمان اسکن میافزاید چرا که CPU کنترلر مجبور است وضعیت کنتاکت‌ها، رله‌ها ، تایمرها و… را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.

قطعات ورودی

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنال‌های ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی، اتوماتیک و حسگرهای خودکار می‌باشد. قطعات ورودی نظیر شستی‌های استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میکروسوییچ‌ها، سنسورهای فتوالکتریک، proximity ،sensor level ،ترموکوپل، PT100و PLC… از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مکانیزم حرکت و موقعیت جسم، تست کردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌کند.

سیگنال‌های ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، که در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

قطعات خروجی

همانطوری که می‌دانید یک سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیمپیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و … کامل نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملکرد سیستم را نشان میدهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه کنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای اعمال سیگنال به المان‌های خروجی وجود دارد.