سرگذشت PLC ( پی ال سی ):

PLC ها ( پی ال سی ) سرگذشت بسیار طولانی ندارند و از زمان بوجود آمدن اولین آنها زمان چندانی نمی گذرد. نخستین PLC ها ( پی ال سی ) در دهه هفتاد میلادی برای کاربرد در صنایع خودروسازی طراحی شدند. اولین بار کنترل کننده های  برنامه پذیر توسط شرکت Modicon  در سال ۱۹۶۸ در صنعت برق عرضه شدند که با این هدف یعنی جایگزینی رله های مکانیکی از آنها استفاده می شد.

 

اما نخستین  PLC ( پی ال سی ) موفق در آزمایشات و همچنین به طور عملی مدل Modicon 184 بود که در سال ۱۹۷۳ به صنعت برق عرضه شد.

 

در آغاز کار معرفی این تجهیزات به صنعتگران برای استفاده از PLC ( پی ال سی ) کار بسیار دشواری بود چون به راحتی قانع به استفاده ی آن نمی شدند زیرا آنها فکر نمیکردند که یک مجموعه کوچک از قطعات الکترونیکی به همراه چند خط برنامه بتواند وظایف ۵۰ الی ۶۰ تابلوی تشکیل شده از مدارات رله – کنتاکتوری را انجام دهد. اما به مرور زمان استفاده از PLC ( پی ال سی ) با توجه به مزایایی زیادی که داشت  رایج شد و تولید کنندگان بسیاری نیز در این بخش وارد بازار کار شدند. با پیشرفت علم الکترونیک PLC ها ( پی ال سی ) نیز از ویژگی های بهتر و بیشتری برخوردار شدند و در بخش های مختلف صنعت به کار گرفته شدند. در حال حاضر بیش از میلیون ها PLC ( پی ال سی ) در جای جای دنیا در حال کار هستند و روز به روز نیز به اعداد آنها افزوده می شود.

تولیدکنندگان مطرح PLC ( پی ال سی ):

در حال حاضر شرکت های زیادی در بسیاری از کشورهای توسعه یافته تولید کننده PLC ( پی ال سی )  قطعات و تجهیزات مرتبط هستند. در این بخش به نام چند تولیدکننده که از اعتبار و شهرت جهانی برخوردارند اشاره می شود:

SIEMENS

Omron

Modicon

GE Fanuc

Allen-Bradley

شرکت آلمانی زیمنس SIEMENS یکی از مقتدرترین و بزرگترین شرکتها در این صنعت

شرکت آمریکایی Allen-Bradley تولیدکننده PLC های ( پی ال سی ) سری Control Logix

شرکت ژاپنی OMRON تولیدکننده PLC های ( پی ال سی )  سری SYSMAC

شرکت آمریکایی Modicon تولیدکننده PLC های ( پی ال سی ) سری Quanturm

شرکت آمریکایی GE Fanuc سازنده PLC (پی ال سی) سری GE Sereis 90

کنترل مدار ها توسط تجهیزات رله-کنتاکتور:

تا قبل از استفاده ی تکنولوژی از PLC ( پی ال سی ) مدارها با استفاده از ترکیب رله و کنتاکتور آماده سازی می شدند( مدل Hard-Wired )

 

در این مدل مدارات نخست می بایست نقشه های کلیه ی مدارات کنترلی طراحی شود.

پس از آن رله و کنتاکتور و سایر تجهیزات الکتریکی مورد نیاز انتخاب و نصب می شوند و پس از آن اتصالات لازم با سیم ویا هرنوع هادی الکتریکی بین قطعات انجام میشود. این روش که در مقایسه با استفاده از PLC ( پی ال سی ) دارای عیب های زیادی می باشد که اهم آن عدم انعطاف پذیری و ایجاد تغییرات لازم نسبت به اتصالات قبل است. یعنی در صورت نیاز به تغییر در روش و منطق کارکرد , باز و بسته کردن کنتاکت ها و تغییرات در فضای قطعات الکتریکی اجتناب ناپذیر است. بطوریکه که این عمل در PLC ( پی ال سی ) تنها با تغییر کد و یا برنامه ی نرم افزاری انجام می شود.

مزیت های PLC ( پی ال سی ) نسبت به مدارات رله – کنتاکتور:

ایجاد تغییر در منطق کارکرد PLC ( پی ال سی ) بسیار آسان تر و سریعتر ( به شکل نرم افزاری ) امکان پذیر است.

در PLC ها ( پی ال سی ) اشغال فضای کمتر مزیت بسیاری محسوب میشود.

بسیاری از PLC ها ( پی ال سی ) دارای بخش های عیب یابی ( Diagnostic ) هستند و در صورت متوقف شدن عملیات علت خطا یا اشکال در برنامه را نشان می دهند.

برای افزایش سطح کارایی سیستم کنترل مبنی بر PLC ( پی ال سی ) کافی است تنها برنامه آن کپی شود.

قابلیت عمر بالاتری دارند (عاری از اشکالات مکانیکی رایج در رله – کنتاکتور ها هستند.)

PLC چیست؟ و اجزای آن به جه صورت است؟

تعریف PLC ( پی ال سی ) : PLC ها (پی ال سی) یک کنترل کننده منطقی ( Logical ) از خانواده کامپیوتر ها هستند که برای استفاده در کاربردهای صنعتی طراحی سیستم های صنعتی ساخته شده اند. از PLC ( پی ال سی ) برای استفاده خودکار عملیات در کارخانه های تولیدی استفاده می شود.

کار اصلی یک PLC ( پی ال سی ) دریافت اطلاعات از واحد تحت کنترل به عنوان ورودی سیستم , تصمیم گیری با توجه به مقادیر ورودی ها و برنامه هایی که در آن تعبیه شده و در انتها ایجاد خروجی ها و ارسال آن ها به سخت افزار های میانی جهت هدایت ماشین های تحت کنترل می باشد.

برنامه داخل PLC ( پی ال سی ) , مجموعه ای از دستورالعمل ها و کدهایی است که کاربر آنها را مناسب با نحوه کارکرد و مکانیزم و فرآیند موجود ایجاد کرده و در درون حافظه PLC ( پی ال سی ) قرار میگیرید. وقتی برنامه اجرا میشود, PLC ( پی ال سی ) سیستم را بر اساس مشخصات فرآیند مورد نظر راه میبرد.

اجزاء تشکیل دهنده یک PLC ( پی ال سی )

برای انجام عملیات کنترلی , کلیه ی PLC ها ( پی ال سی ) دارای مجموعه ای از سخت افزار های گوناگون و متفاوت هستند که هر یک وظیفه مشخصی را انجام میدهند. در این بخش به معرفی این تجهیزات پرداخته می شود. این تجهیزات که به شرح زیر می باشند , در تمامی PLC ها وجود دارند.

منبع تغذیه

CPU

کارت های ورودی / خروجی

 

 

منبع تغذیه PS , Power Supply 

منبع تغذیه , برای برق رسانی به کلیه ی تجهیزات سیستم مورد استفاده قرار میگیرد و مقادیر معمول آن ۲۴ ولت مستقیم , ۱۱۰ ولت متناوب و ۲۳۰ ولت متناوب است. بنابراین , کاربر باید پیش از خرید واستفاده PLC ( پی ال سی ) , امکان تغذیه PLC را بررسی کند.

 

منابع تغذیه هایی که مورد استفاده در PLC ( پی ال سی ) معمولا از نوع Switching Power Supply با خروجی بسیار دقیق هستند. قبل از خرید منبع تغذیه بهتر است مصرف جریان کلیه کارت های PLC ( پی ال سی ) محاسبه و پس از آن Power Supply با جریان دهی بالاتری تهیه شود.

واحد پردازش مرکزی CPU , Central Processing Unit

CPU ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) , مغز متفکر PLC ( پی ال سی ) است , یعنی قسمتی  که تمام عملکردها را به صورتی درست کنترل می کند. اما باید توجه کرد که CPU ( واحد پردازش مرکز در پی ال سی ) هوشمند نیست و  تفکر نمی کند بلکه فقط از مجموعه دستورالعمل هایی که در حافظه آن قرار داده شده است, تبعیت می کند. CPU ها ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) بر اساس مقدار حافظه و سرعت پردازشی که دارند و همچنین تعداد ورودی و خروجی هایی که می پذیرند,دسته بندی می شوند.

معمولا روی بدنه ی این تجهیز یعنی CPU ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) تعدادی LED وجود دارد که وضعیت جاری آن را نشان میدهد. تعداد و معنی این LED ها در PLC های ( پی ال سی ) متفاوت است.

یک PLC ( پی ال سی ) به صورت کلی دارای سه وضعیت کاری زیر است:

STOP : برنامه ای در PLC ( پی ال سی ) اجرا نمیشود و خروجی های آن غیر فعال هستند.

RUN : برنامه ای در PLC (پی ال سی) اجرا میشود و خروجی های آن فعال هستند.

FAULT : به دلیل ایجاد اشکالی , اجرای برنامه متوقف شده و PLC ( پی ال سی ) به وضعیت STOP رفته است.

همچنین یک Selector (شاسی گردان) نیز وجود دارد که توسط آن می توان وضعیت کاری PLC ( پی ال سی ) را انتخاب نمود. یعنی به حالت STOP یا RUN تغییر وضعیت داد و یا در صورت لازم حافظه PLC ( پی ال سی ) را Reset کرد.

 

کارت های ورودی و خروجی ( I/O Units ):

دیتاها و پیامهایی که در واحد تحت کنترل هستند توسط کارت های ورودی و خروجی با CPU ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) مرتبط هستند. کارت های ورودی و خروجی طبق مدارات درون خود با دیتاها و بوسیله باس داخلی با CPU ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) مرتبط می باشند.

اصلیترین وظیفه ی کارت ورودی , دریافت دیتاهای مختلف از مبداء و تغییر شکل آنها به صورتی است که قابل استفاده برای CPU ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) طبق این وقایع و برنامه ای که از پیش در آن ها وجود دارد , تصمیم گیری کرده و نتایجی در خروجی تولید میکند.

وظیفه خروجی ها مهیا کردن این نتایج به صورت قابل ارائه به مقصد میباشد.

واحد حافظه ( Memory Unit ):

جهت نگهداری دستورالعمل ها , برنامه و تصاویر تعریف شده PLC ( پی ال سی )  نیاز به حافظه دارد. مدل های مختلفی از حافظه در PLC ( پی ال سی ) به کار میرود:

ROM حافظه فقط خواندنی

RAM حافظه با دسترسی تصادفی

EPROM حافظه فقط خواندنی , برنامه پذیر قابل پاک شدن با برق

 

مدل های مختلف PLC ( پی ال سی )

PLC ها ( پی ال سی ) از لحاظ سخت افزاری به دو نوع اصلی و کلی در دسترس می باشند:

یکپارچه

ماژولار

PLC ( پی ال سی ) یکپارچه:

PLC ( پی ال سی ) یکپارچه متکی به خود است. یعنی سخت افزار آن منبع تغذیه , CPU ( واحد پردازش مرکزی در پی ال سی ) و تعداد اندکی ورودی و خروجی را به صورت یک پکیج یکپارچه شامل می شود. این نوع PLC ( پی ال سی ) مختصرتر , ساده تر و ارزانتر و دارای عملکردی محدودتر از نوعی دیگر می باشد و از آن برای کنترل  نقاله ها ی کوچک , ماشین های تراشکاری , پرس های ضربه ای , سیستم های کنترل هیدرولیکی وبادی و … می توان استفاده نمود.

PLC ( پی ال سی ) ماژولار:

PLC ( پی ال سی ) ماژولار از کنار هم تشکیل شدن ماژول های مختلف , مانند : ماژول منبع تغذیه , ماژول CPU ( واحد کنترل مرکزی در پی ال سی ) , ماژول های ورودی , ماژول های خروجی , کارت های شبکه ساخته میشوند.

به علت اینکه در طراحی های سیستم کنترل بر اساس این PLC ( پی ال سی ) می توان انواع مختلف و تعداد متفاوت و زیادی از ماژولها را کنار هم قرار داد , این سیستم قابلیت انعطاف بیشتری دارد و می توان آن را برای استفاده های خاص , مانند سیستم های کنترل خودکار ماشین ها و کنترل فرآیند طراحی نمود.

همچنین PLC های ( پی ال سی ) ماژولار تعداد ورودی ها و خروجی های زیادتری دارند و قابل توسعه دادن (Expansion) هستند. در نتیجه می توان آنها را به راحتی برای کار در سیستم های بزرگتر با اعمال تغییراتی استفاده نمود.