پی ال سی یا کنترل کننده منطقی برنامه پذیر (Programmable Logic Controller)، یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. PLC ها به دلیل قابلیت برنامه ریزی، انعطاف پذیری و کارایی بالا، به طور گسترده در صنایع مختلف کاربرد دارند.
در این مقاله، به طور کامل به سوال “پی ال سی چیست؟” پاسخ خواهیم داد و به بررسی موارد زیر خواهیم پرداخت. علاوه بر پاسخ به سوالات متداول، در انتهای این مقاله، منابعی برای مطالعه بیشتر در مورد PLC معرفی خواهیم کرد.
در این مقاله می خوانید :
تاریخچه PLC
اولین PLC در سال 1968 توسط شرکت آمریکایی Modicon ابداع شد. این PLC برای جایگزینی رله ها و مدارهای منطقی در سیستم های کنترل صنعتی طراحی شده بود. PLC ها به سرعت جای خود را در صنعت باز کردند و به عنوان یک ابزار قدرتمند برای کنترل فرآیندهای صنعتی شناخته شدند.
اجزای اصلی PLC
- واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز PLC است که وظیفه پردازش اطلاعات و اجرای برنامه را بر عهده دارد.
- حافظه: برای ذخیره برنامه، داده ها و اطلاعات مربوط به فرآیند استفاده می شود.
- ورودی ها: برای دریافت اطلاعات از سنسورها و سایر تجهیزات صنعتی استفاده می شوند.
- خروجی ها: برای ارسال سیگنال به تجهیزات صنعتی و کنترل آنها استفاده می شوند.
PLC ها از چند بخش اصلی تشکیل شده اند که هر کدام وظایف مشخصی را بر عهده دارند. در ادامه به بررسی جزئی تر هر یک از این اجزا می پردازیم.
واحد پردازش مرکزی CPU
مغز PLC محسوب می شود و وظیفه پردازش اطلاعات و اجرای برنامه را بر عهده دارد. CPU از یک تراشه میکروپروسسور تشکیل شده است که دستورات برنامه را پردازش می کند. سرعت و قدرت CPU یکی از عوامل مهم در تعیین کارایی PLC است. CPU با دریافت اطلاعات از ورودی ها و پردازش آنها، سیگنال های لازم را برای خروجی ها ارسال می کند.
حافظه یا MEMORY
برای ذخیره برنامه، داده ها و اطلاعات مربوط به فرآیند استفاده می شود. حافظه PLC به دو نوع اصلی تقسیم می شود.
- حافظه موقت (RAM): برای ذخیره موقت برنامه و داده ها در حال اجرا استفاده می شود. با قطع برق، اطلاعات موجود در حافظه موقت پاک می شود.
- حافظه دائمی (ROM): برای ذخیره دائمی برنامه و داده ها استفاده می شود. اطلاعات موجود در حافظه دائمی با قطع برق پاک نمی شود.
ورودی ها یا INPUT
برای دریافت اطلاعات از سنسورها و سایر تجهیزات صنعتی استفاده می شوند. ورودی ها می توانند به صورت دیجیتال (0 یا 1) یا آنالوگ (سیگنال های پیوسته) باشند.
انواع مختلفی از ورودی ها وجود دارد، از جمله:
- سوئیچ ها
- سنسورها
- دکمه ها
- انکودرها
خروجی ها یا OUTPUT
برای ارسال سیگنال به تجهیزات صنعتی و کنترل آنها استفاده می شوند. خروجی ها می توانند به صورت دیجیتال (0 یا 1) یا آنالوگ (سیگنال های پیوسته) باشند.
انواع مختلفی از خروجی ها وجود دارد، از جمله:
- رله ها
- کنتاکتورها
- شیرهای برقی
- موتورها
نحوه کارکرد PLC
PLC ها بر اساس برنامه ای که در حافظه آنها ذخیره شده است، عمل می کنند. این برنامه شامل مجموعه ای از دستورالعمل ها است که به PLC می گوید چگونه به ورودی ها پاسخ دهد و خروجی ها را کنترل کند. برنامه PLC توسط یک زبان برنامه نویسی خاص نوشته می شود که به زبان نردبانی (Ladder Logic) معروف است.
انواع PLC
PLC ها در انواع مختلفی تولید می شوند که از نظر اندازه، قابلیت ها و قیمت با یکدیگر متفاوت هستند. رایج ترین نوع PLC، PLC های رکمونت (Rackmount) هستند که در قفسه های مخصوص نصب می شوند. PLC های پرتابل نیز برای استفاده در محیط های سیار و غیر ثابت مناسب هستند.
از آنجایی که ما در بهزیمنس؛ نمایندگی زیمنس در ایران به تامین تجهیزات برق صنعتی زیمنس می پردازیم، یک مقاله با عنوان انواع پی ال سی زیمنس برایتان تهیه کرده ایم. در آن مقاله شما می توانید به بررسی تخصصی تری درباره انواع PLC های شرکت زیمنس آلمان بپردازید.
کاربردهای PLC
PLC ها در طیف گسترده ای از صنایع کاربرد دارند. در صنعت اتوماسیون، برای کنترل فرآیندهای تولید در کارخانه ها و خطوط مونتاژ استفاده می شوند. در صنعت برق، برای کنترل و توزیع برق در صنعت نفت و گاز، برای کنترل و پایش فرآیندهای استخراج و پالایش نفت و گاز کاربرد دارند. همچنین در صنعت آب و فاضلاب، برای کنترل و تصفیه آب و فاضلاب و در صنایع غذایی برای کنترل فرآیندهای تولید و بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
همانطور که اشاره شد، PLC ها در طیف گسترده ای از صنایع کاربرد دارند. در ادامه مقاله پی ال سی چیست؟ به بررسی جزئی تر کاربردهای PLC در برخی از این صنایع می پردازیم
کاربرد پی ال سی در صنعت اتوماسیون
همانطور که تا اینجا گفتیم، پی ال سی ها برای خودکار سازی فرآیندهای صنعتی به کار می روند. در ادامه مقاله پی ال سی چیست به کاربردهای صنعتی آن خواهیم پرداخت.
- کنترل خطوط مونتاژ: PLC ها برای کنترل و نظارت بر خطوط مونتاژ در صنایع مختلف مانند خودروسازی، لوازم الکترونیکی و نساجی استفاده می شوند.
- کنترل ربات ها: PLC ها برای برنامه ریزی و کنترل ربات ها در وظایف مختلفی مانند جوشکاری، مونتاژ و رنگ آمیزی استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های بالابر: PLC ها برای کنترل سیستم های بالابر در انبارها، مراکز تجاری و سایر مکان ها استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های نقاله: PLC ها برای کنترل سیستم های نقاله در کارخانه ها، مراکز توزیع و فرودگاه ها استفاده می شوند.
استفاده از پی ال سی در صنعت برق
از PLC ها در صنعت برق نیز استفاده می شود. موارد زیر تنها تعدادی معدودی از کاربردهای پی ال سی ها در صنعت برق می باشد.
- کنترل شبکه های برق: PLC ها برای کنترل و نظارت بر شبکه های برق در سراسر جهان استفاده می شوند.
- کنترل ژنراتورها: PLC ها برای کنترل و نظارت بر ژنراتورهای برق در مواقع قطع برق استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های روشنایی: PLC ها برای کنترل سیستم های روشنایی در ساختمان ها، معابر و سایر مکان ها استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های تهویه مطبوع: PLC ها برای کنترل سیستم های تهویه مطبوع در ساختمان ها و مراکز صنعتی استفاده می شوند.
کاربردهای پی ال سی در صنعت نفت و گاز
در صنعت نفت و گاز یا پتروشیمی نیز از PLC ها استفاده می شود. بیایید با هم تعدادی از این کاربردها را بررسی کنیم.
- کنترل پالایشگاه ها: PLC ها برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای پالایش نفت و گاز استفاده می شوند.
- کنترل خطوط لوله: PLC ها برای کنترل و نظارت بر خطوط لوله انتقال نفت و گاز استفاده می شوند.
- کنترل چاه های نفت و گاز: PLC ها برای کنترل و نظارت بر چاه های نفت و گاز استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های ایمنی: PLC ها برای کنترل سیستم های ایمنی در پالایشگاه ها، خطوط لوله و چاه های نفت و گاز استفاده می شوند.
صنعت آب و فاضلاب و کاربردهای پی ال سی
بهره گیری از سیستم های کنترل صنعتی و PLC در صنایع مربوط به آب و آبخیزداری و همینطور فاضلاب بسیار گسترده تر شده است. همچنان که موضوع کم آبی در ایران بسیار نگران کننده شده است، می توان به کمک کنترل های هوشمند پی ال سی بخشی از هدر رفت و نگرانی ها را رفع کرد.
- کنترل تصفیه خانه های آب: PLC ها برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شوند.
- کنترل تصفیه خانه های فاضلاب: PLC ها برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای تصفیه فاضلاب استفاده می شوند.
- کنترل پمپ ها و مخازن: PLC ها برای کنترل و نظارت بر پمپ ها و مخازن آب و فاضلاب استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های زهکشی: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های زهکشی آب و فاضلاب استفاده می شوند.
پی ال سی در صنایع غذایی چه کاربردی دارد؟
از ابتدایی ترین کاربردهایی که ممکن است در ذهن هر کسی نقش ببندد، صنایع غذایی است. با گسترش کاربرد پی ال سی ها صنایع غذایی در حجم و کیفیت تولید رشد قابل توجهی داشته اند.
- کنترل خطوط تولید: PLC ها برای کنترل و نظارت بر خطوط تولید مواد غذایی در صنایع مختلف مانند لبنیات، نانوایی و کنسرو سازی استفاده می شوند.
- کنترل ماشین آلات: PLC ها برای کنترل و نظارت بر ماشین آلات فرآوری مواد غذایی مانند آسیاب ها، مخلوط کن ها و بسته بندی ها استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های پخت و پز: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های پخت و پز مواد غذایی مانند اجاق ها، فرها و دیگ های بخار استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های انجماد: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های انجماد مواد غذایی استفاده می شوند.
- اینها فقط چند نمونه از کاربردهای گسترده PLC ها در صنایع مختلف بودند. PLC ها به دلیل انعطاف پذیری، قابلیت برنامه ریزی و کارایی بالا، به عنوان یک ابزار قدرتمند برای کنترل فرآیندهای صنعتی شناخته می شوند.
علاوه بر کاربردهای ذکر شده، PLC ها در صنایع دیگری مانند معدن، نساجی، کاغذ سازی، چاپ، داروسازی و کشاورزی نیز کاربرد دارند.
در اینجا چند نمونه دیگر از کاربردهای PLC ها آورده شده است.
- کنترل سیستم های حمل و نقل: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های حمل و نقل مانند نوار نقاله، جرثقیل و آسانسور استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های امنیتی: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های امنیتی مانند دوربین های مداربسته، دزدگیرها و سیستم های کنترل دسترسی استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های تهویه: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های تهویه در ساختمان ها و مراکز صنعتی استفاده می شوند.
- کنترل سیستم های گرمایش و گرمایش: PLC ها برای کنترل و نظارت بر سیستم های گرمایش در ساختمان ها و مراکز صنعتی استفاده می شوند.
4 مزیت کلی استفاده از PLC
- قابلیت برنامه ریزی: PLC ها می توانند برای انجام وظایف مختلف برنامه ریزی شوند.
- انعطاف پذیری: PLC ها می توانند در طیف گسترده ای از صنایع و کاربردها استفاده شوند.
- کارایی بالا: PLC ها به طور قابل اعتمادی کار می کنند و عمر طولانی دارند.
- کاهش هزینه ها: PLC ها می توانند به کاهش هزینه های تولید و نگهداری کمک کنند.
3 عیب کلی استفاده از PLC
- هزینه اولیه: PLC ها می توانند گران باشند.
- پیچیدگی: برنامه نویسی PLC ها می تواند برای افراد مبتدی پیچیده باشد.
- نیاز به دانش تخصصی: برای نصب، راه اندازی و نگهداری PLC ها به دانش تخصصی نیاز است.
4 نکته کلیدی برای انتخاب PLC مناسب
- اندازه و ظرفیت: PLC باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند تمام نیازهای شما را برآورده کند.
- قابلیت ها: PLC باید قابلیت های مورد نیاز شما را داشته باشد.
- قیمت: PLC باید با بودجه شما متناسب باشد.
- پشتیبانی: باید از پشتیبانی فنی مناسب برای PLC خود برخوردار باشید.
جمع بندی
PLC ها یک ابزار قدرتمند و انعطاف پذیر برای کنترل فرآیندهای صنعتی هستند. PLC ها در طیف گسترده ای از صنایع کاربرد دارند و می توانند به افزایش کارایی، کاهش هزینه ها و ارتقای ایمنی کمک کنند.
در انتخاب PLC مناسب، باید به عوامل مختلفی مانند اندازه و ظرفیت، قابلیت ها، قیمت و پشتیبانی فنی توجه کرد. امیدواریم این مقاله به شما در درک بهتر PLC ها و کاربردهای آنها کمک کرده باشد.
در ادامه، به چند سوال متداول در مورد PLC پاسخ می دهیم.
- چه زبان های برنامه نویسی برای PLC ها وجود دارد؟
رایج ترین زبان برنامه نویسی برای PLC ها، زبان نردبانی (Ladder Logic) است. سایر زبان های برنامه نویسی PLC عبارتند از:
- Statement List (لیست دستورات)
- Structured Text (متن ساختاریافته)
- Function Block Diagram (دیاگرام بلوک تابع)
- Sequential Function Chart (نمودار توالی عملکرد)
- چگونه می توانم برنامه نویسی PLC را یاد بگیرم؟
منابع مختلفی برای یادگیری برنامه نویسی PLC وجود دارد، از جمله:
- دوره های آموزشی آنلاین و آفلاین
- کتاب ها و مقالات آموزشی
- نرم افزارهای شبیه سازی PLC
- چه برندهای معروفی از PLC در بازار وجود دارند؟
برخی از برندهای معروف PLC در بازار عبارتند از:
- Siemens
- Omron
- Schneider Electric
- Mitsubishi
- Allen-Bradley
- قیمت PLC ها چقدر است؟
قیمت PLC ها بسته به اندازه، قابلیت ها و برند آنها متفاوت است. قیمت PLC ها می تواند از چند صد هزار تومان تا چند میلیون تومان باشد.
- از کجا می توانم PLC بخرم؟
PLC ها را می توان از طریق نمایندگی های مجاز فروش PLC و یا فروشگاه های آنلاین تجهیزات صنعتی خریداری کرد. اگر قصد خرید پی ال سی زیمنس دارید با کارشناسان ما در مجموعه بهزیمنس، نماینده زیمنس در ایران تماس حاصل فرمایید.
