کنترلر PLC چیست؟

کنترل کننده منطقی برنامه پذیر((Programmable Logic Controller (PLC))یک کامپیوتر دیجیتال است که برای اتوماسیون فرآیندهای الکترومکانیکی در صنایع مختلف استفاده می شود.

طراحی کنترل کننده ها به صورتی است که برای شرایط سخت مناسب بوده و در برابر سرما، گرما، گرد و غبار، رطوبت و غیره محافظت شده اند.

PLC شامل یک میکروسنسور می شود که با استفاده از زبان کامپیوتر برنامه ریزی شده است.

برنامه در کامپیوتر نوشته می شود و از طریق یک کابل در PLC دانلود می شود.

ارسال برنامه در PLC را دانلود و خواندن برنامه از روی آن را آپلود می گویند.

برنامه دانلود شده در حافظه غیرقابل انعطاف PLC ذخیره می شود. در حین انتقال پنل های کنترل رله به PLC، سخت افزار منطقی رله با برنامه دانلود شده توسط کاربر عوض می شود.

یک زبان برنامه نویسی بصری به نام  Ladder Logic برای برنامه نویسی PLC طراحی شده است.

سخت افزار PLC

اجزای سخت افزاری PLC عبارتند از:

  • CPU
  • حافظه
  • ورودی/خروجی
  • واحد منبع تغذیه
  • سیستم برنامه نویسی

در زیر بلوک دیاگرام نمای کلی سیستم PLC را مشاهده می کنید.

در ادامه به توضیح هر کدام از اجزای نام برده شده می پردازیم.

CPU

CPU مانع ایجاد اشتباهات در کنترل کننده می شود. CPU شامل عملگر منطقی، عملگر ریاضی، رابط کامپیوتری و بخش های دیگر می شود.

حافظه Memory

در CPU از داده های ثابتی استفاده می شود. حافظه رام ROM داده ها را به صورت دائمی در حافظه سیستم عامل ذخیره می کند.

حافظه RAM اطلاعات مربوط به وضعیت ورودی و خروجی دستگاه، مقادیر تایمرها، شمارنده و سایر بخش های دستگاه را ذخیره می کند.

بخش ورودی I/O

ورودی حاوی حسگرها و سوئیچ ها می شود.

بخش خروجی O/P

خروجی PLC بر روی دستگاه های دیگر کنترل می کند که شامل موتور، پمپ، لامپ و سلونوئید می شود.

منبع تغذیه

بعضی از PLC ها منبع تغذیه جداگانه دارند اما بسیاری از نمونه های موجود در بازار با منبع ۲۲۰ ولت AC یا ۲۴ ولت DC کار می کنند.

بخش برنامه ریزی

این بخش برای انتقال برنامه به حافظه پردازنده است.

برنامه دانلود شده در PLC اول به این قسمت منتقل می شود سپس وارد حافظه می شود.

سیستم باس

باس مسیری است که از طریق آن سیگنال در داخل PLC جریان پیدا می کند. چهار سیستم باس عبارتند از:

  • باس داده ها برای انتقال اطلاعات میان CPU برای انتقال داده ها میان المان های مختلف
  • باس کنترل سیگنال های مربوط به عملیات بخش های کنترلی می باشد را جا به جا می کند.
  • باس آدرس، آدرس محل ها را برای دسترسی داده ها ارسال می کند.
  • باس سیستم به پورت ورودی و خروجی برای برقراری ارتباط با بخش های خارجی و برنامه کمک می کند.

کنترل کننده منطقی برنامه ریزی شده در سه مرحله عمل می کند:

اسکن ورودی

حالت ورودی که به صورت خارجی متصل شده است اسکن می شود. ورودی شامل لیمیت سوئیچ، سوئیچ فشار و… می شود.

اسکن برنامه

برنامه بارگذاری شده در کنترل کننده اجرا می شود.

اسکن خروجی

منابع ورودی بر روی پورت های خروجی کنترل دارند تا آنها را خاموش یا روشن کنند.

خروجی ها عبارتند از:

  • سلونوئید
  • شیرها
  • موتورها
  • پمپ ها و ….

با توجه به مدل PLC رله های خروجی میتواند ترانزیستورها، ترایس ها، و یا رله ها باشند.

کاربردهای PLC

  • از کنترل کننده منطقی برنامه پذیر می توان برای روشن و خاموش کردن موتور استفاده کرد.
  • نصب در سیستم های چند قسمتی
  • تشخیص موقعیت یک صفحه، یک سوئیچ مجاورت در این حالت قرار گرفته است.
  • کنترل سرعت موتور
  • و….

مزایا

  • امکان برنامه ریزی آسان
  • مقاوم در برابر نویز، رطوبت و درجه حرارت
  • ارتباط بین ورودی و خروجی

معایب

  • ایجاد تغییرات در آن (تغییر برنامه و عملکرد) کار خسته کننده ای است.
  • نیاز به نیروی کاری ماهر برای یافتن خطاهای  آن
  • وقت گیر بودن سیم کشی
  • در صورت ایجاد مشکل عیب یابی آن بسیار سخت است.

نویسنده: دکتر (افشین رشید )