پی ال سی از جمله تکنولوژی‌هایی است که امروزه تقریباً در تمامی صنایع کاربرد دارد. PLC متخصص اتوماتیک کردن تسک‌ها در کارخانجات است و به همین دلیل می‌تواند تأثیر مستقیمی روی راندمان کار صنایع بگذارد. در این مقاله از وب سایت مجتمع آموزشی امیرکبیر قصد داریم در مورد این کامپیوترهای پیشرفته و قابل برنامه‌ریزی با شما صحبت کرده و اطلاعاتی را در مورد plc ها ارائه دهیم که تا قبل از این، نمی‌دانستید؛ پس تا پایان این مقاله، با ما همراه باشید.
در دنیای فناوری و صنعت امروز، کنترلر منطقی قابل برنامه‌ریزی یا به اختصار PLC، نقش کلیدی و حیاتی در بهینه‌سازی و اتوماسیون فرآیندها و سیستم‌های صنعتی ایفا می‌کند. این تکنولوژی پیشرفته که در اصطلاح به عنوان مغز ماشین‌های اتوماسیونی شناخته می‌شود، برای اجرای فرآیندها به شکل دقیق و همچنین کاهش خطاها و هزینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به‌خصوص در دنیایی که رباتیک همه چیز را در دنیا دگرگون کرده است.
پی ال سی به عنوان یک کنترلر دیجیتالی، امکان برنامه‌ریزی و اجرای عملیات مختلف را با توجه به دستورات قبلی یا وضعیت‌های ورودی از طریق تغییرات منطقی در خروجی‌ها فراهم می‌کند. این قابلیت، به صنایع امکان می‌دهد تا فرآیندها را به صورت دقیق، قابل پیش‌بینی و قابل کنترل انجام دهند. از کاربردهای اصلی PLC می‌توان به کنترل خطوط تولید، راه‌اندازی و کنترل ماشین‌آلات صنعتی، سیستم‌های کنترل ترافیک، سیستم‌های کنترل ساختمانی و بسیاری دیگر اشاره کرد.
تعریف دقیق‌تر این تکنولوژی نشان می‌دهد که PLC به عنوان یک سیستم الکترونیکی دیجیتالی عمل می‌کند که با استفاده از برنامه‌های کاربردی و نرم‌افزارهای تخصصی می‌تواند فرآیندها و کنترل‌های مختلف را اجرا کند. عملکرد PLC بر اساس مبادلات داده بین واحدهای ورودی و خروجی استوار است که باعث کنترل دقیق و بهینه فرآیندها می‌شود.
در انتها، می‌توان گفت که پی ال سی با توانایی برنامه‌ریزی، کنترل و مدیریت فرآیندها در محیط‌های صنعتی، ابزاری اساسی برای بهبود کارایی، دقت و اتوماسیون در صنایع مختلف به شمار می‌آید. این تکنولوژی اساسی‌ترین پایه‌های توسعه و پیشرفت در دنیای صنعتی را فراهم می‌کند.
در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیر در حوزه فناوری و صنعت، منجر به ایجاد تغییرات عمده‌ای در روش‌های کنترل و اتوماسیون فرآیندها شده است. plc هم از این قاعده مستثنی نبوده و حالا می‌بینیم که این کنترلرهای منطقی توانسته‌اند نقش بسیار اساسی در صنعت ایفا کنند.
تاریخچه پی ال سی به دهه ۱۹۶۰ بازمی‌گردد؛ زمانی که ابتکار کنترل‌های منطقی برنامه‌پذیر در صنعت برای اولین بار مطرح شد. در ابتدا، رله‌های الکترومکانیکی برای کنترل فرآیندها و ماشین‌آلات مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اما این روش‌ها مشکلاتی هم داشتند: مانند پیچیدگی، حجم بزرگ و نیاز به تغییرات زمان‌بر در صورت تغییر فرآیند و …
در دهه ۱۹۶۰، ایده‌ی استفاده از دیجیتالی‌سازی در کنترل فرآیندها مطرح شد. این ایده منجر به توسعه‌ی نخستین PLC، توسط مهندس دانشگاه ماساچوست، ریچارد مورلی، شد. این PLC در صنعت خودروسازی برای کنترل ماشین‌آلات به کار گرفته شد و تغییرات عمده‌ای در روش‌های کنترل صنعتی ایجاد کرد.
در دهه‌های بعدی، تکامل‌های متعددی در زمینه پی ال سی اتفاق افتاد. از جمله‌ی این تغییرات می‌توان به توسعه تکنولوژی‌های کارآمدتر، کوچکتر و پایدارتر، افزایش قابلیت‌های برنامه‌ریزی و پیچیدگی، و اضافه شدن قابلیت‌های ارتباطی و اتصال به شبکه‌ها اشاره کرد. همچنین، PLCها به محیط‌های صنعتی مختلف از جمله تولید، انرژی، خودروسازی، مخابرات، و مدیریت ساختمان‌ها توسعه یافتند.
از اواخر دهه ۱۹۸۰، plcها به یکپارچه‌ترین بخش از سیستم‌های کنترل صنعتی تبدیل شده‌اند و از توانمندی‌های پیچیده‌تری برخوردار هستند. امروزه، با توجه به توسعه فناوری‌های نوین همچون اینترنت اشیاء (IoT)، PLCها نیز به عنوان بخشی اساسی از اتصال‌پذیری و کنترل هوشمند فرآیندهای صنعتی در دنیای مدرن، نقش بسزایی ایفا می‌کنند.
به طور خلاصه، تاریخچه تکامل PLC، از ایده‌ی ابتدایی تا ابزاری کارآمد و حیاتی در بهبود و بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی، به توضیح مهمی در گذر زمان از تکنولوژی‌های کنترل و اتوماسیون اشاره دارد.
همان‌طور که در قسمت‌های قبلی این مقاله از وب سایت مجتمع آموزشی امیرکبیر عنوان شد، PLC یک سیستم پیچیده است که از اجزای مختلف تشکیل شده و برای کنترل و اتوماسیون فرآیندها در صنایع مختلف به کار می‌رود. این اجزاء به‌طور ترکیبی با یکدیگر همکاری می‌کنند تا عملکردی دقیق و قابل اعتماد را فراهم کنند. در این قسمت از مقاله به معرفی اجزای اصلی PLC و عملکرد هر یک پرداخته‌ایم.
این بخش مغز اصلی پی ال سی است که اطلاعات ورودی را پردازش و دستورات مورد نیاز برای کنترل خروجی‌ها را تولید می‌کند. CPU به‌طور مداوم ورودی‌ها را مانیتورینگ می‌کند و بر اساس برنامه‌های برنامه‌ریزی شده عملکرد دستگاه را تنظیم می‌کند.
این بخش پی ال سی مسئول دریافت اطلاعات ورودی از سنسورها، دستگاه‌ها و ابزارهای مختلف است. اطلاعات ورودی می‌تواند شامل سیگنال‌های دیجیتال (مانند دکمه‌ها و سوئیچ‌ها) یا سیگنال‌های آنالوگ (مانند دما و فشار) باشد.
این قسمت از plc برای کنترل دستگاه‌ها و ابزارهای خروجی مورد استفاده قرار می‌گیرد. واحد خروجی با توجه به دستوراتی که توسط واحد پردازشی تولید می‌شود، سیگنال‌های کنترلی را به دستگاه‌های فیزیکی ارسال می‌کند.
حافظه‌های داخلی و خارجی برای ذخیره دائمی و موقتی داده‌ها و برنامه‌ها در PLC وجود دارد. حافظه مورد نیاز برای ذخیره و اجرای برنامه‌های کاربردی و همچنین ذخیره اطلاعات موقتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عملکرد پی ال سی هم به این شکل است که واحد ورودی اطلاعات ورودی را از سنسورها و دستگاه‌ها دریافت می‌کند، سپس واحد پردازشی این اطلاعات را پردازش کرده و به تولید دستورات کنترلی برای واحد خروجی می‌پردازد. واحد خروجی در نتیجه دستورات دریافتی، سیگنال‌های کنترلی را به دستگاه‌های فیزیکی ارسال می‌کند تا فرآیند کنترل و اتوماسیون انجام شود.
با این اجزاء و عملکرد منسجم آنها، plc توانمندی اجرای کنترل دقیق و پیچیده را به صنایع و فرآیندها ارائه می‌دهد و نقش مهمی در بهبود کارایی و کاهش خطاها دارد.
برنامه‌نویسی پی ال سی به عنوان بخش مهمی از فرآیند کنترل و اتوماسیون فرآیندها در صنایع، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این فرآیند، زبان‌ها و محیط‌های برنامه‌نویسی ابزارهایی اساسی هستند که برنامه‌نویسان را قادر می‌سازند تا منطق و عملکرد دستگاه‌های PLC را به‌طور دقیق تعیین و تنظیم کنند.
یکی از زبان‌های اصلی برنامه‌نویسی plc، زبان لادر (Ladder Logic) است. این زبان تشابه زیادی با نمودارهای رله‌های الکترومکانیکی دارد و برای برنامه‌نویسی فرآیندهای منطقی استفاده می‌شود. در این زبان، ورودی‌ها و خروجی‌ها به شکل سیمبلیک و با استفاده از نمادهایی نمایش داده می‌شوند که به برنامه‌نویس اجازه می‌دهد منطق و ارتباط بین اجزاء را به‌طور روشن ایجاد کند.
زبان‌های دیگری همچون بلوک دیاگرام (Function Block Diagram) و زبان‌های ساختاری (Structured Text) نیز برای برنامه‌نویسی plc به کار گرفته می‌شوند.
بلوک دیاگرام به برنامه‌نویس امکان می‌دهد واحدهای کوچکتر از منطق را به‌طور جداگانه تعریف کرده و برای ساختارهای پیچیده‌تر آنها را به هم وصل کند. زبان محسوبی به برنامه‌نویس امکان می‌دهد به‌صورت متنی و به زبان‌های مشابه C یا Pascal، برنامه‌های پیچیده‌تر را تعریف و اجرا کند.
علاوه بر زبان‌ها، محیط‌های برنامه‌نویسی نیز برای توسعه و اجرای برنامه‌های plc استفاده می‌شوند. این محیط‌ها شامل نرم‌افزارهایی هستند که امکان ایجاد و ویرایش برنامه‌ها، شبیه‌سازی، رفع اشکال و انتقال برنامه‌ها به دستگاه‌های واقعی را فراهم می‌کنند. به‌طور معمول، هر تولیدکننده PLC محیط‌های برنامه‌نویسی خود را ارائه می‌دهد که با توجه به مدل و نوع دستگاه‌ها، تنظیمات و امکانات متفاوتی را به برنامه‌نویسان ارائه می‌کند.
به طور خلاصه، برنامه‌نویسی پی ال سی به انتخاب زبان‌ها و استفاده از محیط‌های برنامه‌نویسی مناسب و دقیق وابسته است. این عناصر مهم برای توسعه و پیاده‌سازی فرآیندهای صنعتی با استفاده از PLC، نقش کلیدی و حیاتی دارند.
برنامه‌ریزی و توسعه برای پی ال سی یک مرحله حیاتی در راستای بهره‌برداری بهینه از این ابزارهای کنترلی است. این فرآیند مراحل مختلفی را از تحلیل نیازمندی‌ها تا پیاده‌سازی و آزمون برنامه‌ها در بر دارد. در این قسمت از مقاله، به مراحل و روش‌های برنامه‌ریزی و توسعه برای PLC پرداخته‌ایم.
در این مرحله، نیازمندی‌ها و خصوصیات مورد انتظار از سیستم کنترلی با همکاری کاربران و متخصصان مشخص می‌شود. این نیازمندی‌ها شامل ورودی‌ها، خروجی‌ها، توانایی‌های ویژه، اتصالات و دیگر پارامترهای مرتبط با فرآیند است.
در این مرحله از برنامه‌ریزی برای پی ال سی، تصمیمات مهمی از جمله نحوه عملکرد کلی سیستم، نحوه ترتیب اجرای فرآیندها، و ارتباط میان اجزاء تعیین می‌شوند. این طراحی به عنوان نقشه‌ای ابتدایی از سیستم عمل می‌کند.
در این مرحله، با توجه به طراحی‌های انجام‌شده، برنامه‌های کنترلی برای پی ال سی نوشته می‌شوند. همان‌طور که در قسمت قبلی همین مقاله از وب سایت مجتمع آموزشی امیرکبیر نیز توضیح داده شد، در این مرحله از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند لادر (Ladder Logic)، بلوک دیاگرام (Function Block Diagram) یا زبان‌های محسوبی (Structured Text) استفاده می‌شود.
پیش از اجرای واقعی برنامه‌ها بر روی پی ال سی، آنها در محیط‌های شبیه‌سازی تست می‌شوند. این مرحله به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا عملکرد برنامه‌ها را به طور کامل تجربه کنند و اشکالات را قبل از اجرای واقعی پیش بینی کنند.
پس از تست موفقیت‌آمیز در محیط شبیه‌سازی، برنامه‌ها بر روی plc اجرا می‌شوند. این مرحله شامل بارگذاری برنامه‌ها به دستگاه، تنظیمات ورودی و خروجی‌ها و همچنین اتصال به سایر اجزاء از جمله حسگرها و اکتوآتورها است.
پس از پیاده‌سازی plc، برنامه‌ها به صورت واقعی در محیط فرآیندی تست می‌شوند. این آزمون‌ها شامل بررسی عملکرد و واکنش به ورودی‌ها می‌شود.
پس از تایید عملکرد پی ال سی به‌طور کامل، سیستم به بهره‌برداری می‌رسد. این مرحله شامل آموزش کاربران، تنظیمات نهایی و نگهداری دوره‌ای است.
به‌طور خلاصه، برنامه‌ریزی و توسعه برای plc فرآیندی است که از تحلیل نیازمندی‌ها تا بهره‌برداری پس از پیاده‌سازی ادامه دارد. این مراحل با همکاری تیم‌های برنامه‌نویسی، مهندسان کنترل و متخصصان مرتبط انجام می‌شود تا سیستم‌های کنترلی بهینه و کارآمد تولید شوند.
یکی از جنبه‌های حیاتی در کنترل و اتوماسیون صنعتی، استفاده از سنسورها و عملگرها برای جمع‌آوری داده‌های محیطی و کنترل دستگاه‌ها و فرآیندها است. ادامه‌ی این مقاله را مطالعه کنید تا با انواع این سنسورها و همچنین عملگرها در اتصال با plc آشنا شوید.
این نوع سنسورها اطلاعات را به صورت دیجیتال به پی ال سی انتقال می‌دهند. سیگنال‌های دیجیتال معمولاً به صورت ON/OFF (روشن/خاموش) هستند و به عنوان ورودی‌های دیجیتال به PLC متصل می‌شوند. مثال‌هایی از سنسورهای دیجیتال شامل سوئیچ‌های نهایی، دکمه‌ها و انکودرها هستند.
این سنسورها اطلاعات به صورت مقادیر آنالوگ (مانند ولتاژ یا جریان) ارائه داده و برای اتصال به plc، نیاز به واحد تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC) دارند. سنسورهای آنالوگ پی ال سی عمدتاً در اندازه‌گیری مقادیر مانند دما، فشار، سطح و تراز استفاده می‌شوند.
این نوع سنسورها می‌توانند مختلف اندازه‌گیری‌ها را انجام دهند و معمولاً دارای چندین خروجی (مثل ولتاژ و ترمز) هستند. برخی از سنسورهای تماماً چندمنظوره پی ال سی شامل سنسورهای پیزوالکتریک، سنسورهای تصویری و سنسورهای لیزری هستند.
عملگرها وسایلی هستند که به وسیله پی ال سی برای کنترل دستگاه‌ها و فرآیندها استفاده می‌شوند. این عملگرها معمولاً خروجی‌های دیجیتال با ولتاژ معینی را کنترل می‌کنند. به عنوان مثال، موتورها، ولوها و ورودی‌های دیجیتال به عنوان عملگرهای دیجیتال مورد استفاده هستند.
برخی از عملگرها از سیگنال‌های آنالوگ برای کنترل استفاده می‌کنند. این سیگنال‌ها توسط پی ال سی تولید می‌شوند و به وسیله واحد تبدیل دیجیتال به آنالوگ (DAC) به عملگر ارسال می‌شوند. به عنوان مثال، می‌توان به موتورهای DC و سروموتورها اشاره کرد که از عملگرهای آنالوگ بهره می‌برند.
اتصال این سنسورها و عملگرها به PLC بستگی به نوع و مدل PLC و سیگنال‌های استفاده شده دارد. با اتصال صحیح و پیکربندی درست این اجزاء، PLC می‌تواند به صورت دقیق و کارآمد عملکرد فرآیندها و دستگاه‌ها را کنترل کند.
همان‌طور که حالا دیگر می‌دانیم، پی ال سی یا همان Programmable Logic Controller، یکی از ابزارهای اساسی در صنعت مدرن است و به منظور خودکارسازی و کنترل فرآیندها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنولوژی امکان کنترل دقیق و بهینه فرآیندها را فراهم می‌کند و به شرکت‌ها کمک می‌کند تا عملکردهای خود را بهبود دهند و هزینه‌ها را کاهش دهند. در این قسمت از مقاله می‌خواهیم کمی بیشتر در مورد کاربردهای صنعتی PLC با شما صحبت کنیم.
یکی از کاربردهای اصلی plc در صنعت، خودکارسازی تولید است. با استفاده از PLC، فرآیندهای تولید مانند خطوط تولید، ربات‌های صنعتی و ماشین‌آلات می‌توانند به صورت خودکار و بدون دخالت انسانی انجام شوند. این امر منجر به افزایش کیفیت محصولات، کاهش زمان تولید و کاهش خطاهای انسانی می‌شود.
plc به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا فرآیندهای صنعتی خود را به‌طور دقیق و پیشرفته کنترل کنند. از جمله کاربردهای معمول این حوزه می‌توان به کنترل دما، فشار، سطح مایعات، جریان و سایر پارامترهای فرآیندی اشاره کرد. این کنترل دقیق منجر به بهبود کیفیت محصولات و کارایی فرآیندها می‌شود.
PLC به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا فرآیندهای مصرف انرژی خود را بهبود دهند و به صورت هوشمندانه از انرژی استفاده کنند. این موضوع هم در کاهش هزینه‌های انرژی و هم در موضوع محیط زیست نقش اساسی دارد.
پی ال سی در کنترل سیستم‌های ایمنی نیز نقش کلیدی دارد. از جمله کاربردهای این حوزه می‌توان به کنترل دستگاه‌های ایمنی، ایجاد اعلان‌ها در صورت وقوع خطر و تعلیق فرآیندها در شرایط ایمنی نامناسب اشاره کرد.
صنعت نفت و گاز نیز از کاربردهای plc بهره می‌برد. کنترل و مانیتورینگ تجهیزات استخراج، حمل و نقل و پالایش نفت و گاز با استفاده از PLC انجام می‌شود.
به عبارت دیگر، پی ال سی به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا عملکرد خود را بهبود داده و کنترل دقیق‌تری بر فرآیندها و تجهیزات خود داشته باشند. این تکنولوژی باعث افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و بهبود کیفیت محصولات در صنایع مختلف می‌شود.
اگر می‌خواهید با یکی از پردرآمدترین مشاغل مهندسی برق آشنا شوید، همین حالا لینک زیر را بخوانید:
طراحی تابلو برق، شغلی درآمدزا در مهندسی برق
حالا که می‌دانیم PLC تا چه حد در دنیای امروزی ما کاربرد دارد، باید به این نتیجه هم برسیم که برای استفاده از این ابزار، چه قابلیت‌هایی باید داشته باشیم؟ در واقع باید ببینیم که چطور می‌توان کار با PLC را یاد گرفت؟ مهم‌ترین قابلیت‌هایی که برای این منظور نیاز دارید، در ادامه عنوان شده است:
برای کار با پی ال سی، آشنایی با مفاهیم الکتریکی اساسی از جمله ولتاژ، جریان، مقاومت و قوانین اتصال الکتریکی ضروری است. این مفاهیم اساسی به شما کمک می‌کنند تا مفاهیم پیشرفته‌تری مانند سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ را درک کنید.
برای کار با PLC، شما نیاز به آموزش خود در زمینه عملکرد و نحوه برنامه‌نویسی PLC دارید. دوره‌های آموزشی مختلفی برای آموزش مباحث مرتبط با PLC ارائه می‌شود که به شما اجازه می‌دهد تا با انواع PLC و زبان‌های برنامه‌نویسی مورد استفاده آشنا شوید. برای اطلاعات بیشتر در این زمینه می‌توانید از دوره‌های جامع آموزش PLC و دوره‌های مجازی آموزش PLC مجتمع آموزشی امیرکبیر استفاده کنید.
پی ال سی ها با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی خاصی کنترل می‌شوند. به عنوان مثال، زبان Ladder Logic برای برنامه‌نویسی PLCها بسیار معمول است که در قسمت‌های قبلی با آنها آشنا شدید. آشنایی با این زبان‌ها و نحوه نوشتن برنامه‌های کنترلی به شما کمک می‌کند تا PLCها را به درستی برنامه‌ریزی و کنترل کنید.
در صنعت، دیاگرام‌های سیمی به منظور توصیف و ارتباط بین مختلف کامپوننت‌ها و تجهیزات استفاده می‌شوند. مهارت در تفسیر و تجزیه و تحلیل این دیاگرام‌ها بسیار مهم است.
برای اجرای موثر و پایداری فرآیندها، تعمیر و نگهداری plc بسیار حیاتی است. شما باید بتوانید اقدامات تعمیری انجام دهید و مشکلات را تشخیص دهید تا به توقفات غیرضروری دستگاه‌ها به حداقل ممکن برسد.
آموزش عملی و تجربه در زمینه کار با PLC از اهمیت بسیاری برخوردار است. این تجربه به شما این امکان را می‌دهد تا مهارت‌های خود را تقویت کرده و بتوانید با موقعیت‌های کاربردی واقعی روبرو شوید.
حالا که با مفاهیم اصلی پی ال سی آشنا شده‌اید، بد نیست که برای اطلاعات بیشتر، مقاله‌ی نرم افزارهای پی ال سی را هم مطالعه کنید.
پی ال سی آنقدر امروز در صنعت کاربرد یافته که تقریباً هیچ کاری بدون آن انجام نمی‌شود. به همین دلیل است که یادگیری مفاهیم این کامپیوترهای قابل برنامه‌ریزی و پرقدرت و همچنین نحوه‌ی کار با آنه از شروط اساسی برای ورود به بازار کار است. در این مقاله از وب سایت مجتمع آموزشی امیرکبیر، همه چیز در مورد plcها را به شما توضیح داده‌ایم.
دوره‌های آموزشی پی ال سی را می‌توان در شاخه‌ی اتوماسیون صنعتی دانست که خود اتوماسیون صنعتی هم یکی از زیر مجموعه‌های اساسی مهندسی برق است.
به‌طور کلی هر صنعتی که به هر صورت به اتوماسیون و مکانیزه کردن فرآیندهای خود نیاز داشته باشد، قطعاً باید از plc استفاده کند.
پی ال سی کاربردهای بسیار متنوعی دارد. با این حال اتوماتیک‌سازی فرآیندهایی که در یک سیستم صنعتی انجام می‌شوند را می‌توان یکی از مهم‌ترین کارکردهای آن دانست.
مجتمع آموزشی امیرکبیر با مجوز رسمی از سازمان فنی و حرفه ای از سال 93 به عنوان حلقه گمشده بین دانشگاه و صنعت آغاز به کار کرد. هدف این مجتمع آموزش “هرآنچه در دانشگاه تدریس نشده است” و ” هر آنچه در دانشگاه با کیفیت خوب آموزش داده نشده است” می باشد.
دیدگاهتان را بنویسید