پی ال سی PLC چیست؟

PLC  مخفف (  Programmable Logic Controller) است. آنها رایانه های صنعتی هستند که برای کنترل فرایندهای مختلف الکترو مکانیکی برای استفاده در تولید، کارخانه ها یا سایر محیط های اتوماسیون استفاده می شوند. PLC از نظر اندازه و فاکتور متفاوت است. برخی از آنها به اندازه کافی کوچک هستند که در جیب شما جای می گیرند، در حالی که برخی دیگر به اندازه کافی بزرگ هستند که برای سوار شدن به رک های سنگین خود نیاز دارند. برخی از PLC ها را می توان با هواپیماها و ماژول های عملکردی متناسب با انواع مختلف کاربردهای صنعتی سفارشی کرد.

عملکرد های مهم  PLC :

PLC  به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا سریع هستند و کار با آن ها آسان است و برنامه ریزی با آن ها راحت است. PLC ها را می توان به روش های مختلفی برنامه ریزی کرد. امروزه بیشتر PLC  ها از یکی از 5 زبان برنامه نویسی زیر استفاده می کنند: نمودار نردبان، متن ساختاری، نمودار بلوک عملکرد، لیست دستورالعمل ها یا نمودارهای عملکرد متوالی. سیستمهای SCADA و HMI کاربران را قادر می سازد تا داده های مربوط به طبقه تولید را مشاهده کرده و رابطی برای تأمین ورودی کنترل برای کاربران فراهم کنند و PLC  ها یکی از عناصر اساسی سخت افزار در این سیستم ها هستند.

PLC  به عنوان رابط فیزیکی بین دستگاه های موجود در کارخانه یا کف تولید و یک سیستم SCADA یا HMI عمل می کنند. آن ها فرآیندهای خودکار مانند خطوط مونتاژ، عملکردهای دستگاه یا دستگاه های رباتی و برقراری ارتباط را، نظارت و کنترل می کنند. توابع یک PLC به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: ورودی ها، خروجی ها و CPU. PLC ها با نظارت بر ورودی هایی که ماشین ها و دستگاه ها به آن متصل هستند، داده ها را از کف کارخانه ضبط می کنند. سپس داده های ورودی توسط CPU پردازش می شود، که منطق داده ها را بر اساس حالت ورودی اعمال می کند. سپس CPU منطق برنامه ایجاد شده توسط کاربر را اجرا کرده و داده ها یا دستورات را به ماشین ها و دستگاه هایی که به آنها متصل است، خروجی می دهد.

دو نوع ورودی اصلی وجود دارد: ورودی داده از دستگاه ها و ماشین آلات و ورودی داده ای که توسط انسان تسهیل می شود. داده های ورودی از حسگرها و ماشین ها به PLC ارسال می شود. ورودی ها می توانند شامل موارد روشن یا خاموش برای مواردی مانند سوئیچ های مکانیکی، دکمه ها و رمزگذارها باشند. حالت های بالا یا پایین برای مواردی مانند دما، سنسورهای فشار و آشکارسازهای سطح مایع، حالت های باز یا بسته برای مواردی مانند پمپ ها و .... استفاده می شود.

ورودی های تسهیل شده توسط انسان شامل فشار دادن دکمه ها، سوئیچ ها، سنسورهای دستگاه هایی مانند صفحه کلید، صفحه لمسی، ریموت یا کارت خوان است. خروجی ها اعمال فیزیکی یا نتایج بصری هستند، که براساس یک منطق PLC در پاسخ به آن ورودی ها ساخته می شوند. خروجی های فیزیکی شامل راه اندازی موتورها، روشن کردن چراغ، تخلیه سوپاپ، گرم کردن یا پمپ کردن است. خروجی های بصری به دستگاه هایی مانند چاپگرها، پروژکتورها، GPS  یا نمایشگرها ارسال می شوند.

PLC  ها به صورت چرخه کار می کنند. ابتدا PLC وضعیت تمام دستگاه های ورودی متصل به آن را تشخیص می دهد. PLC منطق ایجاد شده توسط کاربر را اعمال می کند و سپس آن را بر اساس حالت های ورودی اجرا می کند. سپس PLC دستوراتی را به هر دستگاه خروجی متصل به PLC یا روشن یا خاموش کردن آنها صادر می کند. پس از انجام تمام این مراحل،  PLC با برقراری ارتباط با دستگاه های تشخیص داخلی و برنامه نویسی، برای اطمینان از اینکه همه چیز در شرایط عادی کار است، آن ها را از لحاظ ایمنی بررسی می کند.

 PLC با هر بار اتمام فرآیند، چرخه را از سر می گیرد. با طیف گسترده ای از درایورهای دستگاه موجود، می توانید Ignition را با تقریباً هر PLC مدرن یا قدیمی متصل کنید. پس از نصب درایور دستگاه، داده ها را می توان مشاهده یا به PLC ارسال کرد. با داده های PLC که اکنون در سیستم برچسب Ignition در دسترس است، می توانید کارهای بیشتری را با ماژول های هسته قوی Ignition انجام دهید.

با استفاده از یک سیستم جامع SCADA ،MES وHMI ، راه حل هشدار دهنده و گزارش دهنده یا یک راه حل مناسب را  در کل شرکت ایجاد کنید که به شما امکان می دهد داده ها را در PLC در هر سطح از سازمان مشاهده و کنترل کنید.

نکات موثر در PLC :

به طور سنتی،PLC   با استفاده از روش پاسخ به نظرسنجی ارتباط برقرار می کند. به طور معمول، در کارخانه های محلی و محیط های تولیدی، این نوع روش ارتباطی کاملاً مناسب است، زیرا فواصل ارتباطی در آن کوتاه و عمدتا سخت است. با پاسخ به نظرسنجی، PLC  به طور مداوم با آنها ارتباط برقرار می کند تا هرگونه تغییر داده ها را بررسی کند. با محبوبیت بیشتر اینترنت صنعتی اشیا، نیاز به داده های مکان ها از راه دور بیشتر می شود. این به PLC  ها و دستگاه های محاسباتی بیشتری در لبه شبکه تبدیل می شود.

ارتباط با دستگاه های لبه ای شامل مسافت های طولانی است که در آنها شبکه های تلفن همراه بیشتر استفاده می شود. به دلیل فرکانس بالای ارتباطات، پاسخ به نظرسنجی، موجب می شود شبکه تلفن همراه هزینه فوق العاده بالایی را متحمل شود.

برای حل این مسئله، راه حل هایی مانند MQTT برای ساده سازی ارتباطات از لبه شبکه، از یک پروتکل انتشار و اشتراک استفاده می کنند. در حالی که PLC مدرن از پروتکل های ارتباطی مدرن استفاده می کند، PLC  های قدیمی که هنوز در لبه شبکه هستند برای سرعت بخشیدن به آنها به سخت افزار اضافی نیاز دارند. بخش هایEdge  مانند Ignition Edge IIoT همراه با یک کارگزار MQTT ، داده ها را با استفاده از پاسخ نظرسنجی از PLC  های قدیمی جدا می کند و سپس داده ها را با استفاده از یک پروتکل انتشار و اشتراک انتقال می دهد.

 این معماری IIoT به سازمان های صنعتی امکان می دهد تا راه حل های IIoT را در بالای سیستم های Brownfield  ایجاد کنند. این باعث بهبود پهنای باند می شود و داده های PLC را از لبه های شبکه به طور گسترده در سراسر سازمان در دسترس قرار می دهد. این صنعت همچنان شاهد ورود محصولات جدید به بازار از دستگاه هایی مانند کنترلرهای اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) است که عملکرد PLC ها را با عملکرد رایانه های سطح بالاتر تا سخت افزارهای جاسازی شده صنعتی ترکیب می کند. 

حتی با وجود این محصولات جدید، PLC ها به دلیل سادگی، مقرون به صرفه بودن و مفید بودن همچنان محبوب هستند. و نرم افزاری مانند Ignition سازمان ها را قادر می سازد تا سودمندی خود را برای سال های زیادی به حداکثر برسانند. با استفاده از روش های تشخیصی یکپارچه، استفاده از PLC ساده تر شده و هزینه آنها بسیار کمتر شده است.

استفاده از PLC در صنعت :

قبل از اینکه صنعت خودرو مزایای کنترل کننده های قابل برنامه ریزی منطقی (PLC) را کشف کند، روند اصلاح مدار نیازمند تلاش فراوان بود. در گذشته، مدل های مختلف اتومبیل، مهندسان کارخانه را مجبور می کرد تجهیزات تولیدی را که توسط مدارها مدیریت می شوند، به طور مداوم اصلاح کنند. در برخی موارد، مهندسان مجبور شدند تمام پانل های کنترل شده را از بین ببرند و سیستم های کاملاً جدیدی را جایگزین کنند. در حال حاضر، PLC ها به مهندسان این امکان را می دهند تا تغییرات ساختاری بی شماری را با سهولت نسبی انجام دهند، که این باعث کاهش هزینه های تغییر و خرابی می شود.

 قبل از PLC ، کنترل کننده های کنتاکتور بسیاری از این کارهای کنترل را حل می کردند. این امر اغلب تحت عنوان کنترل سیم کشی سخت شناخته می شود. برق کاران باید قبل از سیم کشی اجزای لازم برای انجام یک کار خاص، نمودارهای مدار را طراحی، اجزای الکتریکی را مشخص و نصب کرده و لیست و بخش های دیگر سیم کشی را ایجاد کنند و سپس سیم کشی کنند.

خطاهای طراحی، برق کار را مجبور می کند سیم ها را ردیابی کند تا مشکل را شناسایی کند و سپس سیم ها را دوباره وصل کند. تغییر در عملکرد یا توسعه سیستم به تغییرات گسترده مولفه و سیم کشی مجدد نیاز دارد.

PLC  ها دستگاه های کنترل، حالت جامدی هستند که انواع مختلف سیستم های الکتریکی موجود در محیط های تجاری و صنعتی را کنترل و نظارت می کنند. PLC ها از ماژول ها یا نقاط ورودی، واحد پردازش مرکزی (CPU) و ماژول ها یا نقاط خروجی تشکیل شده اند. یک ورودی انواع سیگنال های دیجیتال یا آنالوگ را از حسگرهای مختلف میدان می پذیرد و آنها را به سیگنال های منطقی که CPU می تواند استفاده کند تبدیل می کند. CPU بر اساس دستورالعمل های برنامه در حافظه، تصمیم گیری و دستورالعمل های کنترل را اجرا می کند.

ماژول های خروجی دستورالعمل های کنترل را از CPU به یک سیگنال دیجیتال یا آنالوگ تبدیل می کنند که برای کنترل دستگاه های مختلف میدان یا محرک استفاده می شود. برای وارد کردن دستورالعمل های مورد نظر از یک دستگاه برنامه نویسی استفاده می شود. این دستورالعمل ها تعیین می کنند PLC برای یک ورودی خاص چه کاری انجام می دهد. اکنون، برنامه نویسی نرم افزار PLC باعث تغییر سیم کشی بین دستگاه ها و تماس با بخش های دیگر می شود. گرچه سیم کشی سخت برای اتصال دستگاه های میدانی هنوز لازم است، اما شدت آن نسبت به قبل کمتر است.