اجزای تشکیل دهنده PLC

به رایانه های صنعتی که به منظور کنترل فرآیندهای مختلف در صنایع و کارخانه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد پی ال سی گفته می شود. استفاده از مدارهای فرمان به تنهایی می تواند سبب افزایش حجم کاری گشته و مدارات را با پیچیدگی زیادی مواجه نماید به همین دلیل با استفاده از رله های برنامه ریزی PLC می توان این مشکل را حل نموده و فرایندهای تولید، خطوط مونتاژ، دستگاه های رباتیک و غیره را کنترل نمود.

مزایای بسیاری در استفاده از پی ال سی وجود دارد که از آن میان می توان به زمان پاسخ کوتاه، سرعت کنترل بالا، نصب و برنامه نویسی آسان، عیب یابی ساده و قابلیت اطمینان زیاد اشاره کرد. اما PLC از اجزا و قطعات مختلفی تشکیل شده است که این قطعات در کنار یکدیگر منجر به عملکرد صحیح پی ال سی می گردد. در این مطلب قصد داریم تا به معرفی پی ال سی به زبان ساده و همچنین اجزای تشکیل دهنده PLC بپردازیم. در صورتی که تمایل دارید در رابطه با این مفاهیم اطلاعاتی را کسب نمایید مطلب زیر را تا انتها دنبال کنید.

تعریف PLC به زبان ساده

Programmable Logic Controller که به اختصار به آن PLC گفته می شود به معنای کنترل کننده منطقی برنامه پذیر بوده و در واقع یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی می باشد که در فعالیت هایی که نیازمند کنترل با اطمینان بالا می باشند مورد استفاده قرار گرفته و سبب تسهیل کنترل آنها می گردد. اگر به رشته PLC علاقمند هستید و میخواهید بصورت حرفه ای این شغل را یاد بگیرید در دوره آموزش PLC مجتمع آموزشی برق شرکت کنید و بصورت حرفه ای این دوره را فرا بگیرید.

PLC اطلاعات ورودی را به صورت باینری دریافت نموده  و بر اساس برنامه ای که از قبل آن را در حافظه خود ذخیره کرده است پردازش می نماید و در نهایت از قسمت خروجی دستگاه نتیجه را به صورت دستوراتی به گیرنده ها ارسال می کند. در واقع لغت “منطق” یا “Logic” که در واژه پی ال سی استفاده شده است به معنای این است که توسط برنامه ای می توان منطق کنترل را برای دستگاه تعریف نموده و در صورتی که نیاز باشد این برنامه را تغییر داد.

مزایای PLC نسبت به رایانه و مدار فرمان

پی ال سی را برای کار کردن در شرایط سخت صنعتی می سازند که این شرایط شامل مواردی مانند گرد و غبار، رطوبت، گرما و سرما، نویز الکتریکی، نوسان های برق و … می باشد. مزیت پی ال سی نسبت به رایانه های معمولی این است که در این شرایط دچار مشکل نشده و می توان به راحتی از آن استفاده نمود. پی ال سی دارای دو حافظه دائم و موقت می باشد و تمامی برنامه های داده شده به دستگاه در حافظه آن ذخیره می گردد.

پی ال سی می تواند مقادیر لیمیت سوئیچ ها و متغیرهای آنالوگ مانند حسگرهای گرما و فشار را خوانده و پردازش نماید. به علاوه با استفاده از پی ال سی می توان دستگاه های مختلفی مانند موتورهای الکتریکی، سیلندرهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی، رله‌ های مغناطیسی و سیم ‌پیچ ها را فعال نمود و این یک مزیت بزرگ در کارخانه ها و صنایع مختلف به حساب می آید.

اما مزیتی که پی ال سی نسبت به مدار فرمان دارد این است که اشتباهات کمتری برای آن نسبت به مدار فرمان رخ داده و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد. علاوه بر آن کار کردن با پی ال سی بسیار راحت تر و ساده تر از کار کردن با مدار فرمان می باشد. استهلاک مکانیکی پی ال سی بسیار کم بوده و از طول عمر بسیار بالایی برخوردار است. نسبت به مدارهای رله ای، پی ال سی مصرف انرژی کمتری دارد و نویزهای الکتریکی و صوتی نیز ایجاد نمی کند.

کاربردهای مختلف PLC

اگر به اطراف خود نگاهی بیندازید بسیاری از وسایل و دستگاه ها را مشاهده می کنید که با استفاده از پی ال سی تولید شده اند و در صورتی که فردی دوره PLC را طی کرده باشد و در این حرفه مهارت داشته باشد می تواند به راحتی در صنایع مختلف استخدام شده و مشغول به کار گردد.

از صنایع مختلفی که در خط تولید و مونتاژ آنها از کنترل گر منطقی برنامه پذیر یا پی ال سی استفاده شده است می توان به صنایع اتومبیل سازی، صنایع پلاستیک سازی، صنایع سنگین مانند کوره های صنعتی و سیستم های کنترل دمای اتوماتیک، صنایع شیمیایی مانند سیستم های مخلوط کننده، صنایع غذایی مانند صنایع بسته بندی و عصاره گیری، صنایع حمل و نقل مانند جرثقیل ها، صنایع تبدیل انرژی مانند ایستگاه های تقویت فشار گاز و تولید نیرو، کنترل پمپ های آب، سیستم های تصفیه و بازیافت تصفیه و بازیافت گاز، خدمات ساختمانی مانند کنترل هوا و تهویه مطبوع و … اشاره کرد.

تمامی این ها تنها چشمه ای از کاربردهای پی ال سی بوده و بسیاری از وسایل و تجهیزات دیگری که در دنیا وجود دارد با استفاده از این سیستم منطقی برنامه پذیر تولید می گردند.

معرفی قطعات تشکیل دهنده PLC

PLC از قسمت ها و بخش های مختلفی تشکیل شده است که وجود تمامی این قسمت ها برای عملکرد صحیح پی ال سی اساسی بوده و هر یک دارای وظیفه و کاربرد خاصی در دستگاه می باشد. در ادامه به معرفی این اجزا و توضیحات جامعی در رابطه با آنها پرداخته شده است.

CPU یا واحد پردازش مرکزی PLC

هسته مرکزی در پی ال سی واحد پردازش مرکزی می باشد و بدون وجود آن مغز دستگاه از کار افتاده و امکان کار کردن سایر بخش ها نیز وجود نخواهد داشت. پردازنده ها در انواع مختلفی وجود داشته و از CPUهای کوچک در پی ال سی های کوچک و پردازنده های بزرگ در پی ال سی های بزرگ که در صنایع مهم و اساسی مورد استفاده قرار می دهند به کار برده می شود.

واحد پردازش مرکزی یا پردازنده در پی ال سی وظیفه دارد تا اطلاعات مختلف را از ورودی های دستگاه دریافت کرده و بر طبق دستورات برنامه این اطلاعات را پردازش نموده و فرمان هایی را به خروجی ها صادر نماید. سرعت پردازش CPU تاثیر زیادی در سرعت عملکرد دستگاه داشته و هرچه سرعت آن بالاتر باشد برنامه ها با سرعت بالاتری اجرا می گردند.

منبع تغذیه PLC

ولتاژ و جریان مورد نیاز واحد CPU و سایر اجزای پی ال سی توسط منبع تغذیه تامین شده و ولتاژ آن باید به صورت دقیق تنظیم شده باشد. ولتاژ ۲۴ ولت DC، ۱۱۰ یا ۲۲۰ ولت AC و ولتاژ ۵ ولت DC از ولتاژهای مورد استفاده در منبع تغذیه پی ال سی می باشد.

واحد ورودی PLC

انتقال دادن سیگنال های ورودی از پردازنده PLC به کنترل کننده آن توسط واحد ورودی صورت می گیرد. این واحد از اجزایی شامل کلیدهای مختلف، ورودی های اپراتور و حسگرهای فشار تشکیل شده است و در دو نوع ورودی دیجیتال و آنالوگ وجود دارد. با دادن برنامه های مختلف به پی ال سی می توان ورودی های مختلفی را به دستگاه ارائه داد و عملکردهای مختلفی را از آن دریافت کرد. یک پی ال سی ممکن است دارای چندین ورودی باشد که هر یک وظیفه دریافت اطلاعات خاصی را بر عهده داشته و در نهایت منجر به خروجی خاصی می گردد.

واحد خروجی PLC

برای منتقل کردن دیتاهای مختلف از درون دستگاه به محیط خارجی از واحدهای خروجی پی ال سی استفاده می گردد. در صورتی که ورودی دستگاه از نوع آنالوگ باشد خروجی آن نیز از همین نوع بوده و در صورت دیجیتال بودن ورودی پی ال سی، خروجی آن نیز دیجیتال خواهد بود. در واقع خروجی پی ال سی را می توان  محل صدور فرمان های پی ال سی به پروسه تحت کنترل دانست که در پی ال سی های مختلف تعداد آن متفاوت می باشد.

ماژول ارتباط پردازش PLC

برای برقراری ارتباط میان CPU مرکزی با CPU های جانبی از ماژول ارتباط پروسسوری استفاده می گردد.

واحد برنامه نویسی PLC

همانطور که گفته شد برنامه نویسی از مراحل مهم در عملکرد پی ال سی می باشد که به دلیل وجود همین برنامه به آن کنترل گر منطقی برنامه پذیر گفته می شود. هر پی ال سی دارای کد برنامه نویسی و نرم افزار مخصوص به خود می باشد و فردی که برنامه نویسی پی ال سی را انجام می دهد نیاز است تا با استفاده از واحد برنامه نویسی پی ال سی به انجام این کار بپردازد.

برنامه نویس وظیفه دارد تا برای واحدهای مختلف برنامه مخصوص به خود را نوشته و به دستگاه بدهد تا پی ال سی قادر به کنترل خط تولید بر طبق برنامه نوشته شده باشد.

شاسی یا بدنه PLC

تمامی اجزای پی ال سی در کنار یکدیگر قرار گرفته و بر طبق مکانیسمی که برای آن ها طراحی شده است به یکدیگر متصل می گردند. برای این که بتوان تمامی اجزای به کار رفته در پی ال سی را در یک مکان جمع نمود از بدنه یا شاسی استفاده می گردد. استحکام بدنه پی ال سی از اهمیت بالایی برخوردار بوده چرا که آسیب به آن می تواند منجر به صدمه دیدن سایر اجزای دستگاه شده و کارایی آن را با اختلال مواجه نماید.