امروزه ما برای تمامی تولیدات و فرآیند های صنعتی خود، به ماشین آلات خودکار متکی هستیم. یک اتوماسیون بدون کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) امکان پذیر نخواهد بود. اما یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی چیست، و چگونه این کنترل‌کننده‌ها به ما کمک می‌کنند تا بسیاری از فرآیندهای مورد نیاز دنیای مدرن را اجرا کنیم؟ مزایا و معایب PLC چیست؟ چه تجهیزاتی برای PLC استفاده می شود؟ اگر این سؤالات برای شما به وجود آمده ، این مقاله به شما کمک خواهد کرد.

این مقاله به شما می گوید چرا این کنترلرها بسیار مهم هستند و PLC چگونه کار می کند

PLC چیست؟

PLC یا کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی(Programmable Logic Controller)، نوعی کامپیوتر کوچک است که می تواند داده ها را از طریق ورودی های خود دریافت کند و دستورالعمل های عملیاتی را از طریق خروجی های خود ارسال کند.

وظیفه PLC کنترل عملکرد های یک سیستم با استفاده از منطق داخلی برنامه ریزی شده در آن است.

در دنیا تجارت ها از PLC برای خودکارسازی مهمترین فرآیندهای خود استفاده می کنند.

PLC ورودی ها را (ممکن است ورودی ها به صورت برنامه ریزی شده باشد و از نقاط ورودی انسانی مانند سوئیچ ها یا دکمه ها باشد) دریافت می کند. سپس PLC بر اساس برنامه ریزی هایی که برایش انجام شده تصمیم میگیرد که آیا خروجی را تغییر دهد یا خیر. خروجی های یک PLC می توانند تعداد زیادی از تجهیزات را کنترل کنند، از جمله موتورها، شیرهای برقی، چراغ ها، تابلو برق، خاموش کننده های ایمنی و …

در حال حاضر PLC یک عنصر اساسی در اکثر صنعت ها هستند و هنوز هم پر استفاده ترین در اتوماسیون صنعتی هستند

مزایای PLC

مزایای استفاده از PLC ها  به شرح ذیل است:

• عیب یابی آسان و زمان کم برای تعمیر و نگهداری به دلیل اجزای نسبتا کمی که PLCها دارند
• زبان برنامه نویسی PLC نسبت به سایر سیستم های کنترل صنعتی ساده است و این ویژگی باعث شده برای کسب و کار هایی که می خواهند پیچیدگی و هزینه ها را به حداقل برسانند عالی است.
• به دلیل اینکه PLC یک فناوری بالغ است و سال ها آزمایش و تجزیه و تحلیل پشتیبان آن هاست؛ یادگیری و حل مشکلات آن آسان است.
• PLC ها دارای قیمت های متفاوتی هستند. به طور مثال کسب و کار های کوچک و استارت آپ ها می توانند مدل های اولیه آن ها را استفاده کنند که بسیار مقرون به صرفه است.
• انواع مختلفی از PLC وجود دارد و اکثر آن ها طیف وسیعی از فرآیندها و سیستم ها را پشتیبانی می کند.
• PLC ها کارآمد هستند و انرژی الکتریکی زیادی مصرف نمی کنند. این به صرفه جویی در انرژی کمک می کند و ممکن است ملاحظات سیم کشی را ساده کند.

معایب PLC

معایب استفاده از PLC ها به شرح ذیل است:

• PLC ظرفیت کم برای رسیدگی به داده های بسیار پیچیده یا تعداد زیادی فرآیند را دارد.
• PLC مانند بسیاری از انواع دیگر تجهیزات الکترونیکی، در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) آسیب پذیر است. همچنین ممکن است در آن نقص های رایج الکترونیکی مانند حافظه خراب و خرابی های ارتباطی ایجاد شود.

PLC چگونه کار می کند؟

قبل از اینکه بدانید چگونه یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی کار می کند؛ باید یادآور شویم که PLC یک سیستم ورودی – خروجی است. یعنی هم ورودی میگیرد و هم خروجی را کنترل می کند.

مورد دیگری هم بین ورودی ها و خروجی ها وجود دارد و آن برنامه نویسی منطقی است. این مورد در CPU اتفاق می افتد و ارتباط بین ورودی و خروجی را کنترل می کند.

در ادامه نحوه عملکرد هر سه عنصر در PLC را توضیح خواهیم داد:

• نظارت بر ورودی: PLC داده هی ورودی را نظارت و آن ها را به CPU ارسال می کند.

برخی از PLC ها فقط از ورودی های داده با ورودی های گسسته (روشن/خاموش) استفاده می کنند، اما PLC هایی با قابلیت آنالوگ می توانند ورودی های آنالوگ را برای متغیرهای پیوسته بپذیرند. ورودی‌ها ممکن است از دستگاه‌های اینترنت اشیا، ربات‌ها، حسگرهای ایمنی، رابط‌های انسان و ماشین یا تقریباً هر نوع دیگری از نقطه ورود داده باشد.

• برنامه نویسی منطقی: هر PLC با یک CPU ریزپردازنده، 16 بیتی یا 32 بیتی ساخته شده است. این CPU ها به گونه ای برنامه ریزی می شوند که بتوانند شرایط و مقادیر خاصی را تشخیص دهند و بر اساس قوانین برنامه نویسی شده، تغییری در خروجی ایجاد کنند. CPU مکرر وضعیت متغیر ها را بررسی می کند و با توجه به قوانین برنامه نویسی شده تصمیم می گیرد.
• کنترل خروجی: PLC بر اساس منطق برنامه ریزی شده، دستگاه های متصل به خروجی های خود را کنترل می کند. مانند کلیدهای مختلف، استارت موتورها، رله ها و …

این امکان PLC ها را قادر می سازد تا کنترل فرآیندهای مکانیکی مانند عملکرد یک ماشین را در دست بگیرند. همچنین متخصصان می توانند به وسیله ی برنامه نویسی، چندین بخش سیستم را به یکدیگر متصل کنند تا سیگنال خروجی خود را به PLC دیگر در یک زنجیره ارسال کنند.

واحدهای فشرده PLC عموماً شامل CPU، ورودی ها و خروجی های یک واحد هستند. در سیستم‌های PLC مدولار رک که بسیاری از امکانات صنعتی از آن استفاده می‌کنند، ورودی‌ها و خروجی‌های PLC با هم در ماژول I/O قرار دارند، در حالی که عملیات منطقی در یک ماژول CPU جداگانه انجام می‌شود. ماژول‌های ورودی/خروجی ممکن است نزدیک به CPU قرار داشته باشند، اما می‌توانند کاملاً دور باشند – گاهی اوقات حتی در ساختمان‌های مختلف.

نکات مهم در انتخاب  PLC مناسب

هنگام انتخاب یک مدل PLCبرای کسب و کار خود، عوامل زیادی بر انتخاب شما تاثیر می گذارد.در ذیل برخی از نکات مهم در انتخاب  PLC مناسب را آورده ایم.

• ظرفیت الکتریکی: PLC ها برای منبع تغذیه خود نیاز به ولتاژ های متفاوتی دارند، بنابراین باید بررسی شود که PLC انتخاب شده با سیستم الکتریکی موجود، سازگار باشد
• سرعت پردازش: در هنگام انتخاب PLC سرعت پردازنده آن باید بررسی شود که آیا نیازهای برنامه نوشته شده را برآورده می کند یا خیر.
• سازگاری: PLC باید با سخت افزار جدید یا موجود سازگار باشد.
• تحمل دما: اکثر PLC ها برای عملکرد ایمن و بهتر در محدوده 0 تا 60 درجه سانتی گراد طراحی شده اند. اما بعضی از مدل های PLC می توانند در دماهای شدید نیز کار کنند. این PLC ها مناسب تاسیساتی با شرایط تولید سرد یا گرم غیرمعمول مناسب است.
• حافظه: PLC برای خودکارسازی به ROM و RAM کافی برای اجرای دستورالعمل های مربوطه دارد. به طوریکه از ROM برای ذخیره سیستم عامل و دستورالعمل ها و RAM برای اجرای عملکردهای خود استفاده می کند.
• قابلیت اتصال: اطمینان از دارا بودن پورت های ورودی و خروجی کافی جهت اتصالPLC به انواع لوازم جانبی مورد نیاز سیستم.
• I/O آنالوگ: اگرچه PLC ها عمدتاً برای توابع گسسته استفاده می شوند، برخی از مدل ها دارای ورودی و خروجی آنالوگ نیز هستند که می توانند فرآیندها را با متغیرهای پیوسته کنترل کنند.

تجهیزات زیرساخت اتوماسیون صنعتی PLC

تجهیزات زیر ساخت اتوماسیون صنعتی به طور کلی در سه دسته ورودی ها، کنترل کنندها و خروجی ها را شامل می شوند

Plc خود یکی از تجهیزات زیر ساخت اتوماسیون صنعتی می باشد که در دسته ی کنترول کننده ها قرار می گیرد.

ورودی ها: شامل کلید های فشاری، سوئیچ های محدود کننده، سنسور ها و این قبیل تجعیزات هشتند

کنترل ها: شامل رله ها، کانتر ها ، و کنترولر ها(plc) هستند

خروجی: شامل مانیتور ها )پنل HMI) شیر های برقی، موتور ها و این قبیل تجهیزات

نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که ایجاد ارتباط میان این تجهیزات که شامل تجهیزات زیر ساختی صیعتی اعم از کابل های شبکه، کابل های برق، تابلو ها، داکت های صنعتی و غیره هستند.

PLC (Programmable Logic Controller) کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی در شبکه های صنعتی است. به عبارتی اتوماسیون صنعتی به شبکه شدن تمامی ماشین آلات صنعتی می گویند که توسط PLC مدیریت می شوند.

زبان های برنامه نویسی PLC

Ladder Diagram (LD)

منطق نردبانی که به صورت مخفف ,LD LAD و همچنین به عنوان Ladder Logic نیز شناخته می شود؛ قدیمی ترین و رایج ترین زبان برنامه نویسی مورد استفاده برای PLC ها بوده است.

زبان برنامه نویسی LD یا LAD یکی از بصری ترین زبان های موجود است زیرا از یک رابط گرافیکی استفاده می کند که شبیه نمودارهای الکتریکی طراحی شده است

دیاگرام نردبانی از یک سری «پله‌ها» برای نمایش کانال‌های NC و NO PLC استفاده می‌کند، که هر کدام را می‌توان با شرایط و قوانین جداگانه برنامه نویسی کرد.

مزیت های زبان برنامه نویسی LD:

LD ساختار منطقی ساده دارد

یادگیری و خواندن برنامه آسان است.

ماژولار بوده و قابلیت شبیه سازی دارد

عیب یابی برنامه با این زبان آسان است.

(IL) Instruction List

Instruction List (IL) نوع دیگری از زبان برنامه نویسی PLC است. این زبان شباهت زیادی به زبان Assembly دارد، بنابراین سینتکس (Syntax) این زبان برنامه نویسی به راحتی به خاطر سپرده می شود.

مزیت های زبان برنامه نویسی IL:

سرعت اجرای بالایی دارد.

در مقایسه با سایر زبانهای برنامه نویسی، به حافظه کمتری نیاز دارد.

Structured Text (ST)

Structured Text که به صورت مخفف با ‘ST’ و ‘STX’ مشخص می شود یک زبان برنامه نویسی متنی و بسیار شبیه به زبان پاسکال است. سینتکس در این زبان مشابه زبان های برنامه نویسی سطح بالا؛ شامل حلقه ها، متغیرها، شرط ها و عملگرها است.

مزیت های زبان برنامه نویسی ST:

درک و فهم برنامه نویسی با زبان ST برای برنامه نویسان تازه کار و با تجربه آسان است.

به دلیل فرمت استاندارد کدنویسی، ویرایش و اصلاح برنامه نوشته شده به زبان ST سهولت بیشتری دارد

Function Block Diagram (FBD)

FBD یک روش محبوب و آسان برای نوشتن برنامه همانند زبان LD استدر این زبان، برنامه نویس قادر خواهد بود خیلی از دستورات که در جاهای مختلف برنامه استفاده می شوند را بصورت یک بلوک آماده درآورد و به وقت نیاز آنها را فراخوانی کند. FBD دارای GUI بوده و بنابراین، کار برنامه نویس برای توصیف یک سیستم را آسان می کند.

Sequential Function Charts (SFC)

SFC نیز یک زبان برنامه نویسی گرافیکی است و در برنامه نویسی با زبان SFC توالی عملیات، به ترتیب مشخص و به آسانی قابلیت مانیتورینگ دارد. شاید در نگاه اول برنامه نویسی با این روش مشابه رسم فلوچارت باشد، که البته این یکی از ویژگی های منحصر این زبان برنامه نویسی است. جالب است بدانید که SFC پس از کامپایل به کد‌های STL تبدیل می‌گردد.

اتوماسیون صنعتی چیست ؟

استفاده از برنامه‌های کنترلی و دستورالعمل‌های برنامه نویسی شده به جای نیروی انسانی به جهت کنترل ماشین آلات صنعتی و کسب و کارهای تولید اتوماسیون صنعتی گفته می شود.

در اتوماسیون صنعتی، فرایند‌ها بدون دخالت انسان و توسط ابزار های کنترلی مثل کامپیوتر ، اجرا می‌شوند. اتوماسیون صنعتی روباتیزه کردن (Industrial Automation) در همه ی عملیات صنعتی  وجود دارد. از جمله: ساخت، تولید، نصب و نگهداری و … .

اتوماسیون صنعتی یک فرآیند تولید صنعتی شامل مجموعه ای از ماشین آلات است که از طریق آن ها ترکیبی از مواد اولیه به محصول نهایی تبدیل می شود. از زمان انقلاب صنعتی در انگلیس، همیشه تلاش قابل توجهی برای توسعه تکنیک های پیچیده برای کمک به افرادی که وظایف مختلف تولیدی دارند، بوده است.

در عصر امروز اتوماسیون صنعتی تاثیر مهم و اساسی در تولید دارد و تقریبا تولید بدون این سیستم اتوماسیون دشوار است. ابزار هایی مانند PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی) از جمله ابزار هایی است که برای اتوماسیون صنعتی استفاده می شود.

در فرایند اتوماسیون صنعتی، اصطلاح “ماشین” می تواند هر چیزی مانند موتور، دریل، تسمه نقاله و غیره باشد که تحت دستگاه های الکترومکانیکی یا ماشین های شیمیایی مانند کوره ها، خشک کن ها، سیستم های احتراق شیمیایی و غیره قرار می گیرند.

کاربرد اتوماسیون صنعتی PLC(Programmable Logic Controller)

مانیتورینگ ماشین آلات صنعتی

مهمترین کاربرد اتوماسیون صنعتی کنترل و مانیتورینگ محیط های صنعتی است. منظور از مانیتورینگ، مشاهده و کنترل وضعیت کنونی یک پروسه تولیدو غیره در محیط صنعتی است.

 اتوماسیون صنعتی به کاربران  این امکان را می دهد تا بر دستگاه های خود نظارت داشته باشند و چک کنند که آیا دستگاه عملکرد درستی دارد یا خیر؟ و یا در صورت لزوم روند عملکرد تجعیزات خود را تغییر دهند.

کنترل فرمان

امروزه با استفاده از اتوماسیون صنعتی دیگر نیازی نیست نیروی انسانی برای تغییر وضعیت دستگاه ها از نزدیک دستگاه ها را کنترل کند! با شبکه کردن ماشین آلات در محیط صنعتی و استفاده از PLC، می توان تمامی دستگاه ها را از راه دور هم کنترل کرد.

به طور مثال: در یک کارخانه تولیدی که کیلومتر ها مساحت دارد؛ در صورتی که بخواهیم دو دستگاه که از هم فاصله دارند را خاموش کنیم و یا عملکرد آن را تغییر دهیم، به جای اینکه زمان زیادی گذاشته شود تا یک نیروی انسانی خود را به دستگاه برساند؛ می تواند در اتاق کنترل فرمان به راحتی آن ها را مدیریت کند.

ایمنی و حفاظت محیط صنعتی

با استفاده از اتوماسیون صنعتی در هنگام بروز خطر، مانند آتش سوزی، می توان در چند ثانیه سیستم های اطفاء حریق را راه اندازی کرد تا نیروهای انسانی جهت رفع کامل خطر خود را برسانند.

تجهیزات اتوماسیون صنعتی چیست؟

ساختار تشکیل شده از سه بخش کلی که شامل چهار بخش حیاتی ورودی، برنامه ریزی و خروجی و مانیتورینگ می شود

هدف اتوماسیون صنعتی

به طور کلی هدف از اتوماسیون صنعتی، حذف خطاها و کاهش هزینه‌، کیفیت بهبود پیدا کند تا باعث افزایش بهره وری، بهبود ایمنی، بهبود کیفیت و افزایش سرعت شوند.

همانطور که پیشتر گفته شد اتوماسیون صنعتی جایگزین یک کارگر انسانی با یک ماشین مستقل، در فرآیند تولید است. در گذشته برای یک روند تولید روان، دستگاه ها باید توسط یک ناظر انسانی هماهنگ می شدند. اما با پیشرفت های تکنولوژیکی در سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال، ریزپردازنده ها و PLC ها (کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی) و حسگرهای مختلف، همگام سازی چندین ماشین و فرآیند مستقل و دستیابی به اتوماسیون صنعتی واقعی بسیار آسان شده است.

عوامل ذیل تولیدات صنعتی را مستلزم استفاده از سیستم اتوماسیون صنعتی می کند:

• تولید کالا با حجم بالا
• بالا بردن قابلیت اطمینان سلامت تولید محصول به واسطه پایش های نرم افزاری
• کاهش هزینه فرایند تولید و کاهش ضایعات
• استفاده موثر از مواد اولیه
• کاهش مصرف انرژی
• افزایش سوددهی نهایی

انواع اتوماسیون صنعتی

سیستم اتوماسیون ثابت یا سخت

در سیستم اتوماسیون ثابت، فرآیندها و عملکرد ها ثابت هستند و به ندرت تغییراتی در آن ها ایجاد می شود مانند خطوط تولید محصولات غیر High Tech

سیستم اتوماسیون قابل برنامه ریزی

در سیستم اتوماسیون قابل برنامه ریزی، میتوان عملکرد و پیکربندی ماشین آلات را با استفاده از کنترل های الکترونیکی تغییر داد و مجددا برنامه ریزی کرد.

سیستم اتوماسیون انعطاف پذیر یا نرم

سیستم اتوماسیون انعطاف پذیر بدین گونه است که همیشه توسط کامپیوتر کنترل می شود و بیشتر در کسب و کارهایی استفاده می شود که محصول به طور مکرر تغییر می کند.

سیستم اتوماسیون یکپارچه

در سیستم اتوماسیون یکپارچه، مجموعه ای از فرآیند ها و ماشین آلات توسط یک سیستم کنترل واحد عمل می کنند.

مزایای اتوماسیون صنعتی

اپراتورهای انسانی می توانند از کار در محیط های خطرناک تولید با درجه حرارت شدید، آلودگی، عناصر مسکر یا مواد فعال رادیویی جلوگیری کنند.

وظایفی که برای یک اپراتور انسانی معمولی دشوار است به راحتی قابل انجام است. این کارها شامل بلند کردن بارهای سنگین و بزرگ، کار با اشیای بسیار کوچک و غیره است.

تولید همیشه سریع تر است و هزینه تولید محصول به طور قابل توجهی کمتر است (در مقایسه با همان محصولی که با کار دستی تولید می شود).

چندین کنترل کیفیت می تواند در فرآیند تولید ادغام شود تا ثبات و یکنواختی ایجاد کند.

اقتصاد صنعت می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد که تأثیر مستقیمی بر سطح زندگی دارد.

اتوماسیون صنعتی برق چگونه کار می کند؟

اتوماسیون صنعتی برق که توسط یک دستگاه هوشمند کنترل می شود، می تواند از هر مکان، سیستم های الکتریکی فضای تجاری معین را به صورت بی سیم کنترل ند. این به معنای کنترل کامل فردی بر سیستم های زیر و موارد دیگر است:

• روشنایی
• درجه حرارت
• لوازم خانگی
• مصرف کلی انرژی

معایب اتوماسیون صنعتی

• تعدیل نیرو
• نیاز به مجموعه ای از نیروی ماهر برای پشتیبانی و نگهداری
• هزینه راه اندازی بالا

با استفاده از فناوری روز نمی توان تمام کارهای مورد نظر را خودکار کرد. به عنوان مثال، محصولات با اشکال و اندازه های نامنظم بهتر است برای مونتاژ دستی باقی بمانند. (به نظر می رسد این روند با رایانه ها و الگوریتم های پیشرفته در حال تغییر است).

امکان استفاده از اتوماسیون برای فرآیند خاصی وجود دارد، یعنی تولید با حجم بالا، محصولات قابل تکرار و سازگار.

پارسیان فیبر ارتباط مفتخر است تا به مشتریان خود طیف کاملی از تجهیزات زیرساخت اتوماسیون صنعتی PLC را با بهترین کیفیت و مناسب ترین قیمت ارائه دهد.

شرکت پارسیان فیبر ارتباط اینجاست تا به شما کمک کند کسب و کار خود را با استفاده از اتوماسیون صنعتی PLC به بهترین نحو ممکن کنترل کنید.

کارشناسان ما با کمال میل به شما در انتخاب بهترین تجهیزات زیرساخت اتوماسیون صنعتی PLC مناسب کسب و کارتان کمک خواهند کرد. با تماس با ما با شماره 02172978000 شروع کنید یا همین امروز به صورت آنلاین با ما تماس بگیرید.