پی ال سی
اتوماسیون صنعتی مجموعهای از تکنولوژیهاست که فرآیندهای صنعتی و عملکرد ماشینآلات را خودکار میکند؛ این کار بدون نیاز به اپراتور انسانی انجام میشود. به منظور رسیدن به چنین هدفی، سیستمها و ابزارهای کنترلی نظیر کامپیوتر و رباتیک به کار گرفته میشوند. خودکارسازی این فرآیندها به حذف خطای انسانی، کاهش هزینهها، سرعت بیشتر انجام کارها و در نهایت دستیابی به عملکرد بالاتر میانجامد.
پی ال سی یک کنترلکننده منطقی قابل برنامهریزی، یا کنترلکننده قابل برنامهریزی، رایانهای صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای تولید، مانند خطوط مونتاژ، ماشینها، دستگاههای روباتیک یا هر فعالیتی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا، سهولت برنامهنویسی و نیاز دارد، ناهموار و سازگار شده است.
پی ال سی میتواند از دستگاههای ماژولار کوچک با دهها ورودی و خروجی در یک محفظه یکپارچه با پردازنده، تا دستگاههای ماژولار بزرگ رک با هزاران ورودی/خروجی، که اغلب به سایر پی ال سی متصل هستند، متغیر باشد.آنها می توانند برای بسیاری از ترتیبات ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ، محدوده دمایی طولانی، مصونیت در برابر نویز الکتریکی و مقاومت در برابر لرزش و ضربه طراحی شوند.
پی ال سی ها طراحی شدند تا محیط صنعتی را بهتر از سیستم های در نظر گرفته شده برای استفاده اداری تحمل کند و نسبت به سیستم های رله ای قابل اعتماد تر، فشرده تر و به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز داشت. به راحتی با ماژول های ورودی/خروجی اضافی قابل ارتقا بود. در حالی که سیستم های رله به تغییرات سخت افزاری خسته کننده و گاهی پیچیده در صورت پیکربندی مجدد نیاز دارند، یک پی ال سی را می توان با بارگذاری کد جدید یا اصلاح شده مجدداً پیکربندی کرد. این امکان تکرار آسان تر در طراحی فرآیند تولید را فراهم کرد. با یک زبان برنامه نویسی ساده متمرکز بر عملیات منطقی و سوئیچینگ، کاربر پسندتر از کامپیوترهایی بود که از زبان های برنامه نویسی همه منظوره استفاده می کردند.
دو نوع طراحی مکانیکی برای سیستم های پی ال سی وجود دارد. یک جعبه واحد، یک کنترلکننده کوچک قابل برنامهریزی است که همه واحدها و رابطها را در یک محفظه فشرده قرار میدهد، اگرچه معمولاً ماژولهای توسعه اضافی برای ورودیها و خروجیها در دسترس هستند.
نوع دوم طراحی یک پی ال سی ماژولار دارای یک شاسی (همچنین به نام رک) است که فضایی را برای ماژولهایی با عملکردهای مختلف مانند منبع تغذیه، پردازنده، انتخاب ماژولهای ورودی/خروجی و رابطهای ارتباطی فراهم میکند.
چندین رک را می توان توسط یک پردازنده واحد مدیریت کرد و ممکن است هزاران ورودی و خروجی داشته باشد. یا از یک پیوند ورودی/خروجی سریال با سرعت بالا یا روش ارتباطی مشابه استفاده میشود تا بتوان قفسهها را دور از پردازنده توزیع کرد و هزینههای سیمکشی را برای کارخانههای بزرگ کاهش داد.
سیگنال های آنالوگ می توانند از ولتاژ یا جریانی استفاده کنند که مشابه متغیر نظارت شده است و می تواند هر مقداری را در مقیاس خود بگیرد. فشار، دما، جریان و وزن اغلب با سیگنال های آنالوگ نشان داده می شوند.
اینها معمولاً به عنوان مقادیر صحیح با دامنه های مختلف دقت بسته به دستگاه و تعداد بیت های موجود برای ذخیره داده ها تفسیر مبه عنوان مثال، یک ورودی حلقه جریان آنالوگ 0 تا 10 ولت یا 4-20 میلی آمپر به یک مقدار صحیح از 0 تا 32767 تبدیل می شود.پی ال سی این مقدار را می گیرد و آن را به واحدهای مورد نظر فرآیند ترجمه می کند تا اپراتور یا برنامه بتواند آن را بخواند.
برخی از فرآیندهای خاص باید به طور دائم با حداقل زمان خرابی ناخواسته کار کنند. بنابراین لازم است سیستمی طراحی شود که خطاپذیر باشد و بتواند فرآیند را با ماژول های معیوب مدیریت کند. در چنین مواردی برای افزایش در دسترس بودن سیستم در صورت خرابی قطعات سخت افزاری، می توان ماژول های اضافی CPU یا I/O با عملکرد مشابه را به پیکربندی سخت افزار اضافه کرد تا از خاموش شدن کامل یا جزئی فرآیند به دلیل خرابی سخت افزار جلوگیری شود.
تفاوت اصلی با اکثر دستگاههای محاسباتی دیگر این است که پی ال سی ها برای شرایط سختتر (مانند گرد و غبار، رطوبت، گرما، سرما) در نظر گرفته شدهاند و در نتیجه تحمل میکنند، در حالی که ورودی/خروجی گستردهای (I/O) برای اتصال پی ال سی به ارائه میدهند. محرک ها ورودی میتواند شامل عناصر دیجیتال ساده مانند سوئیچهای محدود، متغیرهای آنالوگ از حسگرهای فرآیند (مانند دما و فشار) و دادههای پیچیدهتر مانند سیستمهای موقعیتیابی یا بینایی ماشین باشد.
خروجی پی ال سی می تواند شامل عناصری مانند لامپ های نشانگر، آژیرها، موتورهای الکتریکی، سیلندرهای پنوماتیک یا هیدرولیک، رله های مغناطیسی، شیر برقی یا خروجی های آنالوگ باشد.
معمولاً یک بازه زمانی دهها میلی ثانیه طول میکشد تا پردازنده تمام دستورالعملها را ارزیابی کند و وضعیت همه خروجیها را بهروزرسانی کند.
قیمت پی ال سی به عوامل بسیار متعددی بستگی دارد. به همین دلیل نمیتوان قیمت مشخصی برای پی ال سی تعیین کرد.
مهمترین عوامل مؤثر در قیمت
برند پی ال سی
قابلیتها و امکانات (پردازشی، ارتباطی، تعداد ورودی/خروجیها و …)
قابلیت اطمینان
نوع سختافزار (کامپکت، ماژولار)
شرایط محیطی که پی ال سی در آن کار میکند.
آشنایی با پی ال سی برای همه متخصصانی که در محیطهای صنعتی فعال هستند، ضروری و لازم است. در این مقاله، با بیان تاریخچه پیدایش پی ال سی و معرفی آن آشنایی کلی در مورد پی ال سی ارائه کردیم. در ادامه انواع پی ال سی اجزای سختافزاری و زبانهای برنامهنویسی آن را شرح دادیم و مزایای مدارهای پی ال سی نسبت به مدارهای رله-کنتاکتوری را بررسی کردیم.