PLC از عبارت Programmable Logic Controller به معنای کنترل کننده قابل برنامه ریزی گرفته شده است.کلمه PLC به عنوان نشان تجاری ثبت شده شرکت Allen Bradley است.لذا شرکتهایی همچون Siemens از لغات دیگری مانند simatec،sirotec و.. استفاده می کنند.

PLC کنترل کننده ای نرم افزاری است که ورودی ها را دریافت می کند و آنها را طبق برنامه ای که در حافظه اش ذخیره شده،پردازش می نماید و سپس نتیجه عملیات را از قسمت خروجی به صورت فرمان هایی به گیرنده و اجراکننده های فرمان، ارسال می کند.

وظیفه PLC در گذشته بر عهده مدارهای فرمان رله ای بود که استفاده از آنها امروزه در محیطهای صنعتی منسوخ گردیده است.مشکل اساسی این مدارها در این است که با افزایش تعداد رله ها حجم و وزن مدار فرمان بسیار بزرگ می شود و در نتیجه افزایش قیمت فرایند را به دنبال خواهد داشت.برای رفع این اشکال مدارهای فرمان الکترونیکی ساخته شد،ولی با وجود این هنگامی که تغییری در روند یا عملکرد ماشین صورت می گرفت لازم بود تغییرات بسیاری در سخت افزار سیستم کنترل داده شود.با استفاده از PLC تغییر در روند یا عملکرد ماشین به آسانی صورت می پذیرد،زیرا دیگر لازم نیست سیم کشی ها و سخت افزار سیستم کنترل تغییر کند و تنها کافی است که تغییرات را در برنامه ایجاد نمود و به PLC ارسال کرد تا هدف مورد نظر تحقق یابد.

PLC کنترل‌گر است مانند مدار فرمان الکتریکی.
PLC منطقی ست برخلاف مدار فرمان الکتریکی.

مزایای plc

PLC ها سخت افزاری شبیه کامپیوتر دارند،البته با ویژگی های خاصی که مناسب کنترل صنعتی است که از این ویژگی ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • مقاوم در برابر نویزهای موجود در محیط صنعتی
  • بهره مندی از ساختار ماژولار(چند بخشی قابل اتصال) جهت تعویض آسان بخش های مختلف
  • اتصالات ورودی خروجی و سطوح سیگنال استاندارد
  • زبانهای برنامه نویسی ساده و متنوع
  • امکان تغییر برنامه در هنگام کار

مجموعه دلایل فوق باعث شده اند تا PLC ها روز به روز کاربرد بیشتری در صنایع پیدا نمایند.

برنامه‌های داده شده به PLC در حافظهٔ آن ذخیره می‌شوند. PLC دو نوع حافظه دارد :موقت (که یا با یک باتری پشتیبانی شود) و دائم.

برای انجام وظیفهٔ ویژه اش، امکان اتصال و کنترل ورودی‌ها و خروجی‌های زیادی را برای حسگرها و محرکهای متعدد و گوناگون دارد. در ادامه در مورد حافظه ها بیشتر بحث می کنیم.

بلوک دیاگرام ساختمان PLC

یک PLC با امکان ذخیره سازی برنامه ساختاری مشابه با کامپیوترها دارد.با این تفاوت که PLC به عنوان بخش پردازش و کنترل یک پروسه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

مانند آنچه در شکل زیر مشاهده می شود ورودی ها اطلاعات لازم را به PLC منتقل کرده و PLC نیز بر طبق نیاز سیستم کنترلی و بر مبنای برنامه ای که در داخل آن نوشته شده است خروجی ها را کنترل می کند.

 PLCها در اصل از یک منبع تغذیه،واحد دریافت سیگنالهای ورودی،واحد پردازش مرکزی همراه با ریزپردازنده،حافظه ذخیره سازی برنامه،واحد ارسال سیگنالهای خروجی و… تشکیل شده اند.در PLC نحوه کنترل پروسه به صورت یک برنامه در حافظه آن ذخیره می شود.در شکل زیر می توانید واحدهای مختلف یک PLC را مشاهده نمایید که در ادامه به تشریح آنها خواهیم پرداخت.

لازم به ذکر است که PLC های موجود در صنعت به صورت های فشرده (Compact)، ماژولار(Modular)، شبکه ای(Network) و نیز به صورت PC صنعتی وجود دارند.برای PLC های با تعداد ورودی و خروجی کم،یعنی با حداکثر حدود ۱۰۰  DI/DO(ورودی ها و خروجی های دیجیتال)های مدل فشرده و یا میکرو (مانند PLC های مدل S7 200) مورد استفاده قرار می گیرد و برای PLC های با تعداد ورودی و خروجی های بیشتر از ۱۰۰  DI/DO از PLC های مدل ماژولار استفاده می شود.

مفاهیم پایه در عملکرد یک سیستم PLC

در این قسمت به معرفی موضوعاتی می پردازیم که اساس کار PLC می باشند و در واقع روند کاری و خواندن برنامه توسط CPU را معرفی می کنیم.

تصویر ورودیها (Process Image Input)

قبل از اجرای،CPU وضعیت تمام ورودی ها را بررسی و در قسمتی از حافظه به نام PII نگهداری می نماید.جز در موارد استثنایی و تنها در بعضی از انواع PLC غالبا در حین اجرای برنامه،CPU به ورودی ها مراجعه نمی کند.بلکه برای اطلاع از وضعیت هر ورودی به سلول مورد نظر درPII  رجوع می کند.در برخی موارد این قسمت از حافظه IITInput Image Table) ) نیز خوانده می شود.

تصویر خروجی ها(PIQ)

هرگاه در حین اجرای برنامه یک مقدار خروجی بدست آید،در این قسمت از حافظه نگهداری می شود.جز در موارد استثنایی و تنها در برخی از انواع PLC،غالبا در حین اجرای برنامه،CPU به خروجی ها مراجعه نمی کند بلکه برای ثبت آخرین وضیعت هر خروجی به سلول مورد نظر در PIQ رجوع می کند و در پایان اجرای برنامه،آخرین وضعیت خروجی ها از PIQ به خروجی های فیزیکی منتقل می گردند.در برخی موارد این قسمت از حافظهPITPut Image Table) ) می گویند.

سیکل اسکن

در یک مدار سخت افزاری پیاده شده توسط PLC مانند شکل زیر که برنامه آن به زبان برنامه نویسی LADDER می باشد،حالات ورودی ها باعث تغییر حالت خروجی ها می شود.

در PLC،واکنش خروجی ها به حالات ورودی ها سریع نیست اما یک PLC با انجام یک پروسه سه مرحله ای، عملیات ها مربوط به انجام فرآیند طراحی شده را انجام می دهند.به این پروسه سه مرحله ای،سیکل اسکن CPU می گویند

توسط محمد در تاریخ ۱۴ شهریور, ۱۳۹۹