پی ال سی چیست؟ از رله های قدیمی تا مغزهای متفکر اتوماسیون صنعتی (PLC)

اجزای اساسی یک PLC: نگاهی به درون

یک پی ال سی، صرف نظر از سازنده، از چند بخش اساسی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه ای مشخص دارند. این اجزا عبارتند از:

 

1. منبع تغذیه (Power Supply)

وظیفه منبع تغذیه، تبدیل ولتاژ ورودی (معمولاً 120 ولت AC یا 24 ولت DC) به ولتاژ مورد نیاز برای تغذیه اجزای داخلی PLC است. این ولتاژ از طریق Backplane (صفحه پشتی یا رک) به ماژول های CPU و کارت های I/O منتقل می شود. این ماژول ها که اغلب به شکل "کارت" هستند، به سرعت قابل اضافه یا حذف شدن از اسلات های خود هستند.

نکته مهم: منبع تغذیه پی ال سی فقط برق مورد نیاز CPU و کارت ها را تأمین می کند و دستگاه های میدانی مانند سنسورها، شیرها، یا رله ها را تغذیه نمی کند. تغذیه این دستگاه ها باید به طور جداگانه به کارت های ورودی/خروجی متصل شود.

2. واحد پردازش مرکزی (CPU)

CPU، مغز متفکر واقعی پی ال سی است و آن را به یک کامپیوتر تبدیل می کند. حتی PLC های کوچک و غیرماژولار نیز دارای یک CPU هستند. وظایف اصلی CPU عبارتند از:

• دریافت سیگنال های ورودی: CPU اطلاعات را از کارت های I/O دریافت می کند.
• اجرای برنامه منطقی: بر اساس سیگنال های ورودی و منطق برنامه ریزی شده، تصمیم گیری می کند.
• ارسال دستور به خروجی ها: در صورت لزوم، دستورات را به خروجی ها ارسال می کند تا دستگاه ها روشن یا خاموش شوند یا عملکرد خاصی را انجام دهند.

برنامه های PLC می توانند شامل توابع پیشرفته ای مانند عملیات ریاضی، زمان سنجی، شمارش، و به اشتراک گذاری اطلاعات از طریق پروتکل های شبکه مدرن باشند. انجام این عملیات با سیستم های رله قدیمی، اگر نگوییم غیرممکن، بسیار دشوار بود.

3. کارت های ورودی/خروجی (I/O Cards)

این کارت ها واسط بین PLC و دنیای واقعی هستند. سنسورها، دکمه ها، سوئیچ ها، رله ها، سلونوئیدها و حتی دستگاه های تحت شبکه، اطلاعات را از طریق سیگنال های ورودی/خروجی متصل به پایانه های پیچی روی این کارت ها به اشتراک می گذارند.

کارت های I/O بر اساس نیاز هر دستگاه و کاربرد انتخاب می شوند. انواع مختلفی از این کارت ها وجود دارند:

• ماژول های گسسته (Digital Modules): برای سیگنال های روشن/خاموش.
• ماژول های آنالوگ (Analog Modules): برای سیگنال های ولتاژ (Voltage) یا جریان (Current) متغیر، با مفاهیمی مانند "Source" در مقابل "Sink".

در برخی پی ال سی های کوچک، پایانه های ورودی/خروجی به صورت یکپارچه در کنار خود PLC نصب شده اند و ماژولار نیستند.

4. دستگاه برنامه نویسی و رابط انسان و ماشین (HMI)

خارج از خود PLC، دو جزء بسیار مهم دیگر وجود دارد که امکان تعامل با آن را فراهم می کنند:

• دستگاه برنامه نویسی (Programming Device): این دستگاه می تواند یک کامپیوتر رومیزی، لپ تاپ یا یک ابزار دستی از همان سازنده پی ال سی باشد. این ابزار به کاربر اجازه می دهد تا کد در حال اجرا بر روی PLC را مشاهده، ایجاد و اصلاح کند. برخی PLC های کوچک حتی دکمه هایی در جلو دارند که امکان برنامه ریزی عملیات منطقی بسیار ابتدایی را بدون نیاز به رایانه فراهم می کنند.
• رابط انسان و ماشین (HMI): HMI ابزاری برای نمایش اطلاعات و دریافت ورودی ها از اپراتور است. این دستگاه سیستم کنترل را به صورت یک کل به تصویر می کشد. برخلاف دستگاه برنامه نویسی، HMI ها معمولاً امکان اصلاح برنامه منطقی را ندارند و صرفاً برای نظارت و کنترل اپراتور طراحی شده اند. HMI ها بسیار رایج هستند و اغلب مستقیماً روی محفظه پی ال سی یا در نزدیکی آن برای استفاده اپراتور نصب می شوند.

قبل از HMI های مدرن، اپراتورهای کارخانه برای درک وضعیت فرآیندهای خود به دیوارهای مملو از گیج های آنالوگ و لامپ های نشانگر متکی بودند. برای مثال، باز کردن یک شیر برای کاهش فشار یا تنظیم یک حلقه کنترل دما نمی توانست از طریق رایانه در اتاق کنترل انجام شود و نیاز به حضور فیزیکی اپراتور داشت. این اتاق های کنترل قدیمی را با اتاق های کنترل مدرن مقایسه کنید که مجهز به HMI های گرافیکی پیشرفته هستند و به اپراتورها امکان می دهند کل فرآیند را از یک مکان واحد نظارت و کنترل کنند.

نتیجه گیری

PLC ها ابزاری انقلابی در دنیای اتوماسیون صنعتی هستند. مهندسان اتوماسیون و کنترل وظیفه طراحی و پیاده سازی این سیستم ها را بر عهده دارند. آن ها با درک عمیق از فرآیندها، الگوریتم های کنترل را توسعه داده و پیکربندی مناسب را برای سیستم تعیین می کنند. سپس بر اساس نیاز، پی ال سی و تمام اجزای آن را تهیه می کنند. این می تواند از یک رک کوچک با چند کارت ورودی/خروجی تا بیست رک بزرگ باشد که همگی از طریق یک شبکه صنعتی با هزاران نقطه ورودی/خروجی با هم ارتباط برقرار می کنند – و همه این ها توسط یک CPU واحد کنترل می شوند. PLC ها ستون فقرات کارخانه های هوشمند امروزی هستند و امکان کنترل دقیق، انعطاف پذیری بالا و راندمان بی نظیر را فراهم می آورند.

برای مشاوره ی تخصصی در زمینه PLC و اتوماسیون، با ما تماس بگیرید!

درک عمیق از PLC و کاربردهای آن در صنعت، کلید بهینه سازی فرآیندها و افزایش راندمان است. اگر در زمینه انتخاب، برنامه نویسی یا پیاده سازی پی ال سی در سیستم های اتوماسیون خود نیاز به راهنمایی های بیشتر و مشاوره ی تخصصی دارید، کارشناسان ما در بهنیکو آماده اند تا با دانش و تجربه ی خود، شما را در این مسیر یاری کنند.

همین امروز با ما تماس بگیرید و از مشاوره ی تخصصی بهره مند شوید:

بهنیکو 📱 ۰۹۱۲۱۲۳۴۵۶۷