پی ال سی چیست؟ آشنایی با انواع PLC و کاربردهای آن

PLC مخفف عبارت “Programmable Logic Controller” است. این دستگاه ها یک نوع کامپیوتر صنعتی هستند که برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند. پی ال سی ها برای کنترل تجهیزات و دستگاه های صنعتی مانند ربات ها، خطوط تولید، سیستم های تهویه مطبوع، سیستم های نورپردازی و … استفاده می شوند.

PLC ها شامل ورودی (input) و خروجی (output) هستند که به سنسورها و اکتواتورها متصل می شوند. برنامه های کنترلی که در PLC ها بارگذاری می شوند، می توانند به صورت قابل برنامه ریزی توسط کاربر تغییر داده شوند. این امکان به مهندسان صنعتی کمک می کند تا از راه دور فرآیندهای صنعتی را کنترل کنند و در صورت نیاز، تغییراتی در برنامه های کنترلی اعمال کنند. تا انتهای این صفحه با در وب سایت  کامیاب مرام – نمایندگی فروش محصولات دلتا در ایران همراه بمانید.

معرفی انواع پی ال سی ها

هنگامی که به انواع مختلف PLC می رسیم، می توانیم آنها را بر اساس ویژگی های زیر دسته بندی کنیم:

• PLC های کوچک و متوسط (Small to Medium PLCs) : این دسته شامل پی ال سی هایی است که برای کاربردهای صنعتی کوچک و متوسط به کار می روند. این دسته شامل PLC هایی است که تعداد ورودی و خروجی آنها کمتر از 100 است.
• PLC های بزرگ (Large PLCs): این دسته شامل PLC هایی است که برای کاربردهای صنعتی بزرگ به کار می روند. این دسته شامل PLC هایی است که تعداد ورودی و خروجی آنها بیشتر از 100 است.
• PLC های قدرتمند (High-End PLCs): این دسته شامل پی ال سی هایی است که برای کاربردهایی با نیازهای بالا به کار می روند، برای مثال در صنایع بزرگ و پیچیده، ایستگاه های نیروگاهی و …
• PLC های فاقد سیم کشی (Wireless PLCs) :  این دسته شامل PLC هایی است که برای کنترل بی سیم از راه دور به کار می روند. آنها از پروتکل های بی سیم مانند Wi-Fi، Bluetooth، 3G، 4G و … برای ارتباط با دستگاه های دیگر استفاده می کنند.
• PLC های  Safety :  این دسته شامل PLC هایی است که برای کاربردهای صنعتی که نیاز به ایمنی بالا دارند به کار می روند. این دسته شامل PLC هایی است که از قابلیت هایی مانند تشخیص خرابی، پایش وضعیت تجهیزات و موارد دیگر برای افزایش ایمنی فرآیندهای صنعتی استفاده می کنند.
• PLC های قابل حمل (Portable PLCs) : این دسته شامل PLC هایی است که برای کاربردهایی که نیاز به حمل و نقل دارند به کار می روند. این دسته شامل PLC هایی است که کوچک و قابل حمل هستند و معمولاً برای کاربردهایی مانند تعمیرات و نگهداری استفاده می شوند.
• PLC های صنعتی IoT :  این دسته شامل پی ال سی هایی است که برای ارتباط با اینترنت اشیاء (IoT) و ارائه اطلاعات در زمان واقعی به کار می روند. این دسته شامل PLC هایی است که از پروتکل هایی مانند MQTT، OPC UA، CoAP و … برای ارتباط با دستگاه های دیگر استفاده می کنند.

آشنایی با مدل های plc

در بازار PLC ها، مدل ها و برندهای مختلفی وجود دارند. در زیر، به برخی از معروف ترین برندهای PLC و مدل های آنها اشاره می کنیم:

Siemens

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400

Allen Bradley

• MicroLogix 1100
• CompactLogix 5370
• ControlLogix 5580

Mitsubishi Electric

• MELSEC iQ-R
• MELSEC iQ-F
• MELSEC Q Series

Omron

• CP1E
• CP1L
• CP1H
• CJ2M

ABB

• AC500
• AC500-eCo

Schneider Electric

• Modicon M221
• Modicon M241
• Modicon M251
• Modicon M580

Delta

• DVP-ES2/EX2 Series
• DVP-SE Series

این تنها چند مثال از مدل های موجود در بازار هستند و در هر برند ممکن است مدل های بیشتری نیز وجود داشته باشد.برای انتخاب مناسب ترین مدل باید به نیازها و محیط کاری خود توجه کنید.

معرفی اپلیکیشن های پی ال سی

PLC ها به طور معمول با نرم افزارهای مربوط به خود که به عنوان نرم افزارهای برنامه ریزی موسوم هستند، کار می کنند. این نرم افزارها به مهندسان صنعتی کمک می کنند تا برنامه های کنترلی خود را برای PLC بنویسند و آنها را به دستگاه انتقال دهند. همچنین، برخی از شرکت های سازنده PLC ها نرم افزارهای تحت وب و اپلیکیشن های موبایل برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای صنعتی ارائه می کنند. در زیر به برخی از این اپلیکیشن ها اشاره می کنیم:

Siemens SIMATIC WinCC

این نرم افزار برای مانیتورینگ و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از پی ال سی های سایمنز به کار می رود. این نرم افزار قابلیت نمایش دادن داده های برنامه ریزی شده در PLC را دارد و برای کنترل فرآیندهای صنعتی از راه دور بسیار مناسب است.

Allen Bradley Connected Components Workbench

این نرم افزار برای برنامه ریزی و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از پی ال سی های Allen Bradley به کار می رود. این نرم افزار قابلیت برنامه ریزی برای PLC های Micro800 و MicroLogix را دارد و به کاربران این امکان را می دهد تا برنامه های کنترلی خود را برای PLC بنویسند.

Mitsubishi Electric GX Works

این نرم افزار برای برنامه ریزی و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از PLC های Mitsubishi Electric به کار می رود. این نرم افزار قابلیت برنامه ریزی برای PLC های مختلف از جمله MELSEC Q، MELSEC L و MELSEC iQ-F را دارد.

Schneider Electric EcoStruxure Machine Expert

این نرم افزار برای برنامه ریزی و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از PLC های Schneider Electric به کار می رود. این نرم افزار قابلیت برنامه ریزی برای PLC های Modicon M221، M241 و M251 را دارد و به کاربران این امکان را می دهد تا برنامه های کنترلی خود را برای PLC بنویسند.

Delta Industrial Automation DIAView

این نرم افزار برای مانیتورینگ و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از PLC های Delta به کار می رود. این نرم افزار قابلیت نمایش دادن داده های برنامه ریزی شده درPLC های Delta را دارد و به کاربران این امکان را می دهد تا فرآیندهای صنعتی خود را به صورت از راه دور کنترل کنند.

 Omron MobilePlc

این اپلیکیشن برای مانیتورینگ و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از PLC های Omron به کار می رود. این اپلیکیشن قابلیت کنترل دستگاه های صنعتی را از طریق اتصال به PLC های Omron از راه دور فراهم می کند.

ABB Ability System 800xA

این نرم افزار برای مانیتورینگ و کنترل فرآیندهای صنعتی با استفاده از PLC های ABB به کار می رود. این نرم افزار قابلیت نمایش دادن داده های برنامه ریزی شده در PLC های ABB را دارد و به کاربران این امکان را می دهد تا به صورت از راه دور فرآیندهای صنعتی خود را کنترل کنند.

این تنها چند مثال از اپلیکیشن های موجود در بازار هستند و در هر برند ممکن است اپلیکیشن های بیشتری نیز وجود داشته باشد. برای انتخاب مناسب ترین اپلیکیشن باید به نیازها و محیط کاری خود توجه کنید.

برای درک بیشتر تبدیل فایل و نرم افزار PLC های برند دلتا می توانید در ادامه ویدیو زیر را که توضیحات جامع تری داده شده را تماشا کنید:

برخی از کاربرد های مهم پی ال سی

PLC ها یکی از اصلی ترین اجزای کنترل فرآیندهای صنعتی هستند. این دستگاه ها برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. در زیر به برخی از کاربردهای PLC ها اشاره می کنیم:

• خطوط تولید: PLC ها در خطوط تولید جهت کنترل و مانیتورینگ پروسه تولید مورد استفاده قرار می گیرند. با استفاده از PLC ها، می توان فرآیندهای تولید را به صورت خودکار و با دقت بالا کنترل کرد.
• صنایع نفت و گاز: در صنایع نفت و گاز، PLC ها جهت کنترل و مانیتورینگ فرآیندهایی مانند تزریق آب، تزریق گاز، تزریق شیمیایی و نگهداری از تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند.
• خودروسازی: PLC ها در خودروسازی برای کنترل فرآیندهای تولید، تست، تعمیر و نگهداری خودروها مورد استفاده قرار می گیرند.
• سیستم های آب و فاضلاب: در سیستم های آب و فاضلاب، پی ال سی ها برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب و توزیع آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند.
• صنایع غذایی: در صنایع غذایی، PLC ها برای کنترل فرآیندهای تولید، بسته بندی، انبارداری و توزیع محصولات مورد استفاده قرار می گیرند.
• ساختمان های هوشمند: در ساختمان های هوشمند، PLC ها جهت کنترل و مانیتورینگ سیستم های نورپردازی، تهویه مطبوع، نظارت بر سیستم امنیتی و مدیریت مصرف انرژی مورد استفاده قرار می گیرند.
• صنایع دارویی: در صنایع دارویی، PLC ها برای کنترل فرآیندهای تولید، بسته بندی، انبارداری و توزیع داروها مورد استفاده قرار می گیرند.

این تنها چند مثال از کاربردهای PLC ها هستند و در هر صنعتی ممکن است کاربردهای دیگری نیز برای این دستگاه ها وجود داشته باشد.

plc چه مزیت هایی دارد؟

پی ال سی ها چندین مزیت در کنترل فرآیندهای صنعتی دارند که به شرح زیر می باشند:

• دقت بالا: پی ال سی ها به دلیل قابلیت برنامه ریزی دقیق و دوره های نمونه برداری کوتاه، دقت بالایی در کنترل فرآیندهای صنعتی دارند.
• ضریب اطمینان بالا: PLC ها با توجه به طراحی و ساخت اجزای قابل تعویض و سیستم اعلام خطا، ضریب اطمینان بالایی در کنترل فرآیندهای صنعتی دارند.
• قابلیت برنامه ریزی و تنظیم مجدد: PLC ها قابلیت برنامه ریزی و تنظیم مجدد دارند، بنابراین در صورت تغییرات در فرآیندهای صنعتی، می توان آن ها را به راحتی به روزرسانی کرد.
• کنترل بیشتر: با استفاده از PLC ها، می توان چندین فرآیند را به صورت همزمان کنترل کرد.
• کاهش هزینه ها: PLC ها به دلیل کاهش نیاز به تعداد زیاد پردازنده ها و تجهیزات دیگر، هزینه های کنترل فرآیندهای صنعتی را کاهش می دهند.
• سرعت بالا: PLC ها به دلیل سرعت بالای پردازش و زمان پاسخ گویی کوتاه، در کنترل فرآیندهای صنعتی با سرعت بالا عمل می کنند.
• سهولت در نصب و راه اندازی: PLC ها به دلیل طراحی ساده و قابل استفاده برای کاربران، سهولت بالایی در نصب و راه اندازی دارند.
• انعطاف پذیری: PLC ها به دلیل قابلیت برنامه ریزی و تنظیم مجدد، انعطاف پذیری بالایی در کنترل فرآیندهای صنعتی دارند.

به طور کلی، پی ال سی ها به دلیل دقت بالا، ضریب اطمینان بالا، قابلیت برنامه ریزی و تنظیم مجدد، کاهش هزینه ها، سرعت بالا، سهولت در نصب و راه اندازی، انعطاف پذیری و کنترل بیشتر، در کنترل فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

برخی از معایب plc ها

پی ال سی ها در کنترل فرآیندهای صنعتی بسیار موفق بوده اند، اما همانند هر فناوری دیگر، دارای برخی معایب نیز هستند که به شرح زیر می باشند:

• هزینه بالا: هزینه تهیه و نصب پی ال سی ها بالا می باشد و در صورت نیاز به تعویض قطعات، هزینه بالایی برای تعمیر و تعویض آن ها باید پرداخت شود.
• عدم ظرفیت پردازش بالا: PLC ها در مقایسه با کامپیوترهای صنعتی، ظرفیت پردازش کمتری دارند.
• برنامه ریزی پیچیده: برنامه ریزی PLC ها برای کاربرانی که با آن ها آشنایی کافی ندارند، پیچیده می باشد.
• قابلیت ارتقاء محدود: PLC ها در مقایسه با کامپیوترهای صنعتی، قابلیت ارتقاء محدودتری دارند.
• قابلیت ارتباط محدود: برخی PLC ها قابلیت ارتباط با دستگاه های دیگر را ندارند و برای اتصال به دستگاه های دیگر، نیاز به تجهیزات و نرم افزارهای اضافی دارند.
• مشکلات پایداری: در برخی موارد، پی ال سی ها ممکن است با مشکلات پایداری روبرو شوند و به دلیل اینکه در خطوط تولید، هر دقیقه از اهمیت بالایی برخوردار است، این مسئله می تواند مشکلات و خساراتی را به دنبال داشته باشد.

به طور کلی، پی ال سی ها با داشتن هزینه بالا، ظرفیت پردازش کمتر، برنامه ریزی پیچیده، قابلیت ارتقاء محدود، قابلیت ارتباط محدود و مشکلات پایداری، دارای برخی معایب هستند که در استفاده از آن ها باید در نظر گرفته شوند. اما با این حال، با توجه به مزایای بسیاری که PLC ها در کنترل فرآیندهای صنعتی دارند، به طور کلی می توان آن ها را به عنوان یک فناوری موفق در صنعت معرفی کرد.

عملکرد و کارآیی پی ال سی به چه صورت است؟

پی ال سی یا کنترلر منطقی برنامه پذیر، به صورت اصطلاحی، یک رایانه صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. PLC ها بر اساس برنامه ای که در آن ها نصب شده است، سیگنال ها را از ورودی های مختلف دریافت می کنند و با توجه به برنامه، سیگنال های خروجی را تولید می کنند تا فرآیند کنترل شود.

عملکرد پی ال سی به این صورت است که ابتدا برنامه ریزی شده و سپس به PLC انتقال داده می شود. در برنامه ریزی PLC، ورودی های مختلف شامل سنسورها و دکمه ها و خروجی های مختلف شامل موتورها و صفحه نمایش ها و… تعریف می شوند. سپس با استفاده از زبان برنامه نویسی خاص PLC، الگوریتم کنترلی برای پردازش ورودی ها و تولید خروجی ها تعریف می شود.

سپس پی ال سی به صورت دوره ای ورودی های خود را نمونه برداری کرده و به برنامه ای که در آن ذخیره شده است، ارسال می کند. برنامه بر اساس اطلاعات دریافتی از ورودی ها، محاسبات خود را انجام می دهد و خروجی های مورد نیاز را تولید می کند که در نهایت به اجزای خروجی مانند موتورها، صفحه نمایش ها، و… ارسال می شود. این خروجی ها سبب کنترل فرآیند صنعتی مورد نظر می شوند.

به طور خلاصه، پی ال سی به صورت دوره ای ورودی ها را نمونه برداری کرده و با استفاده از برنامه ای که در آن نصب شده، خروجی های مورد نیاز را تولید می کند تا فرآیند کنترل شود.

هزینه پی ال سی چقدر است؟

هزینه پی ال سی ها بسته به نوع، سازنده، قدرت پردازش، تعداد ورودی و خروجی و سایر ویژگی ها متفاوت است. در حالت کلی، قیمت PLC ها در بازار از چند صد دلار تا چند هزار دلار متغیر است.

همچنین، باید به این نکته توجه کرد که هزینه PLC ها شامل هزینه تهیه دستگاه، هزینه نرم افزار برنامه ریزی و هزینه نصب و راه اندازی می باشد. به طور کلی، هزینه PLC ها بسته به نوع کاربرد، محیط کاری و نیازهای کاربردی متفاوت است و باید با مشاوره کارشناسان و تحلیل دقیق نیازهای کاربری، تعیین گردد.

چرا دلتا بهترین پی ال سی در بازار و صنعت است؟

در بررسی اینکه PLC چیست، باید به این نکته اشاره کرد که دلتا به عنوان یکی از پیشروهای تولیدکننده پی ال سی (PLC) در بازار صنعتی، چندین دلیل مهم برای این موفقیت دارد.

• تاریخچه و تجربه: دلتا از شرکت های معتبر با سابقه ای طولانی در زمینه اتوماسیون صنعتی است. این شرکت از زمان تأسیس خود به تدریج در توسعه و تولید پی ال سی ها پیشرفت های قابل توجهی داشته و تجربه ای غنی را در این حوزه به دست آورده است.
• تنوع و گستره محصولات: دلتا مجموعه ای وسیع از PLC ها را تولید می کند که می توانند به طور خاص برای فرایندهای صنعتی مختلف طراحی شوند. این تنوع در محصولات به مشتریان این امکان را می دهد تا بهترین گزینه را با توجه به نیازهای خاص خود انتخاب کنند، از جمله انواع کاربردهای صنعتی.
• کیفیت و پایداری: محصولات دلتا به خاطر کیفیت ساخت و سطح بالای پایداری شهرت دارند. این ویژگی بسیار حائز اهمیت است زیرا PLC ها معمولاً در شرایط سخت صنعتی فعالیت می کنند و نیاز به عملکرد مطمئن و پایدار دارند.
• پشتیبانی و خدمات پس از فروش: دلتا به عنوان یک شرکت بزرگ دارای شبکه گسترده ای از نمایندگی ها و خدمات پس از فروش در نقاط مختلف جهان است. این ساختار به مشتریان این امکان را می دهد که از پشتیبانی فنی مؤثر و خدمات مرتبط بهره مند شوند و در مواقع نیاز به راهنمایی و کمک دسترسی داشته باشند.
• تکنولوژی پیشرفته: دلتا به طور مستمر در تحقیق و توسعه سرمایه گذاری می کند و تکنولوژی های نوین را در محصولات خود به کار می گیرد. این اقدام به کاربران این فرصت را می دهد تا از آخرین تکنولوژی ها استفاده کنند و به روز باقی بمانند.

ماژول ورودی PLC چیست؟

ماژول ورودی PLC (کنترل کننده منطقی برنامه پذیر) به عنوان یک عنصر کلیدی در سیستم های اتوماسیون صنعتی، نقش مهمی در ارتباط بین سیگنال های فیزیکی و پردازشگر دارد. سیگنال هایی مانند دما، فشار و ارتعاش به دلیل ماهیت آنالوگ خود، به طور مستقیم توسط پردازنده قابل درک نیستند. پردازنده تنها قادر به پردازش اطلاعات دیجیتال است و به همین دلیل، نیاز به ماژول های ورودی و خروجی برای تبدیل و تطبیق این سیگنال ها با منطق دیجیتال وجود دارد.

وظیفه اصلی ماژول ورودی، تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال است. به عنوان مثال، در صورتی که بخواهیم دمای یک دماسنج را به PLC ارسال کنیم، سیگنال آن باید به فرمت دیجیتال تبدیل شود. این تبدیل معمولا توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال که در ماژول ورودی قرار دارد، انجام می گیرد. این مبدل به پردازشگر اجازه می دهد تا سیگنال های دما را به صورت قابل فهم دریافت کند.

یکی از مزایای بارز ماژول های ورودی و خروجی، ایجاد ایزولاسیون بین PLC و محیط خارجی است. این ایزولاسیون به جلوگیری از تاثیرات منفی ناشی از نویز و سیگنال های ناخواسته کمک می کند. به این ترتیب، مشکلاتی که ممکن است در دنیای بیرون از کنترلر وجود داشته باشد، بر عملکرد آن تاثیر نمی گذارد. این ویژگی به ویژه در محیط های صنعتی که سیگنال های الکتریکی ممکن است تحت تاثیر عوامل مختلف قرار گیرند، اهمیت زیادی دارد.

ماژول ورودی PLC دارای چهار وظیفه اصلی است. نخست، دریافت سیگنال ها از دستگاه های ورودی با ولتاژ 220 ولت  AC.  دوم، تبدیل این سیگنال ها به سطح ولتاژ 5 ولت DC که برای پردازشگر قابل استفاده باشد. سوم، ایزوله کردن PLC از نوسانات و اختلالات موجود در دستگاه های ورودی. و در نهایت، ارسال سیگنال نهایی با ولتاژ 5 ولت DC به ماژول پردازشگر.

ساختار داخلی ماژول ورودی شامل دو بخش اصلی است: بخش تبدیل ولتاژ و بخش مدارات منطقی. این دو بخش به گونه ای طراحی شده اند که از یکدیگر ایزوله باشند. به عنوان مثال، هنگامی که یک پوش باتن فشرده می شود، ولتاژ AC با مقدار 220 ولت از طریق مقاومت ها به یکسوکننده پل منتقل می شود. این یکسوکننده، ولتاژ AC را به DC تبدیل می کند. دیود زنر نیز برای تأمین ولتاژ مناسب برای LED به کار می رود.

در مرحله بعد، نور LED به فتوترانزیستور تابیده می شود. در این حالت، فتوترانزیستور در ناحیه هدایت خود عمل کرده و جریان را عبور می دهد. در نهایت، ولتاژ 5 ولت DC برای پردازشگر فراهم می شود. این فرآیند به طور موثری سیگنال های ورودی را به فرمت قابل استفاده برای PLC تبدیل می کند و به این ترتیب، ارتباط بین دنیای فیزیکی و پردازشگر دیجیتال برقرار می شود.

در نتیجه، ماژول ورودی PLC به عنوان یک پل ارتباطی بین سیگنال های آنالوگ و پردازشگر دیجیتال عمل می کند و با فراهم کردن ایزولاسیون و تبدیل سیگنال، به بهبود عملکرد سیستم های اتوماسیون صنعتی کمک می نماید. این ماژول ها به تولیدکنندگان این امکان را می دهند که به طور موثر و کارآمد به نیازهای خود پاسخ دهند و فرآیندهای تولید را بهینه سازی کنند.

کلام آخر

دراین مقاله در مورد پی ال سی صحبت کردیم و بیان کردیم که چیست وچگونه کار می کند و چه مدل ها و کاربرد هایی دارد. همچنین در مورد معرفی اپلیکیشن های plc هم صحبت کردیم و غیر از آن به مزیت ها و معایب آن پرداختیم. امیدواریم این مقاله توانسته باشد به شما در حیطه ی plc کمک کرده باشد و شناخت بیشتری نسبت به plc پیدا کرده باشید. سوالات و نظرات خود را در قسمت دیدگاه و یا ثبت نظر با ما به اشتراک بگذارید.