پی ال سی چیست؟
PLC به عنوان هستهی مرکزی اتوماسیون صنعتی وظیفهی مدیریت دادهها و تصمیمگیری منطقی برای کنترل فرآیندها را بر عهده دارد. کنترلکننده صنعتی با پردازش داده های محیطی و منطق برنامه، اجرای توالیهای منطقی صنعتی را کنترل می کند.
پی ال سی جایگزین تابلوهای کنترل رلهای شده است. امکان برنامهنویسی متناسب با منطق برنامه سبب انعطاف بیشتر در عملکرد و افزایش دقت کنترل ماشینآلات و فرآیندها می شود. به بیان دیگر کنترل کننده های صنعتی متناسب با نیازهای صنایع و کاربردهای مختلف قابل برنامه ریزی (برنامه نویسی) هستند.
سخت افزار PLC
کنترل کننده صنعتی به کمک یک ساختار کنترلی فرآیندهای صنعتی را مدیریت می کند. سخت افزارPLC متشکل از بخش های زیر است:
- واحد پردازش مرکزی یا CPU: این بخش مهمترین ماژول کنترل کننده صنعتی است. واحد CPU مسئول اجرای برنامه کنترلی نوشته شده توسط کاربر است.
- ورودی/خروجی (I/O) : ارتباط PLC با محیط از طریق این ترمینال ها انجلم می شود. وظیفه ترمبنال های ورودی و خروجی دریافت داده های دیجیتال و آنالوگ سنسورها و ارسال فرمان (کنترل) به عملگرها است. لازم به ذکر است ماژول پردازنده عموما تعدادی ورودی و خروجی دارد.
- ماژولهای ارتباطی: برای انجام صحیح فرآیندها و کنترل ماشین آلات، تبادل داده بین بخش های مختلف سیستم اتوماسیون ضرروی است. پی ال سی به عنوان مغز متفکر سیستم باید بتواند در هر لحظه بر عملکرد همه بخش های سیستم نظارت داشته باشد.
به عنوان مثال درایو فرکانس متغیر که وظیفه کنترل عملکرد موتور الکتریکی را بر عهده دارد، از پی ال سی فرمان می گیرد. تبادل داده در محیط صنعتی به کمک پروتکل های استاندارد انجام می شود. عموما ماژول پردازنده PLC از یک یا چند پروتکل استاندارد پشتیبانی می کند. برای افزایش قابلیت های ارتباطی از ماژول توسعه ارتباط استفاده می شود.

نرم افزار پی ال سی
فرآیندهای صنعتی براساس منطق تعریف شده توسط کاربر مدیریت می شوند. منطق عملیاتی در قالب یک برنامه به پی ال سی منتقل می شود. برنامه نویسی PLC به کمک نرم افزارهای برنامه نویسی انجام می شود. هر تولید کننده یک نرم افزار ویژه برای محصول خود عرضه می کند.
به عنوان مثال نرم افزار لوگو 8 زیمنس با عنوان LOGO! SOFT COMFORT عرضه شده است. لازم به ذکر است نرم افزارها از زبان های منطقی متنوعی پشتیبانی می کنند. از جمله رایجترین زبان های مورد استفاده برای کنترل کننده منطقی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
زبان های مختلف برنامه نویسی قابلیت ها و کاربردهای متفاوتی دارند.

مروری بر تاریخچه PLC
بدون شک تولید و ارتقا پی ال سی از جمله مهمترین دلایل انقلاب صنعتی بوده است. ایده طراحی و تولید PLC از نیاز صنایع خودروسازی در دهه ۱۹۶۰ میلادی شکل گرفت. تا این زمان، کنترل فرآیندهای صنعتی به کمک تابلوهای رلهای انجام میشد. طراحی، نگهداری و تغییر تابلوهای رله ای بسیار زمانبر و پر هزینه بود.
در سال ۱۹۶۸، شرکت Modicon (که بعداً توسط اشنایدر الکتریک خریداری شد) اولین PLC تجاری را با عنوان مدل 084 معرفی کرد. این دستگاه حافظه ای محدودی (حدود ۱۲۸ بایت) و تنها چند ورودی/خروجی دیجیتال داشت. با این وجود جایگزین مناسبی برای تابلوهای رله ای بود.
در دهه ۱۹۸۰ میلادی و با پیشرفت میکروپروسسورها، پی ال سی نیز پیشرفت های چشمگیری را تجربه کردند. قابلیتهایی مانند پردازش سیگنال آنالوگ، تایمر و شمارنده از جمله بهبودهایی بود که در عملکرد PLC ایجاد شد.
در حال حاضر نمونه های پیشرفته کنترل کننده صنعتی با پردازندههای چند هستهای، حافظههای گیگابایتی، و پروتکلهای ارتباطی پیشرفته مثل OPC UA و MQTTبرای استفاده در سیستمهای Industry 4.0 مناسب سازی شده اند.

کاربردها و حوزه نفوذ
به صورت کلی همه فرآیندهای صنعتی به کمک پی ال سی کنترل می شوند. فرقی نمی کند یک صنعت کوچک با چند فرآیند ساده را مدیریت می کنید یا صنایع بزرگ با فرآیندها پیچیده، در هر صورت PLC تنها راهکار عملیاتی در دسترس برای اتوماسیون است.
کنترل تمام بخش های صنعتی توسط کنترل کننده های صنعتی انجام می شود. انعطاف پذیری بالا، عملکرد مطمئن و قابلیت های متنوع سبب استفاده گسترده از این تجهیزات در صنایع مختلف شده است. از جمله کاربردهای پی ال سی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- خطوط تولید خودکار در صنایع غذایی، دارویی و بستهبندی
- کنترل ماشینآلات CNC و خطوط مونتاژ
- مدیریت سیستمهای سرمایش و گرمایش در ساختمانهای بزرگ و صنعتی
- کنترل فرآیند در صنایع پتروشیمی، نیروگاهها و تصفیهخانهها
- مدیریت سیستمهای حمل و نقل هوشمند و اتوماسیون انبار
به دلیل کاربرد گسترده موتور الکتریکی در صنایع مختلف، در ادامه به بررسی کنترل موتور با پی ال سی خواهیم پرداخت.
کنترل موتور الکتریکی
به عنوان مثالی پر کاربرد می توان به کنترل عملکرد موتورهای الکتریکی اشاره کرد. نتایج مطالعات انجام شده نشان می دهد بیش از 70 درصد برق صنایع توسط موتورها مصرف می شود. راه اندازی و کنترل عملکرد موتور الکتریکی برای مدیریت فرایندها ضروری است.
روش های راه اندازی موتور الکتریکی انواع مختلفی دارند. به عنوان مثال در توان های پایین، راه اندازی مستقیم موتور الکتریکی بسیار رایج است. در این روش از کنتاکتور به منظور کنترل عملکرد موتور استفاده می شود. همچنین بریکرهای مختلفی مانند فیوز مینیاتوری، کلید حرارتی و کلید اتوماتیک به منظور حفاظت از مدار استفاده می شوند.

اگر به کنترل عملکرد موتور نیاز دارید، درایو تنها راهکار در دسترس است. درایوها به کمک پروتکل های ارتباطی استاندارد از طریق پی ال سی قابل کنترل هستند. درایو علاوه بر کنترل عملکرد، چالش های راه اندازی موتور الکتریکی را نیز برطرف می کند.
چنانچه تنها رفع چالش های راه اندازی موتور الکتریکی مورد نظر شماست، خرید سافت استارتر گزینه بهتری است. انواع مختلفی از راه انداز نرم در بازار موجود است. از جمله برندهای محبوب بازار ایران می توان به موارد زیر اشاره کرد:
سافت استارترها نیز مانند درایو از طریق پروتکل های استاندارد و ورودی های کنترلی به کمک پی ال سی قابل کنترل هستند.
تولید کنندگان PLC
کاربرد گسترده و تنوع بالای نیاز صنایع مختلف سبب ورود تولیدکنندگان مختلف به بازار عرضه پی ال سی شده است. تولید کنندگان مطرح شناخته شده ای در سطح دنیا اقدام به عرضه کنترل کننده صنعتی می کنند. بدیهی است کیفیت محصولات برندهای مختلف و همچنین قیمت آن ها با هم متفاوت است. هر چقدر صنایع بزرگتر و پیچیده تر باشند، PLC مورد استفاده پیشرفته تر می شود.
برخی از محبوبترین برندهای کنترل کننده صنعتی در بازار بین المللی عبارتند از:
- پی ال سی زیمنس
- محصولات Allen-Bradley
- کنترل کننده های صنعتی Mitsubishi
- PLC های Omron
- کنترلرهای Delta
- و …
تولیدات هر برند در بخش متفاوتی از بازار مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال محصولات دلتا قیمت اقتصادی دارند و برای کاربردهای سبک تا متوسط مناسبند. محصولات Omron قابلیت اعتماد بالایی دارند و در کنترل سیستم های دقیق و فشرده کاربرد دارند.

راهنمای انتخاب پی ال سی
تنوع محصولات موجود در بازار و تفاوت نیاز کاربردهای مختلف، انتخاب گزینه مناسب را با دشواری هایی مواجه می کند. چالش انتخاب گزینه مناسب تنها برای پی ال سی صادق نیست. در انتخاب سایر تجهیزات اتوماسیون و برق صنعتی نیز با این چالش مواجه هستیم.
رفع چالش انتخاب گزینه مناسب با در نظر گرفتن چند پارامتر عملیاتی مهم مرتفع می شود. به عنوان مثال در انتخاب درایو فرکانس متغیر با در نظر گرفتن 7 پارامتر مهم می توان بهترین گزینه را انتخاب کرد. در زمان انتخاب پی ال سی نیز با در نظر گرفتن پارامترهای عملیاتی زیر به گزینه مناسب می رسیم:
- تعیین تعداد و پیچیدگی فرآیندهایی که باید اجرا شوند
- تعیین تعداد و نوع ورودی و خروجی مورد نیاز (انالوگ و دیجیتال)
- تعیین میزان برنامه و حجم حافظه مورد نیاز
- تعیین سرعت اجرای برنامه (سرعت پردازش)
- تعیین پروتکل های ارتباطی استاندارد مورد استفاده در شبکه اتوماسیون
- بررسی نیازهای توسعه آینده سیستم
- در نظر گرفتن شرایط محیطی محل نصب
- ملاحظات اقتصادی و هزینه ای
- برند و قابلیت اعتماد تجهیزات
با در نظر گرفتن پارامترهای فوق خیال شما از انتخاب PLC مناسب راحت می شود.
خرید پی ال سی
اهمیت عملکرد صحیح کنترل کننده صنعتی برای اجرای درست فرآیندها بر کسی پوشیده نیست. با توجه به گسترش استفاده از اتوماسیون صنعتی در صنایع، اهمیت این موضوع بیش از پیش شده است. تولید کنندگان زیادی در سراسر دنیا اقدام به تولید PLC می کنند.
از سوی دیگر فروشگاه های بسیار زیادی این تجهیزات را به فروش می رسانند. اطمینان از عملکرد صحیح کنترل کننده صنعتی و در نتیجه خطوط اتوماسیون وابسته به استفاده از کنترل کننده صنعتی اصلی و قابل اعتماد است.
همین الان انواع پی ال سی معتبر موجود در بازار جهانی را با ضمانت اصالت کالا و خدمات پس از فروش، از پناپ کالا بخرید. قبل از خرید می توانید از مشاوره فنی و تخصصی کارشناسان ما به صورت رایگان بهره مند شوید. مشتاق شنیدن صدای گرمتان هستیم. با ما تماس بگیرید.