PLC چیست؟

[bigbang]

تاریخچه:
PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) کنترل کننده قابل برنامه ریزی منطقی در سال ۱۹۶۸ آمریکایی ها اولین PLC را ساختند و آنرا کنترل قابل برنامه ریزی نام نهادند
{PROGRAMABLE CONTROLLER } آلمانی ها در سال ۱۹۷۳ PLC را وارد بازار کردند و اکنون شرکتهای مختلفی در جهان در زمینه ساخت و استفاده از PLC در حال فعالیت هستند.سهم شرکت زیمنس از بازار PLC جهان ۲۶%_ شرکت آمریکایی ALAM BRADLEY 26 % _ OMRON ژاپن ۱۱ ٪ ــ MITSUBISHI 9 ٪ و الباقی مربوط به کمپانی های AEG-BOSCH -GENRAL ELECTRIC و TELEME CANIQUE فرانسه می باشد.
شرکتهای ایرانی نظیر کنترونیک – صنعت فردا و فتسو آلمانی که همگی مدلی از زیمنس آلمان می باشند.
طراحی مدار فرمان توسط کامپیوتر :
هر سیستم نیاز به کنترل دارد.در سیستم های صنعتی ۲ نوع کنترل وجود دارد.

۱-سخت افزاری (مدارات فرمان الکتریکی) ۲- سیستم های PLCسیستم های PLC خود به ۲ گروه تقسیم می شوند: ۱- سیستم های کنترلی گسترده DCS 2- کامپیوتر های شخصی IPC

پروسه کار یک PLC:
ورودی پردازش خروجی
ورودی می تواند سنسور ها – کلید های قطع ووصل -عوامل مکانیکی و…باشند. خروجی هم موتورها – رله یا کنتاکتورها – لامپ ها و نمایشگر ها باشند.
با اعمال ورودی به یک سیستم PLC که می تواند بصورت کلیدی و یا سنسور باشد عمل پردازش بر روی ان صورت گرفته و نتیجه عمل در یک عمل کننده یا یک شبیه ساز آشکار می شود.به مجموعه این اعمال یک فرایند یا پروسه کاری گفته می شود.
موارد کاربر PLC:
-1 کنترل هر گونه ماشین و وسیله برقی
-۲ کنترل هر سیستم خط تولید
-۳ کنترل فرمان مدار )CNC_ ماشین های فرز پیشرفته )
تفاوت PLC با کامپیوتر:
تمامی اجزا یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد ولی کامپیوتر از لحاظ نوع ورودی و خروجی ها و همچنین عمل ترکیب ورودی ها و خروجی ها با PLC متفاوت می باشد.خروجی PLC می تواند یک رله – تریاک – ترانزیستور – تریستور و غیره باشد که با توجه به حداکثر جریان مجاز خروجی PLC باید انتخاب شود تا آسیبی به سیستم وارد نشود.
در PLC ما نتیجه عمل را می بینیم ولی در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.
حافظه بکار رفته در PLC:
در PLC از حافظه های نیمه هادی و بیشتر از RAM و EEPROM استفاده می شود .یک باتری نیز برای جلوگیری از پاک شدن اطلاعات حافظه RAM در مواقع قطع برق و خاموش کردن دستگاه بکار برده می شود.یک خازن نیز موازی با باتری بک آپ قرار گرفته که بهنگام تعویض باتری می تواند برق سیستم را بمدت ۳۰ ثانیه تامین نمایید.ولتاژ باتری۳٫۶ ولت با جریان دهی ۰٫۰۹ میلی آمپر می باشد.
در مقایسه با روشهای حل سنتی و PLC می توان نتیجه گرفت که روش کار PLC آسانتر و توانایی و قابلیت بیشتری نسبت به روش سنتی می باشد.در PLC می توان براحتی در برنامه و اجرای آن تغییرات اعمال نمود.همچنین دارای حجم کم و ارزانتری می باشد و نگهداری آن نیز آسانتر است.

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی:
کنترل بهتر فرآیندهای تولید
سرعت و دقت عمل بالا
توانایی خواندن انواع ورودی‌ها ی دیجیتال،آنالوگ و فرکانس بالا
توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، …
امکانات اتصال به شبکه
ابعاد بسیار کوچک
سرعت پاسخگویی بسیار بالا
ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد
شبکه کردن PLC ها و امکان مدیریت آنها با یک کامپیوتر مرکزی
مزایای استفاده از PLC :
1-سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای تا ۸۰٪ کاهش می‌یابد.
۲-از آنجاییکه PLC توان بسیار کمی مصرف می‌کند، توان مصرفی بشدت کاهش پیدا خواهد کرد.
۳-توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌کند.
۴-برعکس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های کنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام اینکار خواهد شد.
۵-در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله ، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و… بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری کاسته شود.
PLC ها استهلاک مکانیکی ندارند بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس های دوره ای نخواهند داشت.
۷-بر خلاف مدارات رله کنتاکتوری، نویزهای الکترونیکی و صوتی ایجاد نمی کنند.
از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میکرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.
۸-ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.
وقتی توابع کنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

کاربردهای PLC در صنعت:

۱-صنایع اتومبیل سازی
تست قطعات و تجهیزات ، سیستم های رنگ پاش ، شکل دادن بدنه بوسیله پرس های اتوماتیک ، سوراخ کاری ، اتصال قطعات
۲-صنایع پلاستیک سازی
ماشین های ذوب و قالب گیری تزریقی ، دمش هوا ، سیستم های تولید و آنالیز پلاستیک
۳-صنایع سنگین
کوره های صنعتی ، سیستم های کنترل دمای اتوماتیک ، وسایل و تجهیزات مورد استفاده در ذوب فلزات
۴-صنایع شیمیایی
سیستم های مخلوط کننده ، دستگاه های ترکیب کننده مواد با نسبت های مختلف
۵-صنایع غذایی
سیستم های عصاره گیری و بسته بندی
۶-صنایع ماشینی
صنایع بسته بندی ، صنایع چوب ، سیستم های سوراخ کاری ، سیستم های اعلام خطر و هشدار دهنده ، سیستم های استفاده شده درجوش فلزات
۷-صنایع حمل و نقل
جرثقیل ها ، سیستم های نوار نقاله ، تجهیزات حمل ونقل
۸-صنایع تبدیل انرژی
ایستگاه های تقویت فشار گاز ، ایستگاه های تولید نیرو، کنترل پمپ های آب ، سیستم های تصفیه آب و هوای صنعتی ، سیستم های تصفیه و باز یافت تصفیه و بازیافت گاز
۹-خدمات ساختمانی
تکنولوژی بالابری ، کنترل هوا و تهویه مطبوع ،سیستم های روشنایی خودکار

انتخاب PLC مناسب :
برای استفاده از PLC مناسب در یک پروژه باید موارد زیر را معین نمودو به آنها توجه کرد :

۱)تعداد ورودی ها

۲)تعداد خروجی ها

۳)تعداد فلگ ها

۴)تعداد شمارندگان(کانترها)

۵)تعداد تایمرها

۶)نوع فلگ ها و تایمرها

۷)اندازه حافظه

۸)سرعت اجرای برنامهSCAN TIME

9)نوع برنامه کاری دستگاه

علاوه بر موارد بالا با ید به نکات ذیل نیز توجه کرد:
دقت و سرعت انجام پروژه
تعداد ورودی و خروجی ها
نوع بار (جریان خروجی و ولتاژ آن)
نوع تغذیه
در پروسه هایی که تعدادI/O ها محدود بوده ونیاز به برنامه نویسی پیچیده ندارند می توان از کنترل کننده های Mini Plc استفاده کرد.
لوگو شاید ساده ترین نوع Plc باشد که به توان از آن برای آشنایی و آغاز به کار با Plc بهره برد. این کنترلر

سخت افزاری برای کاربردهای صنعتی با حجم کار کم و ساده قابلیت لازم را دارا است.

هرPLC از دو قسمت زیر تشکیل شده است:
۱-سخت افزار
۲-نرم افزار

سخت افزار LOGO شامل :
ماژول اصلی
کارت های افزایشی
ماژول تغذیه
قطعات جانبی
LOGOها یا مینی PLCها همانند و نمونه کوچکتر PLC هستند با این تفاوت که این نمونه برای مصارف واستفاده های خانگی و کارگاه های کوچک ساخته شده اند و قابلیت اکسپان شدن یا توسعه را دارا میباشند .