به طور کلی پی ال سی یک شکل متمایز از دستگاه رایانه ای است که برای استفاده در سیستم های کنترل صنعتی طراحی و تولید شده است. plc دارای ساختاری مستحکم بوده و از ویژگی های منحصر به فرد عملکردی مانند کنترل، سهولت برنامه نویسی، تایمر و شمارنده، سخت افزار آسان برای استفاده و قابلیت کنترل قابل اعتماد برخوردار می باشد. PLC صنعتی بسیار مقاوم طراحی شده است، بنابراین می تواند در محیط های سخت صنعتی مانند درجه حرارت شدید، ارتعاشات شدید، رطوبت و سر و صدای الکتریکی مقاومت کند.

کنترل ‌گر منطقی برنامه ‌پذیر اغلب وظیفه کنترل و نظارت بر تعداد بسیار زیادی حسگر و محرک را دارد. بنابراین این دستگاه ها با ترتیب گسترده ورودی / خروجی، متفاوت از سایر سیستم های رایانه ای معمولی می باشند. علاوه بر استفاده به عنوان رایانه دیجیتال مخصوص، از PLC می توان در سایر مناطق سیستم کنترل و صنایع نیز استفاده کرد.

از PLC معمولاً در وسایل روزمره مانند ماشین لباسشویی و کنترل سیگنال های ترافیکی و آسانسور استفاده می شود. از این دستگاه ها در بسیاری از صنایع برای نظارت و کنترل فرایندهای تولید و سیستم های ساختمانی نیز استفاده می گردد.

این دستگاه های خاص از رایانه های شخصی یا تلفن های هوشمند متفاوت هستند:

PLC یک مجموعه یا دنباله از وظایف را با قابلیت اطمینان و عملکرد بیشتر انجام می دهد، مگر در مواردی که تحت محدودیت های زمان واقعی باشد. این در مقایسه با رایانه های شخصی و تلفن های هوشمند معمولی است که برای اجرای همزمان هر تعداد نقش در چارچوب ویندوز طراحی شده اند.

PLC دارای تعدادی ویژگی است که در رایانه های معمولی آنها را پیدا نمی کنید، مانند محافظت در برابر شرایط فضای باز از قبیل گرما، گرد و غبار و سرما.

پی ال سی در مقایسه با سایر سیستم های میکروکنترلر کم هزینه است. هنگامی که از PLC در برنامه های مختلف استفاده می کنید، فقط باید مولفه نرم افزار را برای هر برنامه تغییر دهید. با این حال، با سایر سیستم های میکروکنترلر مجبورید اجزای سخت افزاری را نیز با برنامه های مختلف تغییر دهید.

این کنترل کننده مبتنی بر ریزپردازنده شامل یک حافظه قابل برنامه ریزی است که دستورالعمل ها را ذخیره می کند و توابعی را شامل توالی، زمان بندی، منطق، حساب و غیره شمارش می کند.

نحوه کار کنترل ‌گر منطقی برنامه ‌پذیر (PLC)

هر سیستم PLC دارای سه ماژول است: ماژول CPU ، ماژول منبع تغذیه و یک یا چند ماژول ورودی / خروجی (I / O).

در ادامه به معرفی این ماژول ها می پردازیم:

ماژول پردازنده در PLC

این ماژول از پردازنده مرکزی و یک قسمت حافظه آن تشکیل شده است. این پردازنده با دریافت ورودی ها و تولید خروجی های مربوطه، تمام محاسبات داده مورد نیاز و پردازش را انجام می دهد.

ماژول منبع تغذیه PLC

مدارهای رایانه ای PLC با خروجی 5 ولت DC کار می کنند و این از طریق ماژول منبع تغذیه تأمین می شود. این اساساً ماژول مسئول تغذیه سیستم است.

این ماژول برق متناوب را دریافت می کند و آن را به برق DC تبدیل می کند و در نهایت دو ماژول دیگر CPU و ماژول های ورودی / خروجی از آن استفاده می کنند.

ماژول های ورودی / خروجی PLC

ماژول های ورودی / خروجی وظیفه اتصال سنسورها و محرک ها به سیستم PLC را برای درک پارامترهای مختلف مانند فشار، دما و جریان بر عهده دارند. ماژول های ورودی / خروجی می توانند دیجیتالی یا آنالوگ باشند.

کاربرد PLC در صنعت

PLC ها در کاربردهای مختلف در صنایعی مانند صنعت فولاد، صنعت خودرو، صنایع شیمیایی و بخش انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. دامنه PLC بر اساس توسعه همه فناوری های مختلفی که در آن اعمال می شود، به طرز چشمگیری افزایش می یابد.

در صنعت حمل و نقل، از PLC برای نظارت بر سیستم کنترل ایمنی و کار با بالابر و پله برقی استفاده شده است.

استفاده از PLC در صنعت شیشه

کنترل کننده های PRC دهه هاست که در صنعت شیشه استفاده می شوند. آنها عمدتا برای کنترل نسبت مواد و همچنین پردازش لیوان های تخت استفاده می شوند. این فناوری در طول سالها پیشرفت کرده است و این امر تقاضای بیشتری برای حالت کنترل PLC برای استفاده در صنعت شیشه ایجاد کرده است. تولید شیشه یک فرایند پیچیده و سخت است، بنابراین شرکت های درگیر اغلب از PLC در حالت کنترل خود استفاده می کنند. به طور کلی، PLC هم در ضبط داده های آنالوگ در تولید شیشه و هم در کنترل کیفیت و موقعیت دیجیتال اعمال می شود.

استفاده از PLC صنعت کاغذ سازی

در صنعت چاپ کاغذ، PLC ها در فرآیندهای مختلف استفاده می شوند. این  فرایندها شامل کنترل ماشین آلاتی می باشد که محصولات کاغذی را با سرعت زیاد تولید می کنند. به عنوان مثال، یک PLC تولید صفحات کتاب یا روزنامه ها را در چاپ افست تحت کنترل و نظارت قرار می دهد.

استفاده از PLC تولید سیمان

تولید سیمان شامل مخلوط کردن مواد اولیه مختلف در کوره است. کیفیت این مواد اولیه و نسبت آنها به طور قابل توجهی بر کیفیت محصول نهایی تأثیر می گذارد. برای اطمینان از استفاده از کیفیت و مقادیر مناسب مواد اولیه، صحت داده ها در مورد چنین متغیرهای فرآیندی مهم است. یک سیستم کنترل توزیع شده شامل PLC در حالت کاربری و یک نرم افزار پیکربندی در فرایندهای تولید و مدیریت صنعت استفاده می شود. PLC، فرایندهایی مانند آسیاب کشی، کوره زغال سنگ و کوره شفت را کنترل می کند.

نمونه های دیگر برنامه های کاربردی برنامه نویسی PLC که امروزه در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، شامل سیستم های خاموش کردن مخزن آب در بخش هوا فضا، سیستم کنترل ماشین پر کردن در صنایع غذایی، کنترل ماشین لباسشویی صنعتی و … می باشد.

PLC همچنین در سیستم تغییر فن دیگ های بخار ذغال سنگ در بیمارستانها، سیستم کنترل دستگاه راه و تغذیه سیلو و همچنین سیستم های کنترل قالب گیری تزریقی در صنعت پلاستیک استفاده می شود.

مزایا و فواید استفاده از PLC در صنعت

  • سرعت خیلی بالا
  • آسان برای تغییر منطق یعنی انعطاف پذیری
  • قابل اطمینان به دلیل عدم وجود قطعات متحرک
  • مصرف برق کم
  • تعمیر و نگهداری آسان به دلیل مونتاژ مدولار
  • امکاناتی در یافتن عیب و تشخیص
  • قابلیت مدیریت عملیات منطقی بسیار پیچیده
  • امکانات مستند سازی خوب
  • جفت شدن با رایانه های پردازشی آسان است
  • کنترل سیگنال آنالوگ و برنامه نویسی کنترل حلقه بسته
  • شمارنده، تایمر و مقایسه کننده را می توان برنامه ریزی کرد
  • به دلیل معرفی سیستم توصیفی و رنگ آمیزی ، رابط اپراتوری آسان

PLC ها به گونه ای طراحی شده اند که به راحتی قابل استفاده هستند. به عنوان مثال کارمندان برای استفاده از آنها نیازی به آموزش خاصی ندارند و نظارت بر تصمیمات سیستم کنترل ساده است. یک PLC بهتر از یک سیستم عامل دسکتاپ مانند ویندوز، اجرای منطق قطعی را اجرا می کند. توابع قابل اطمینان تر و سازگار تر هستند.

مزیت اصلی دیگر PLC ها قابلیت ورودی / خروجی آنها است. رایانه های سنتی به سادگی تعداد گزینه های ارائه شده PLC را ندارند و یافتن سخت افزار PLC با قابلیت مدیریت ورودی / خروجی اضافی نسبتاً آسان است. همچنین کاربران از طیف وسیعی از رابط های بالقوه انتخاب می کنند. به عنوان مثال، شما ممکن است یک مدل ساده انتخاب کنید که از یک سیستم ساده، سبک و سوئیچ استفاده کند.

همچنین می توانید یک صفحه رابط گرافیکی انتخاب کنید. یک PLC حتی می تواند در یک فضای اداری جداگانه به یک میز کار سنتی متصل شود. گزینه های متنوع این اطمینان را می دهد که مدیران صنعتی می توانند فناوری خود را برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده به جای کل سیستم جایگزین کنند. PLC ها می توانند به عنوان کنترل رله متوالی، کنترل حرکت، شبکه، سیستم های کنترل توزیع شده و موارد دیگر عمل نمایند.

چرا PLC مقرون به صرفه است؟

حتی اگر در توسعه نرم افزار سفارشی سرمایه گذاری کنید، هزینه PLC به شدت ارزان تر از اجزایی است که برای ایفای همان نقش ها لازم است. اگرچه این تنها دلیل برای در نظر گرفتن PLC است، اما کارآیی بیشتر سیستم در واقع باعث صرفه جویی در هزینه ها می گردد.

مزایای PLC برای صنعت از عملکرد برتر و کیفیت مناسب تا هزینه کمتر می باشد. به ندرت اتفاق می افتد که این دو مزیت با هم تداخل داشته باشند. یک PLC می تواند در برابر سختی کارخانه های صنعت و مراکز حمل و نقل مقاومت کند بدون اینکه محاسبات دقیق را به خطر بیندازد. واحدهای PLC کمتر از معادل عملکردی اشغال می کنند و تقریباً همیشه ماندگاری بیشتری دارند.

جای تعجب نیست که یک سیستم کنترلی که به طور خاص برای محیط های صنعتی ایجاد شده در شرایط صنعت عملکرد بهتری نسبت به رقابت دارد. PLC تصفیه شده ترین سیستم محاسبات صنعت موجود امروز را ارائه می دهد. با دامنه عملکرد پویا و دسترسی آسان، مزایا مشخص است.