اگر بخواهیم ساده بگوییم، PLC مغز یک سیستم اتوماتیک است؛ دستگاهی که میفهمد چه اتفاقی افتاده، تصمیم میگیرد چه کاری انجام شود و سپس همان کار را بدون خطا انجام میدهد.
اما پشت این تعریف ساده، یک دنیای جذاب، تخصصی و قدرتمند وجود دارد که هرچه بیشتر آن را بشناسید، متوجه میشوید چرا بدون PLC بسیاری از صنایع عملاً قادر به ادامه کار نیستند.
PLC چیست و چگونه کار میکند؟
PLC مخفف Programmable Logic Controller یعنی کنترلکننده منطقی برنامهپذیر.
این دستگاه نوعی کامپیوتر صنعتی است که برای مکانهایی ساخته شده که شرایط سخت هستند:
– گرد و غبار
– دماهای بالا
– رطوبت
– نویز الکتریکی
– لرزشهای مداوم
یک PLC دقیقاً مانند یک مغز کوچک عمل میکند:
- اطلاعات را دریافت میکند (از سنسورها، کلیدها، دکمهها و …)
- اطلاعات را پردازش میکند (طبق برنامهای که مهندس به آن داده)
- یک فرمان خروجی ارسال میکند (روشن کردن موتور، فعال کردن پمپ، توقف خط، باز کردن شیر و …)
به زبان خیلی ساده:
PLC تصمیمگیری یک سیستم صنعتی را اتوماتیک میکند.
چرا PLC اختراع شد؟ (داستان جالب ساخت PLC)
قبل از PLC، کارخانهها با تابلوهای رلهای کنترل میشدند.
این تابلوها پر از سیمکشیهای پیچیده، رلههای زیاد و اتصالاتی بودند که کوچکترین تغییر در عملکرد دستگاه باعث میشد مهندس مجبور شود:
- چندین رله را عوض کند
- سیمکشی را کامل تغییر دهد
- سیستم را ساعتها متوقف نگه دارد
هزینه و زمان از دست رفته باورکردنی نبود.
برای همین در دهه ۱۹۶۰ شرکتهای خودروسازی آمریکا به این نتیجه رسیدند که باید یک کنترلر هوشمند و قابل برنامهریزی جایگزین رلهها شود.
نتیجه؟
اولین PLC دنیا متولد شد و بعد از آن صنعت به کل وارد یک دوران جدید شد.
اجزای اصلی PLC
برای اینکه بهتر بفهمیم PLC چگونه فکر میکند، باید اجزای آن را بشناسیم:
1. پردازنده یا CPU
قلب PLC است. تمام تصمیمها اینجا گرفته میشود.
2. حافظه (Memory)
برای ذخیره برنامهها، دادهها و وضعیت ورودی/خروجی استفاده میشود.
3. کارت ورودی (Input Module)
وظیفه دریافت اطلاعات از دکمهها، سنسورها، سوییچها و … را دارد.
4. کارت خروجی (Output Module)
فرمان نهایی را ارسال میکند—مثل روشنکردن موتور یا فعالکردن یک جک هیدرولیک.
5. نرمافزار برنامهنویسی
مهندس برنامه را روی لپتاپ مینویسد و با کابل به PLC منتقل میکند.
6. منبع تغذیه (Power Supply)
معمولاً 24 ولت یا 220 ولت است.
PLC دقیقاً چگونه یک خط تولید را کنترل میکند؟ (یک مثال واقعی)
تصور کنید در یک کارخانه بستهبندی، قرار است بطریها یکییکی حرکت کنند و دستگاه باید:
- بطری را تشخیص دهد
- نازل را فعال کند
- مقدار مشخصی مایع بریزد
- سپس اجازه دهد بطری بعدی جلو بیاید
در این سیستم فقط PLC است که:
- ورودی سنسورها را میخواند
- زمان پاشیدن مواد را کنترل میکند
- هماهنگی بین چند موتور را انجام میدهد
کافی است فقط یک جمله در برنامه PLC تغییر کند تا کل خط تولید رفتار جدیدی داشته باشد.
این یعنی قدرت واقعی PLC!
مهمترین کاربردهای PLC در صنعت
PLC تقریباً در هر صنعتی دیده میشود، ولی نمونههای مهم عبارتند از:
- کنترل رباتهای صنعتی
- مدیریت خطوط تولید کارخانهها
- کنترل پمپها در تصفیهخانهها
- سیستمهای هوشمند نیروگاهها
- اتوماسیون آسانسورها
- دستگاههای بستهبندی
- کنترل کورهها و دما
- سیستمهای حملونقل هوشمند
- سیستمهای تزریق و قالبگیری
بهطور خلاصه:
جایی که کنترل دقیق و بدون خطا لازم باشد، PLC حضور دارد.
چطور یک PLC برنامهنویسی میشود؟
زبانهای متداول PLC عبارتند از:
- Ladder Diagram (LD) — شبیه نقشه رلههای قدیمی
- Function Block Diagram (FBD)
- Structured Text (ST) — شبیه زبانهای برنامهنویسی
- Instruction List (IL)
- Sequential Function Chart (SFC)
بیشتر مهندسها با Ladder کار میکنند چون ساده و قابل فهم است.
مزایای PLC نسبت به کنترل رلهای
مزیت توضیح
| سرعت بالا | واکنش PLC در کسری از ثانیه انجام میشود |
| انعطافپذیری | هر تغییری فقط با اصلاح چند خط برنامه ممکن است |
| قابل اطمینان | طراحی شده برای محیطهای صنعتی سخت |
| کاهش سیمکشی | دیگر خبری از تابلوهای بزرگ رله نیست |
| عیبیابی سریع | وضعیت لحظهای ورودیها و خروجیها توسط نرمافزار دیده میشود |
انواع PLC و برندهای معروف
برندهای مطرح دنیا:
- Siemens
- Omron
- Allen-Bradley
- Delta
- Mitsubishi
- LS
هرکدام کاربرد، قیمت و قدرت متفاوتی دارند.
آینده PLC؛ آیا حذف میشود؟
با وجود رشد هوش مصنوعی، سیستمهای IoT و کنترلرهای جدید، PLC همچنان قویترین کنترلر صنعتی باقی خواهد ماند.
دلیل؟
- پایداری
- امنیت
- قابلیت کار در شرایط سخت
- و مکانیزم ساده اما دقیق
حتی امروزه PLCها با اینترنت و سیستمهای مانیتورینگ پیشرفته ترکیب شدهاند و بسیار هوشمندتر شدهاند.
جمعبندی
PLC مغز یک سیستم اتوماسیون صنعتی است—یک کامپیوتر صنعتی که هر ورودی را تحلیل میکند و خروجی مناسب میدهد.
اگر این دستگاه نبود، بسیاری از کارخانههای امروز هرگز نمیتوانستند با سرعت، دقت و کیفیت فعلی کار کنند.
PLCها آمدهاند تا بمانند و هر سال هوشمندتر و کارآمدتر میشوند.
دیدگاه خود را بنویسید