+98 4135544507

کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا کنترل کننده برنامه ریزی شده یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی است که برای کنترل فرایندهای تولید مانند خطوط مونتاژ یا دستگاه های روباتیک، یا هر فعالیتی که نیاز به کنترل مطمعن با برنامه نویسی آسان دارد،مناسب است.

Plc ها برای اولین بار در صنعت خودرو توسعه داده شدند تا کنترل کننده انعطاف پذیر، دقیق و قابل برنامه ریزی را جایگزین رله های سخت افزاری و تایمرها کنند. از آن  به بعد پی ال سی ها به عنوان کنترل کننده های اتوماسیون با قابلیت اطمینان بالا برای محیط های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته اند.

شکل۱

Plc ها از دستگاه های کوچک با ده ها وروردی و خروجی تا دستگاه های بزرگ با هزاران ورودی را شامل شوند.

Plc ها می توانند بصورت دیجیتال و آنالوگ I / O، محدوده دمایی مختلف، مقاوم در مقابل نویز های الکتریکی و مقاومت در برابر ارتعاش و ضربه طراحی شوند. برنامه کنترلی یک پی ال سی معمولا در یک کارت حافظه مخصوص به دستگاه وصل میشود.

 قبل از PLC، خط تولید کارخانجات عمدتا از رله ها، تایمرهای کامپوزیت، ترموال های ضربه ای و کنترل کننده های حلقه بسته تشکیل میشدند. از آنجا که این خط تولید به صدها یا حتی هزاران نفر نیازمند بود، روند عملکرد چنین خط تولیدی  بسیار وقت گیر و گران بود. در این خط تولید برای تغییر عملکردنیاز بود که اپراتورها داعما سیم بندی کلیدها را تغییر دهند .

برای حل این مشکل شرکتهای عظیم در زمینه های برقی از جمله اشنایدر و آلن بردلی اقدام به تولید کامپیوترهای صنعتی (plc) کردند.

با ورود کامپیوترهای قابل برنامه ریزی به صنعت دیگر برای تغییر عملکرد سیستم به تغییر سیم بندی های کلیدها نیاز نبود. با این حال این رایانه های اولیه نیاز به برنامه نویسان خاص و کنترل محیطی دقیق برای کنترل دما، تمیزی سیستم و کیفیت توان داشتند. برای مقابله با این چالش ها، PLC ها با چند ویژگی اساسی توسعه یافتند. این دستگاه ها میبایست برای شرایط محیطی سخت کارخانجات طراحی میشدند،  ورودی و خروجی های گسسته را پشتیبانی می کرند به طوری که به راحتی قابل گسترش باشند،به آموزش های حرفه ای برای کار با این دستگاه ها نیازی نبود و عملیات این دستگاه ها بطور مداوم تحت نظارت بود.

PLC های اولیه تا اواسط دهه 1990 با استفاده از پانل های برنامه نویسی اختصاصی یا پایانه های برنامه نویسی خاص مورد برنامه ریزی قرار می گرفتند که اغلب دارای کلید های عملکرد مخصوصی بودند که عناصر منطقی مختلف برنامه های PLC را اجرا می کردند. برنامه ها بر روی کارتریج نوار کاست ذخیره می شدند. از این رو ظرفیت کارت های حافظه برای پیاده سازی الگوریتم های عملکردی بسیار محدود بود. قدیمی ترین PLC ها از حافظه های مغناطیسی فرار استفاده می کردند.

امروزه PLC ها دارای کارت حافظه دیجیتال هستند که با رایانه های شخصی قابل برنامه ریزی می باشند . کامپیوتر از طریق USB، Ethernet، RS-232، RS-485، یا کابل کشی RS-422 به plcوصل میشود. در بعضی از بسته های نرم افزاری امکان مشاهده و ویرایش برنامه در بلوک دیاگرام، نردبانی و الگوریتم متنی وجود دارد. این نرم افزار امکان اشکال زدایی و عیب یابی نرم افزار PLC را فراهم می کند، برای مثال، با برجسته سازی بخش هایی از دستور برای نشان دادن وضعیت فعلی در طول عملیات و نشان دادن  خطاهای دستور اخطار را به برنامه نویس میدهد. در مدل های کنترل کننده قابل برنامه ریزی، برنامه از یک رایانه شخصی  از طریق یک برد برنامه نویسی به plc انتقال می یابد که برنامه را به یک تراشه قابل جابجایی مانند EPROM انتقال میدهد.

????ساختار

ساختار PLC ها شبیه همه رایانه های دیگر است که شامل:

- پردازنده و حافظهٔ 
پردازنده هسته مرکزی plc هست که ارتباط ورودی و خروجی ها را کنترل میکند.
حافظه تراشه ای است که برنامه عملکردی plc بر روی آن نوشته میشود.

-ماژول‌های I/O
-منبع تغذیه
در PLCهای کوچک همهٔ موارد (پردازنده، I/O، منبع تغذیه) در یک واحد و در PLCهای بزرگ هر یک در واحدی مجزّا جای داده میشوند.

حافظهٔ PLC دو نوع است:

ROM یا حافظهٔ دائم (Read only memory) تراشه ایست حاوی برنامه‌ای که
توسط کارخانه سازنده تعبیه شده‌است.
سیستم‌عامل DOS در رایانه‌های شخصی وظیفه مشابه همین ROM را دارد.
در حین عملیات CPU نمی‌تواند تغییر یابد یا پاک شود. 

RAM یا حافظهٔ موقّت (Random Access memory) تراشه‌ایست نیمه‌هادی که می‌توان در آن برنامه نوشت.
ابزار برنامه‌نویسی، که معمولاً یک واحد پردازنده با صفحه نمایش و صفحه کلید می‌باشد (بعنوان مثال یک کامپیوتر شخصی، یک PLC در خانواده اشنایدر) به‌عنوان یک واحد مجزا از طریق کابل به واحد اصلی متصل میشود.

برنامه در کارت حافظه ذخیره می‌شود و امکان برنامه‌ریزی، تغییر و پاک کردن آنها توسط برنامه‌ریز وجود دارد.
حافظهٔ موقّت می‌تواند از نوعی غیر از RAM انتخاب شود.
اطلاعات موجود در حافظه‌های RAM با قطع تغذیه، پاک می‌گردند.
 CPUهای شرکت اشنایدر مجهز به یک باتری پشتیبان هستند؛ بنابراین اگر تغذیه ورودی قطع شود و درپی‌آن منبع تغذیه نتواند ولتاژ سیستم را تأمین کند، باطریِ پشتیبان، برنامهٔ ذخیره شده در RAM را حفظ می‌کند.

????مزایای plc ها نسبت به سایر سیستم های کنترلی

PLC ها طیف وسیعی از وظایف اتوماسیون را عهده دار شده اند. Plc ها معمولا جایی مورد استفاده قرار میگیرند که در آن هزینه توسعه و نگهداری سیستم اتوماسیون، نسبت به کل هزینه اتوماسیون، و جایی که احتمال تغییر عملکرد سیستم در طول عمرش، بالا است. PLC ها شامل دستگاه های ورودی و خروجی سازگار با وسایل صنعتی و کنترلی است. برنامه های PLC به طور معمول سیستم های بسیار اختصاصی هستند، بنابراین هزینه یک PLC بسته بندی شده در مقایسه با هزینه یک طراحی خاص  سفارشی کمتر است. از سوی دیگر، در مورد کالاهای تولید انبوه، سیستم های کنترل سفارشی اقتصادی تر هستند.

برای انجام عملکردهای ساده از تکنیک های خاص (بغیر از plc) استفاده می شود. به عنوان مثال، یک ماشین ظرفشویی ارزان قیمت با یک تایمر الکترومکانیکی که فقط چند دلار هزینه دارد کنترل می شود.

 

کنترل کننده های قابل برنامه ریزی به طور گسترده ای در کنترل حرکت، موقعیت، و یا گشتاور موتور استفاده می شوند. بعضی از تولیدکنندگان، واحدهای کنترل حرکت را با PLC ادغام می کنند و  G-code (شامل یک دستگاه CNC) برای هدایت حرکت دستگاه ساخته میشود. 


در سال های اخیر شرکت آلن بردلی شروع به توسعه plcهای "ایمنی" کرده است.
پی ال سی های ایمنی بر خلاف plc های نسل قدیم که نیاز به یک رله حفاظتی داشتند ، ایمنی کامل را دارند.چنین PLC هایی به طور معمول یک مجموعه دستورالعمل محدود را با دستورالعمل های خاص ایمنی طراحی شده برای ارتباط با ایستگاه های اضطراری، صفحه نمایش نوری و غیره، جایگزین میکنند. انعطاف پذیری که این plcها  ارائه می دهند، موجب رشد تقاضا برای این کنترل کننده ها شده است.

????برای نوشتن برنامهٔ PLC بر روی کارت حافظه از سه روش استفاده می‌شود:

در روش نردبانی برنامه به صورت نماد اتصال و سیستم پیچهای مدار فرمان رله‌ای نشان داده می‌شود؛ لذا ساختار برنامه شبیه مدارهای فرمان رله‌ای می‌باشد.

در نمایش فلوچارتی از نمادهای مستطیلی استفاده می‌شود؛ و در هر مستطیل عمل منطقه‌ای نمایش داده می‌شود.

در روش نمایش نوشتاری از دستورات و جملات کلیدی برای نوشتن برنامه استفاده می‌شود که در آن هر عبارت دارای دو بخش عملگرها و عملوندها می‌باشد.

در زیر به بررسی چند کلاس plc تولیدی شرکت آلن بردلی اشاره میکنیم

????سیستم های کنترلی بزرگ

سیستم های کنترل بزرگ شرکت آلن بردلی متناسب با نیازهای برنامه کاربردی صنعتی میباشد. این کنترل کننده ها ساختار مدولار و طیف وسیعی از گزینه های I / O و شبکه را ارائه می دهند. این کنترل کننده های قدرتمند، بسیار ایمن و دقیق هستند. کنترل کننده های(plcها) طراحی شده در این شرکت و کنترل کننده های قابل برنامه ریزی اتوماسیون  (PAC ها)، قابلیت اطمینان و کارایی فوق العاده بالایی را ارائه می دهند.

شکل۱

????سیستم کنترل ControlLogix® شرکت آلن بردلی از یک هسته کنترل مشترک با یک محیط توسعه مشترک برای ارائه کارایی بالا و در عین حال استفاده آسان طراحی شده اند. ادغام متناسب نرم افزار های برنامه نویسی، کنترل کننده ها و ماژول های ورودی / خروجی باعث کاهش زمان و هزینه توسعه در راه اندازی و کارکرد نرمال می شود. صنعتگر به کمک این کنترل کننده می تواند کنترل استاندارد و ایمنی را در یک شاسی برای یک سیستم کاملا یکپارچه انجام دهد. مصرف کننده با این کنترل گر توانایی در دسترس بودن بالا و قابلیت های محیطی بالا را برای برآورده ساختن نیازهای سیستم خود در اختیار دارد.

زیرمجموعه های این کلاس:

????ControlLogix 5580 Controllers
????ControlLogix 5570 Controllers
????1756 ControlLogix I/O Modules

شکل۲

????سیستم های کنترل ایمنی GuardPLC شرکت آلن بردلی جدیدترین نسل plcها میباشد. این کنترلگرها سرعت بسیار بالایی در عملکرد PLC و قابلیت های شبکه ارائه می دهند. این کنترل کننده ها استانداردهای جهانی PLC و استانداردهای جهانی برای ایمنی عملکرد را برآورده می کنند. این خانواده ایده آل دارای قابلیت سنجش سرعت، جهت، سرعت مولفه صفر، دما، فشار و اپلیکیشن های شار میباشد. این PLC ها در یک شبکه ارتباطی  Safe Ethernet  که برای استفاده در برنامه های ایمنی EN954 تا رده 4 و SIL 3 است، ارتباط برقرار می کند.

زیرمجموعه های این کلاس عبارتند از:

????1753 GuardPLC 1600 Safety Controllers
????1753 GuardPLC 1800 Safety Controllers
????1753 GuardPLC OPC Server Software
????1753 GuardPLC Safety I/O
????1753 RSLogix Guard PLUS! Software

شکل۳

????سیستم های کنترلی 1789 SoftLogix ™ سیستم های کنترل مبتنی بر پلت فرم Logix و ادغام یکپارچه کنترل ماشین، کنترل حرکت و پردازش اطلاعات است. این کنترلگرها توابع کنترل را معمولا در کنترل کننده های قابل برنامه ریزی مخصوص پیاده می کنند. سیستم عامل multi-tasking به کاربر این اجازه را می دهد تا عملیات را در ۳۲ قسمت اولویت بندی کند.

شکل۴

????سیستم های کنترلی کوچک

شرکت آلن بردلی با تولید انواع سیستم های کنترلی سایز کوچک این امکان را فراهم آورده که مصرف کنندگان متناسب با سیستم خود سیستم کنترلی برای آن تدارک ببیند و با این کار در هزینه های خود صرف جویی کنند. در این کنترلگر ها استانداردهای مربوط به ایمنی ، قالب و مدولاسیون سیستم بطور کامل رعایت شده است. برنامه های کاربردی معمول شامل کنترل سرعت دقیق ماشین، پردازش دسته ای و فرایند اتوماسیون است.

????کنترل کننده CompactLogix ™ و Compact GuardLogix®  یک سیستم کنترلی متداول با یک محیط توسعه متداول و با ارائه کنترل از راه دور با سیستم استفاده آسان ارائه می کند. یکپارچه سازی دقیق بین نرم افزار های برنامه نویسی، کنترل کننده ها و ماژول های ورودی / خروجی باعث کاهش زمان و هزینه توسعه در راه اندازی و کارکرد عادی می شود. 

زیرمجموعه های این کلاس عبارتند از:

????1769 CompactLogix 5370 Controllers
????5069 CompactLogix 5380 Controllers
????5069 CompactLogix 5480 Controllers
????1768 CompactLogix Controllers
????1769 CompactLogix L3x Controllers


شکل۴

???? کنترل کننده1752 SmartGuard ™ 600 ایمن دارای 16 ورودی دارای  محفوظ، 8 خروجی محفوظ ، 4 منبع آزمایش پالس و یک پورت EtherNet / IP ™  است. هر کنترل کننده همچنین دارای یک اتصال DeviceNet ™ برای پشتیبانی از استاندارد CIP و ایمنی CIP است.  این کنترل کننده های کوچک ، مقرون به صرفه و هوشمند می توانند امنیت بین GuardLogix® با سایر کنترل کننده های ایمنی SmartGuard را تامین کنند.

شکل۵

???? 1747 SLC 500 کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی
1747 SLC ™ 500 برای طیف وسیعی از برنامه های کاربردی استفاده می شود. اتوماسیون راکوول اعلام کرده است که برخی از کلاسهای  SLC 500  قطع تولید شده و دیگر برای فروش در دسترس نیستند. مشتریان بجای آن از  محصولات جدید CompactLogix ™ 5370 یا 5380 شرکت آلن بردلی استفاده میکنند.

شکل۶

????سیستم های کنترلی میکرو و نانو

PLCهای میکرو و نانو مخصوص شرکت آلن بردلی ارائه راه حلی اقتصادی برای دستگاه های کوچک میباشد. بسته بندی کامل و یکپارچه ارتباط و سهولت استفاده از این کنترلرها، آنها را به عنوان یک انتخاب ایده آل برای برنامه های کاربردی مانند اتوماسیون خودرو، سیستم های امنیتی و روشنایی ساختمان و پارکینگ تبدیل میکند.

????سیستم های کنترل Micro800® شرکت آلن بردلی بگونه ای طراحی شده اند که نصب و نگهداری آنها بسیار آسان است. این کنترلرها یک سیستم کنترلی ساده برای ماشین های ارزان قیمت و مستقل خود را ارائه می دهند. مشتری می تواند تنها قابلیت هایی را که نیاز دارید خریداری کنید و از ماژول های پلاگین برای شخصی سازی سیستم خود برای نیازهای خاص برنامه استفاده کند.

زیرمجموعه های این سری:


????Micro810 Controllers
????Micro820 Controllers
????Micro830 Controllers
????Micro850 Controllers
????Micro850 Expansion I/O Controllers
????Micro800 PLC Plug-in Modules & Accessories

شکل۷

????سیستم های کنترل MicroLogix

برای یک راه حل کنترل منطقی برنامه ریزی شده ثابت و ساده ، میکروکنترلرهای MicroLogix ™ شرکت آلن بردلی توصیه میشود. کنترل کننده MicroLogix 1200 امکانات و آپشنهایی را برای دستیابی به گستره وسیعی از برنامه ها را فراهم می کند. کنترل کننده های MicroLogix 1100 و 1400 یک کنترلر کاربردی با افزایش ارتباطات شبکه را با قیمت مقرون به صرفه ارائه میدهد .

زیرمجموعه های این سری عبارتند از:

????MicroLogix 1100 Controllers
????MicroLogix 1200 Controllers
????MicroLogix 1400 Controllers
????MicroLogix Expansion I/O
????Compact I/O Modules


شکل۸

خلاصه:
امروزه گسترش نیازهای مخصولات صنعتی ، صنعتگران را بر آن داشته که در رقابتی تنگاتنگ با دیگر صنعتگران هزینه های خود را کاهش دهند و در عین حال کیفیت محصولات خود را افزایش دهند. این امر تنها با استفاده از تکنولوژی های مدرن و جایگزین کردن ربات های صنعتی بجای نیروی انسانی میسر میشود. در این راستا کامپیوترهای صنعتی نیز نقش بسزایی در افزایش سرعت تولید و افزایش کیفیت محصولات و حذف نیروی انسانی اجرا میکنند . شرکت های عظیم در صنعت برق از جمله اشنایدر و آلن بردلی با ارائه انواع مختلفی از کامپیوترهای صنعتی راه را برای مدرن کردن خطوط تولیدی صنعتگران را هرچه بیشتر هموار کرده اند. در ایران نیز شرکت بنیان نیرو با ارائه انواع مختلفی از این محصولات در صدد آن هست که صنعت داخلی را نیز با تکنولوژی های مدرن جهانی تجهیز کنند تا بتوانند همپای تولید کننده های خارجی به رقابت بپردازند.