فهرست مطالب
پی ال سی چیست؟
PLC به معنای “کنترلر منطقی برنامه‌پذیر” (Programmable Logic Controller) است و یک نوع سیستم کنترل صنعتی است که برای کنترل و مانیتورینگ دستگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی استفاده میشود.
زبان برنامه نویسی PLC
زبان برنامه‌نویسی PLC به زبان‌های برنامه‌نویسی خاصی اشاره دارد که برای برنامه‌ریزی و کنترل عملیات مختلف در PLCها به کار می‌روند. دو زبان اصلی برنامه‌نویسی PLC عبارتند از:
- Ladder Logic (LD): Ladder Logic یا LD یک زبان برنامه‌نویسی گرافیکی است که به شکل یک نمودار با رسم خطوط و سیم‌ها استفاده میشود. این زبان برای تبدیل وضعیت ورودی‌ها به سیگنال‌های خروجی و برعکس به کار می‌رود. این زبان به خصوص برای کنترل‌های منطقی و سیکل‌های زمانی مناسب است.
- Structured Text (ST): Structured Text یک زبان برنامه‌نویسی متنی است که شبیه به زبان‌های برنامه‌نویسی معمولی مانند C یا Pascal است. این زبان برای برنامه‌نویسی پیچیده‌ترین الگوریتم‌ها و عملیات‌های منطقی در PLCها مناسب است.
برای نوشتن برنامه‌های PLC، شما ابتدا باید دستگاه PLC مناسبی را انتخاب کنید که با نیازهای شما سازگار باشد. سپس باید نرم‌افزار برنامه‌نویسی PLC مورد نیاز را نصب کنید. این نرم‌افزارها معمولاً توسط تولیدکنندگان PLC ارائه می‌شوند و باید با مدل و نوع PLC شما سازگار باشند. مانند PLC دلتا که دارای مدل های مختلفی است که شما میتوانید بسته به نیاز خود آنها را انتخاب کنید.
سپس مراحل زیر را دنبال کنید تا برنامه PLC خود را بنویسید:
- تعریف ورودی‌ها: ورودی‌های PLC شامل سنسورها، سوئیچ‌ها و سایر دستگاه‌های ورودی هستند. شما باید این ورودی‌ها را در نرم‌افزار برنامه‌نویسی تعریف کنید.
- تعریف خروجی‌ها: خروجی‌های PLC شامل موتورها، ولوها و سایر دستگاه‌های خروجی هستند. شما باید این خروجی‌ها را نیز در نرم‌افزار برنامه‌نویسی تعریف کنید.
- نوشتن برنامه: با استفاده از زبان برنامه‌نویسی مورد نظر خود (مانند Ladder Logic یا Structured Text) برنامه‌ی مورد نیاز خود را بنویسید. این برنامه‌ها باید قوانین کنترلی و عملیات منطقی را تعریف کنند.
- آپلود برنامه: بعد از نوشتن برنامه، آن را به دستگاه PLC ارسال کرده و آن را بر روی PLC اجرا کنید.
- تست و عیب‌یابی: برنامه را تست کنید و اطمینان حاصل کنید که عملکرد دستگاه PLC به درستی انجام میشود. در صورت وقوع مشکلات، عیب‌یابی کنید و برنامه را اصلاح کنید.
با توجه به پیچیدگی فرآیند و تجهیزات مورد استفاده، نوشتن برنامه‌های PLC ممکن است زمان‌بر و پیچیده باشد، بنابراین تجربه و دانش کافی در زمینه برنامه‌نویسی PLC ضروری است. همچنین باید دقت کاملی در نوشتن برنامه داشته باشید زیرا اشتباهات می‌توانند به مشکلات جدی در عملکرد دستگاه‌های صنعتی منجر شوند.
5 نوع زبان برنامه نویسی PLC چیست؟
- Ladder Logic
- Function Block Diagra
- Sequential Function Charts
- Structured Text
- Instruction List
- نحوه برنامه نویسی PLC به زبان ساده
یک مثال ساده از کد Ladder Logic به شکل زیر است:
(ورودی) –[ ]–(خروجی)
در این مثال:
- (ورودی) یک ورودی به عنوان یک سنسور یا سوئیچ را نمایش می‌دهد.
- یک عنصر منطقی یا ترانزیستور است که وضعیت ورودی را بررسی می‌کند.
- (خروجی) یک خروجی است که در صورتی که ورودی فعال باشد، فعال میشود.
برای مثال، اگر ورودی فشارسنج (Pressure Sensor) باشد و می‌خواهیم یک موتور را روشن کنیم (خروجی) در صورتی که فشارسنج فشار را اندازه گیری کند (ورودی) و فشار بیش از یک مقدار معینی باشد، کد Ladder Logic به صورت زیر خواهد بود:
(فشارسنج) –[ ]–(موتور)
در این کد، اگر ورودی (فشارسنج) فعال باشد، خروجی (موتور) نیز فعال خواهد شد.
لطفاً توجه داشته باشید که دقیقاً چگونه کد Ladder Logic باید نوشته شود به مرور زمان و با توجه به نیازهای مشخصی برای هر سیستم ممکن است متفاوت باشد. همچنین، سازندگان مختلف PLC ممکن است ویژگی‌ها و نحوه نوشتن کد متفاوتی داشته باشند، بنابراین برای برنامه‌نویسی خاص خود، به مستندات و راهنمایی‌های مرتبط با دستگاه PLC خود مراجعه کنید.
نوشتن برنامه PLC با سایر زبان های برنامه نویسی
امکان نوشتن برنامه برای PLC با زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر نیز وجود دارد، اما این امر به ویژگی‌ها و توانمندی‌های مشخصی از PLC و نرم‌افزارهای مرتبط با آن مرتبط است. تعدادی از PLCها و محیط‌های برنامه‌نویسی به طور معمول از زبان‌های برنامه‌نویسی متنوعی پشتیبانی می‌کنند. این زبان‌های متنوع می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
- Structured Text (ST): Structured Text یک زبان برنامه‌نویسی متنی است که شبیه به زبان‌های برنامه‌نویسی معمولی مانند C یا Pascal است. برخی از PLCها از ST به عنوان یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی پشتیبانی می‌کنند.
- Function Block Diagram (FBD): FBD نیز یک زبان گرافیکی است که برای برنامه‌نویسی PLC مورد استفاده قرار می‌گیرد. در FBD، میتوانید با استفاده از بلوک‌ها و اتصالات بین آنها برنامه بنویسید.
- Sequential Function Chart (SFC): این زبان یک مدل رفتاری رویداد محور برای برنامه‌نویسی PLC ارائه می‌دهد و به ایجاد دستورات ترتیبی و گام به گام برای کنترل فرآیندها کمک می‌کند.
- C/C++: برخی از PLCها اجازه استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی معمولی مانند C/C++ را می‌دهند تا برنامه‌های پیچیده‌تری برای آنها بنویسید. این معمولاً برای PLCهایی با قابلیت‌های پیشرفته و پردازنده‌های قوی امکان‌پذیر است.
- Python: برخی از PLCهای جدید امکان اجرای کدهای نوشته شده به زبان Python را دارند.
به هر حال، برنامه‌نویسی PLC با استفاده از زبان‌های معمولی برنامه‌نویسی (مثل C/C++ یا Python) ممکن است به دلیل تفاوت‌های سخت‌افزاری و محیط‌های محدودی که PLC در آنها اجرا می‌شوند، پیچیده باشد. به علاوه، برای تولید برنامه‌های PLC که به درستی با تجهیزات صنعتی کار کنند، نیاز به دانش تخصصی در زمینه برنامه‌نویسی PLC و کنترل صنعتی دارید.
نحوه کنترل برنامه PLC توسط اپراتور در HMI
Hmi یک نمایشگر صنعتی است که بر روی درب تابلو ما نصب میشود و میتوان آن تابلو را به صورت گرافیکی کنترل کرد. که نمونه آن را در عکس پایین می توانید مشاهده کنید:
معرفی نرم افزار WPLSoft برای برنامه نویسی PLC دلتا
دستگاه‌های PLC برند DELTA از یک نرم‌افزار برنامه‌نویسی به نام “WPLSoft” برای برنامه‌نویسی و پیکربندی استفاده می‌کنند. این نرم‌افزار به عنوان محیط توسعه یا Integrated Development Environment (IDE) برای PLCهای DELTA عمل می‌کند. با استفاده از این نرم‌افزار، میتوانید برنامه‌ها و تنظیمات مورد نیاز برای دستگاه‌های PLC DELTA را ایجاد، ویرایش و اجرا کنید.
WPLSoft معمولاً برای سیستم‌عامل ویندوز موجود است و میتوانید آن را در ویندوز نصب کرده و از طریق آن برنامه‌های PLC خود را بنویسید و تنظیم کنید. از طرف دیگر، برای مک‌اوس (macOS) نسخه‌های رسمی از WPLSoft معمولاً وجود ندارد. در این صورت، میتوانید از ابزارهای مجازی‌سازی یا محیط‌های مشابه در مک‌اوس استفاده کنید تا WPLSoft را در ویندوز اجرا کنید.
همچنین، ممکن است برخی از دستگاه‌های PLC DELTA از زبان‌های برنامه‌نویسی گرافیکی مانند Ladder Logic (LD) و Function Block Diagram (FBD) پشتیبانی کنند تا به توسعه‌دهندگان اجازه دهند برنامه‌های خود را با استفاده از این زبان‌ها برنامه‌نویسی کنند.
نحوه کنترل قطعات صنعتی با PLC
PLC به معنای “کنترلر منطقی برنامه‌پذیر” (Programmable Logic Controller) یک دستگاه الکترونیکی است که برای کنترل دستگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود. PLC از طریق دریافت اطلاعات از سنسورها و ورودی‌های مختلف، پردازش این اطلاعات با توجه به برنامه‌های کاربری تعریف شده، و ایجاد دستورات کنترلی برای خروجی‌ها و اکتورها (مانند موتورها و ولوها) عمل می‌کند.
فرآیند کنترل توسط PLC به صورت زیر انجام میشود:
- ورودی‌ها (سنسورها و سیگنال‌ها): PLC اطلاعات ورودی را از سنسورها و دستگاه‌های مختلف دریافت می‌کند. این اطلاعات ممکن است وضعیت فیزیکی یا الکتریکی مانند دما، فشار، سرعت، وضعیت سوئیچ‌ها و غیره باشد.
- پردازش و منطق برنامه‌ریزی: PLC برنامه‌های کاربری تعریف شده را اجرا می‌کند. این برنامه‌ها شامل دستورات منطقی می‌شوند که بر اساس وضعیت ورودی‌ها تعیین می‌کند که چه عملیاتی باید انجام شود. این برنامه‌ها معمولاً با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی مخصوصی مانند Ladder Logic (LD) یا Structured Text (ST) نوشته می‌شوند.
- تصمیم‌گیری: با توجه به دستورات برنامه‌ریزی شده، PLC تصمیم می‌گیرد که خروجی‌ها چگونه کنترل شوند. این تصمیم‌گیری شامل فعال یا غیرفعال کردن خروجی‌ها، تغییر وضعیت آنها و انجام عملیات‌های کنترلی دیگر میشود.
- خروجی‌ها (اکتورها): خروجی‌ها معمولاً به عنوان دستگاه‌های کنترلی مورد استفاده در صنعت مانند موتورها، ولوها، ولومترها، چراغ‌ها و سایر دستگاه‌های اتوماسیون صنعتی عمل می‌کنند. PLC دستورات کنترلی به این دستگاه‌ها ارسال می‌کند تا فرآیند کنترلی را انجام دهند.
- تکرار و مانیتورینگ: این فرآیند به صورت مداوم تکرار میشود. PLC به طور مداوم ورودی‌ها را مانیتور می‌کند، تصمیم‌گیری می‌کند و خروجی‌ها را به معتبرترین حالت تنظیم می‌کند. همچنین، امکانات مانیتورینگ به کمک مهندسان و تکنسین‌ها این امکان را می‌دهد تا وضعیت فعلی سیستم را نظارت کنند و در صورت نیاز تغییراتی اعمال کنند.
با استفاده از PLC، میتوان فرآیندهای صنعتی را به طور دقیق و اتوماتیک کنترل کرد و بهبود کارایی، دقت، و امنیت عملیات صنعتی دستیابیم. PLCها در صنایع مختلف از جمله تولید، تولید انرژی، اتوماسیون ساختمانی، خودروسازی، پتروشیمی، و بسیاری دیگر از صنایع استفاده می‌شوند.
تاریخچه استفاده از PLC مربوط به چه سال و کشوری است؟
استفاده از PLC در دنیای صنعتی به تاریخچه مهمی در دهه ۱۹۶۰ برمی‌گردد. اولین PLC توسط Richard E. Morley در آمریکا توسعه داده شد و در سال ۱۹۶۸ به نام “Modicon 084” معرفی شد. این PLC ابتدا به عنوان یک دستگاه برای اتوماسیون تصفیه آب ساخته شده بود.
مهمترین تاریخچه استفاده از PLC عبارت است از:
- ۱۹۶۸: توسعه اولین PLC توسط Richard E. Morley در آمریکا.
- ۱۹۷۰: معرفی PLC به عنوان یک دستگاه کنترل صنعتی توسط شرکت Modicon.
- ۱۹۷۳: استفاده از PLC در خطوط تولید اتومبیل توسط شرکت General Motors.
- ۱۹۸۰: گسترش استفاده از PLC در صنعت‌های مختلف و جایگزینی کامل برای رله‌های الکتریکی در کنترل صنعتی.
- ۱۹۸۰ تا حال: توسعه و پیشرفت مداوم تکنولوژی PLC با افزودن ویژگی‌ها و قابلیت‌های جدید و پشتیبانی از زبان‌های برنامه‌نویسی متنوع.
استفاده از PLC در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ نقل قول میشود که انقلابی در صنعت صورت گرفته است، زیرا باعث شد تا کنترل و اتوماسیون فرآیندهای صنعتی به صورت قابل برنامه‌ریزی و انعطاف‌پذیرتری انجام شود. PLC امکان کاهش هزینه‌ها، افزایش دقت، و ایجاد امکانات کنترلی پیچیده‌تر را فراهم کرده و به بهبود بهره‌وری در صنعت‌های مختلف کمک کرده است.
