تعریف PLC:
PLC یک تجهیز است که قابلیت برنامه نویسی داخلی دارد و به اصطلاح، منطق پذیر است و ما با دادن یک برنامه نرم افزاری، فرمان های مد نظر مان را در PLC برنامه ریزی می کنیم. این فرمان می تواند از طریق انواع سنسورهای صنعتی به پردازنده داده شود و در زمان و مکان مناسب، فرمان های از قبل برنامه ریزی شده را دریافت کنیم. PLCها مصارف و موارد کاربرد بسیاری در صنعت دارند. تقریبا در هر صنعتی با توجه به رشد اتوماسیون و بالا رفتن میزان دقت صنایع، حتما از انواع و شکلهای مختلف این تجهیز برای کنترل پارامترها و تجهیزات دیگر استفاده میشود. با توجه به حساسیت، پیچیدگی عملکرد این تجهیزات و هزینه بالای مربوط به آنها، نیاز به یک برنامه سرویس و نگهداری مناسب میباشد تا از خرابی آنها پیشگیری شود.
اصولاً کلیه شرکت های معتبر سازنده، چهار مدل PLC می سازند که عبارتند از:
کوچک ترین نوع پی ال سی که به پی ال سی های مینی معروف هستند و کار همان پی ال سی های بزرگ را انجام می دهند با محدودیت های وروردی و خروجی کمتر. این نوع پی ال سی ها ورودی و خروجی های کمی دارد( نهایتاً۴۰ ورودی خروجی) و در پروژه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.
این نوع پی ال سی ها همانطور که از نامش هم پیدا است به صورت کامپکت است یعنی هر سه بخش تغذیه، سی پی یو یا پردازنده و بخش ورودی خروجی ها داخل یک باکس قرار دارد. این نوع پی ال سی ها ورودی و خروجی های بیشتری نسبت به مینی پی ال سی ها دارد (تا ۳۰۰ ورودی خروجی) و در پروژه های متوسط استفاده می شود.
این نوع پی ال سی ها نیز همانطور که از نامشان هم مشخص است به صورت ماژول ماژول می باشد، به این صورت که سه بخش اصلی آن از هم جدا می شود و می توانیم ماژول های تغذیه، سی پی یو و ورودی خروجی ها را در کنار هم بچینیم تا تشکیل یک پی ال سی بدهد. پی ال سی های ماژولار مزیتی که نسبت به دو مدل بالا دارند این است میتوانیم چندین ماژول ورودی خروجی را به آن اضافه کنیم و دست ما در پروژه باز است، این که چه مقدار ورودی خروجی را می توانیم به این نوع پی ال سی ها اضافه کنیم به قدرت پردازنده ما بستگی دارد ولی نهایتاً تا ۲۰۰۰ ورودی خروجی را می توانیم از این پی ال سی ها داشته باشیم.
این نوع پی ال سی ها مانند پی ال سی های ماژولار است، با این تفاوت که به صورت عمودی نصب می شود و پشت آن یک ماژول مرکزی وجود دارد که رابط تمام ماژول ها و ورودی خروجی ها به هم است ولی در پی ال سی های ماژولار تمام تجهیزات به هم وصل می شود. این پی ال سی ها هم برای پروژهای بزرگ که ورودی خروجی زیادی لازم دارد مورد استفاده قرار می گیرد و میتوانیم تا ۵۰۰۰ ورودی خروجی با این پی ال سی ها داشته باشیم.
در انواع مختلف پی ال سی از ماژول یا کارت هایی برای توسعه پی ال سی بهره برده می شود که در ادامه به توضیح آن ها خواهیم پرداخت:
کارت PLC :
ماژول های توسعه پی السی و یا کارت های پی ال سی در واقع سخت افزار هایی هستند که بر روی پی ال سی قرار می گیرند. در بسیار از مواقع تمام نیاز های یک سیستم از طریق PLC مرتفع نمی شود و آنجاست که ماژول PLC به کمک مهندسین می آید. کاربرد آنها به طور کلی با هدف اضافه کردن قابلیت و توسعه دادن توانایی PLC است. معمولا یک پی ال سی از ماژول های سخت افزاری زیر تشکیل شده است:
هر کدام از ماژول های فوق، خود به چند نوع دیگر تقسیم می گردند. در ادامه هرکدام از انواع این ماژول ها و زیر مجموعه های آنها را بررسی می کنیم.
ماژول ورودی (Input Module)
این واحد محل ورود اطلاعات فرآیند تحت کنترل به پی ال سی است. تعداد ورودی ها در پی ال سی های مختلف متفاوت است. حداکثر تعداد ورودی های که یک پی ال سی می تواند داشته باشد به مدل سی پی یو آن بستگی دارد. به طور کلی ورودی هایی که در سیستم های پی ال سی مورد استفاده قرار می گیرند به دو دسته تقسیم میشوند:
ورودی های دیجیتال (Digital Input):
معمولا ماژول PLC های ورودی دیجیتال به دو صورت ۲۴ولت دی سی و یا ۲۲۰ولت ای سی می باشند و دارای ۸-۱۶-۳۲ ترمینال ورودی می باشند. بر روی ماژول های ورودی دیجیتال به ازای هر ورودی یک ال ای دی در نظر گرفته شده است که در صورت فعال شدن ورودی ال ای دی مربوطه روشن خواهد شد.
ورودی های آنالوگ (Analog Input):
ماژول PLC از نوع ورودی آنالوگ توسط یک مبدل سیگنالهای دریافتی را به مقادیر دیجیتال تبدیل می نماید. سپس مقادیر دیجیتال حاصل توسط سی پی یو پردازش می شوند. برخی از محدوده های استاندارد سیگنال های آنالوگ ورودی عبارتند از:۰-۱۰ ولت دی سی و۱-۵ ولت دی سی و ۰-۲۰ میلی آمپر و ۴-۲۰ میلی آمپر که البته محدوده اندازه گیری آن باید هم از طریق نرم افزاری و هم از طریق سخت افزاری تنظیم گردد.
ماژول خروجی (Output Module):
این واحد محل صدور فرمانهای پی ال سی به فرآیند تحت کنترل است . تعداد خروجی ها در پی ال سی های مختلف متفاوت است. خروجی های پی ال سی به دو صورت هستند:
خروجی های دیجیتال (Digital Output):
ماژول های خروجی دیجیتال معمولا به دو صورت ترانزیستوری و رله ای می باشند. حداکثر جریانی که می توان از یک خروجی دریافت کرد به مدل کارت خروجی بستگی دارد. بر روی ماژول های خروجی دیجیتال به ازای هر خروجی یک ال ای دی در نظر گرفته شده است که به محض فعال شدن خروجی ال ای دی مربوطه روشن می شود. معمولا این کارت ها به صورت ۴-۸-۱۶ خروجی مورد استفاده قرار می گیرند.
ماژول PLC های خروجی آنالوگ مقادیر دیجیتال پردازش شده توسط سی پی یو را به وسیله یک مبدل به سیگنالهای آنالوگ مورد نیاز برای کنترل فرآیند مورد نظر تبدیل می نماید . این خروجی ها به وسیله واحدی به نام ایزولاتور از سایر قسمت های داخلی پی ال سی مجزا می شوند. بدین ترتیب مدارهای حساس داخلی از خطرات ناشی از اتصالات ناخواسته خارجی محافظت می شوند. برخی از محدوده های استادارد سیگنال های آنالوگ خروجی ۰-۱۰ ولت دی سی و ۰-۲۰ میلی آمپر می باشند.
ماژول ارتباطی (Communication Module):
کارتهای ارتباطی قابلیت سخت افزاری لازم را جهت اتصال پی ال سی به شبکه های صنعتی و اجزای موجود در شبکه های زیر را فراهم می کنند:
هر کارت ارتباطی مخصوص یک شبکه خاص طراحی شده است. به عنوان مثال برای ایجاد یک شبکه پرفیباس باید کارت ارتباطی مخصوص آن شبکه مورد استفاده قرار گیرد.
با استفاده از کارتهای ارتباطی می توان یک سیستم کنترل توزیع شده (دی سی اس )ایجاد کرد. در سیستم های کنترل توزیع شده عمل کنترل بین چند کنترل کننده توزیع و موجب سرعت عمل و صرفه جویی در وقت می شود.