در تجهیزات مورد نیاز برای اتوماسیون صنعتی نام PLC آورده شد. بنابراین ، PLC چیست و چرا در دنیای اتوماسیون صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است؟
PLC مخفف Programmable Logic Controller است. آنها رایانه های صنعتی هستند که برای کنترل فرایندهای مختلف الکترو مکانیکی برای استفاده در تولید ، کارخانه ها یا سایر محیط های صنعتی استفاده می شوند.
PLC از نظر اندازه و فاکتور متفاوت است. برخی از آنها به اندازه کافی کوچک
هستند که در جیب شما جای می گیرند در حالی که برخی دیگر به اندازه ای بزرگ هستند که برای حمل شدن به تجهیزات نیاز دارند. PLC ها را می توان برنامه نویسی کرد تا با افزودن ماژول ها برای هدف خاصی در اتوماسیون صنعتی تطبیق داده شوند.
PLC به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد زیرا کارایی آنها سریع و آسان است، و همچنین برنامه ریزی آنها نیز آسان است. PLC ها را می توان به روش های مختلفی برنامه ریزی کرد ازمنطق نردبانی (ladder logic) گرفته تا زبان های برنامه نویسی مانند BASIC و C و...
امروزه بیشتر PLC ها از یکی از 5 زبان و روش برنامه نویسی زیر استفاده می کنند: نمودار نردبان(Ladder Diagram) ، متن ساختاری(Structured Text) ، نمودار بلوک عملکرد(Function Block Diagram) ، لیست دستورالعمل ها(Instruction List) یا نمودارهای عملکرد متوالیSFC (Sequential Function Charts).
سیستم های SCADA و HMI به کاربران اجازه می دهد تا اطلاعات مربوط به تولید را مشاهده کرده و رابطی برای واحد کنترل و کاربران هستند و PLC ها یکی از اجزا اساسی سخت افزار در این سیستم ها هستند.
PLC به عنوان رابط فیزیکی بین دستگاههای موجود در کارخانه یا قسمت تولید و یک سیستم SCADA یا HMI عمل می کند. PLC بین فرآیندهای اتوماتیک مانند خطوط مونتاژ ، عملکردهای دستگاه یا دستگاه های رباتیک ، ایجاد ارتباط، نظارت و کنترل می کند.
عملکرد PLC به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: ورودی ها ، خروجی ها و CPU . پی ال سی ها با نظارت بر ورودی هایی که ماشین ها و دستگاه ها که به آن متصل هستند ، داده ها و اطلاعات کارخانه را ضبط و ثبت می کنند. سپس داده های ورودی توسط CPU پردازش می شود ، که منطق را به داده ها براساس ودوری های داده شده اعمال میکند . سپس CPU منطق برنامه ایجاد شده توسط کاربر را اجرا کرده و داده ها یا دستورات را به ماشین ها و دستگاه هایی که به آنها متصل است ، می فرستد.
دو نوع ورودی اصلی وجود دارد: ورودی داده از دستگاه ها و ماشین آلات و ورودی داده ای که توسط انسان تسهیل می شود و داده های ورودی از حسگرها و سنسور ها و ماشین ها به PLC ارسال می شود. ورودی ها می توانند شامل موارد روشن / خاموش برای مواردی مانند سوئیچ های مکانیکی ، دکمه ها و رمزگذارها باشند. حالتهای افزایش / کاهش برای مواردی مانند دما ، سنسورهای فشار و آشکارسازهای سطح مایع ، یا حالتهای باز / بسته برای مواردی مانند پمپها و ....
ورودی های تسهیل شده توسط انسان شامل فشار دادن دکمه ها ، سوئیچ ها ، سنسورهای دستگاه هایی مانند صفحه کلید ، صفحه لمسی ، ریموت یا کارت خوان است. خروجی ها اعمال فیزیکی یا نتایج بصری هستند که براساس یک منطق PLC در پاسخ به آن ورودی ها ساخته می شوند. خروجی های فیزیکی شامل راه اندازی موتورها ، روشن کردن چراغ ، تخلیه سوپاپ ، گرم کردن یا پمپاژ است. خروجی های بصری به دستگاه هایی مانند چاپگرها ، پروژکتورها ، GPS یا نمایشگرها ارسال می شوند.
PLC ها به صورت چرخه کار می کنند. ابتدا PLC وضعیت تمام دستگاه های ورودی متصل به آن را تشخیص می دهد. سپس منطق ایجاد شده توسط کاربر را اعمال می کند و بعد آن را بر اساس حالت های ورودی اجرا می کند. سپس PLC دستوراتی را به هر دستگاه خروجی متصل به خود با روشن یا خاموش کردن آنها صادر می کند. پس از انجام تمام این مراحل ، PLC با برقراری ارتباط با تشخیص داخلی و پایانه های برنامه نویسی ، برای اطمینان از اینکه همه چیز در شرایط عادی کار است ، بررسی کنترلی انجام میدهد. PLC با هر بار اتمام فرآیند چرخه را از سر می گیرد.
به طور معمول ، PLC با استفاده از روش پاسخ به نظرسنجی ارتباط برقرار می کند. به طور معمول ، در کارخانه های محلی و محیط های تولیدی ، این نوع روش ارتباطی کاملاً مناسب است ، زیرا فواصل ارتباطی کوتاه و عمدتا سیم سخت است. با پاسخ به نظرسنجی ، PLC به طور مداوم با آنها ارتباط برقرار می کند تا هرگونه تغییر داده ها را بررسی کند.
با محبوبیت بیشتر اینترنت صنعتی اشیا (IIoT) ، نیاز به داده های مکان های از راه دور بیشتر می شود. این به PLC ها و دستگاه های محاسباتی بیشتری در لبه شبکه تبدیل می شود. ارتباط با دستگاه های لبه ای شامل مسافت های طولانی است که در آنها شبکه های تلفن همراه بیشتر استفاده می شود. به دلیل فرکانس بالای ارتباطات پاسخ به نظرسنجی ، شبکه تلفن همراه هزینه فوق العاده بالایی را متحمل می شود.
برای حل این مسئله ، راه حلهایی مانند MQTT برای ساده سازی ارتباطات از لبه شبکه ، از یک پروتکل انتشار-اشتراک استفاده می کنند. در حالی که PLC مدرن از پروتکل های ارتباطی مدرن استفاده می کند .
معماری IIoT به سازمان های صنعتی امکان می دهد تا راه حل های IIoT را در بالای سیستم های Brownfield ایجاد کنند. این باعث بهبود پهنای باند می شود و داده های PLC را به طور گسترده در سراسر سازمان در دسترس قرار می دهد.
این صنعت همچنان شاهد ورود محصولات جدید به بازار از دستگاههایی مانند کنترلرهای اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) است که عملکرد PLC ها را با عملکرد رایانه های سطح بالاتر تا سخت افزارهای جاسازی شده صنعتی ترکیب می کند.
حتی با وجود این محصولات جدید ، PLC ها به دلیل سادگی ، مقرون به صرفه بودن و مفید بودن همچنان محبوب هستند.
منبع: www.inductiveautomation.com
