در طی سال‌ها با پیشرفت تکنولوژی فناوری‌های بسیار زیادی به وجود آمدند. این فناوری‌ها موجب شد تا بسیاری از فرآیندهای صنعتی و انسانی، به صورت خودکار انجام بگیرند. یکی از این فناور‌ها که بعد از اختراعش، روز به روز بر ارزش و نیاز به آن افزوده شد، سیستم کنترل گر منطقی برنامه پذیر یا همان سیستم کنترل PLC می‌باشد. این سیستم کنترل قابل اعتماد برای شرایط خاصی در صنعت طراحی و تولید شده است. در ادامه به آشنایی با ماژول پی ال سی خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

PLC چیست؟

در حقیقت PLC چیزی جز یک رایانه صنعتی شده نیست. مهندسان و طراحان، با انجام دادن تمهیداتی، یک رایانه مخصوص برای کاربردهای صنعتی مانند مدیریت خط تولید، کنترل ربات‌ها، مانیتورینگ فرایندها و … طراحی کرده‌اند. که به آن کنترل‌گر منطقی قابل برنامه‌ریزی می‌گویند. پی ال سی به زبان ساده را می‌توان این گونه بیان کرد، هر گاه در صنعت نیاز به دقت، سرعت و قابلیت اطمینان باشد، از ماژول پی ال سی استفاده می‌کنیم. دستگاه plc با دریافت داده‌ها از ورودی و فرمان دادن به خروجی، فرایند را بطور اتوماتیک کنترل می‌کند و یا در صورت بروز مشکل، با آلارم دادن اپراتور را آگاه می‌سازد.

کاربرد PLC در صنعت برق

برای پاسخ به کاربرد plc در صنعت برق، بهتر است با معنی کردن Programmable Logic Controller یا همان کنترلر منطقی برنامه پذیر که بطور مخفف PLC گفته می‌شود، موضوع را مورد بررسی قرار دهیم. در ابتدا به معنای کلمه کنتلر منطقی برنامه پذیر خواهیم پرداخت.

کنترلر

کنترلر اطلاعات را از سنسورها دریافت می‌کند، داده‌ها را پردازش می‌کند و به خروجی فرمان می‌دهد. در واقع با ارتباط‌ داشتن به همه بخش‌ها، آن‌ها را کنترل می‌کند.

منطقی

اگر زبان PLC را بفهمیم، او هم به راحتی منظورمان را خواهد فهمید. به زبان ساده مانند یک انسان منطقی، به راحتی دستور پذیر است و ما را دچار پیچیدگی نمی‌کند.

قابل برنامه‌ریزی

برگ برنده دستگاه plc در برنامه پذیر بودن آن است. برنامه ریزی، همان نقشه راه است یعنی یک بار وظایف سیستم کنترل PLC را مشخص می‌کنیم سپس پی ال سی به طور اتوماتیک کارها را انجام می‌دهد. با این تعاریف می‌توان نتیجه‌گیری کرد که پی ال سی در تمامی فرایندها و عملیات‌های صنعتی قابل بهره برداری است. در صنعت برق نیز در شبکه‌ی نیروگاه‌ها، در سیستم‌های تولید، توزیع، انتقال برق و پست‌های برق نقش پر رنگی دارد.

اجزا مهم سیستم کنترلی PLC

اجزا مهم سیستم کنترل plc به طور کلی از سه بخش اصلی بخش تشکیل شده است.

1. منبع تغذیه: منبع تغذیه، انرژی مورد نیاز بخش‌های ماژول پی ال سی را فراهم می‌کند. در حقیقت باعث زنده نگه داشتن آن می‌شود.
2. ماژول ورودی و خروجی: از طریق ورودی و خروجی‌ها، PLC به دیگر قسمت‌ها متصل می‌شود. توسط ورودی، داده‌ها را از سنسورها، شستی‌ها و … دریافت می‌کند و توسط خروجی، به شیر برقی‌ها، درایو‌ها و … دستور می‌دهد.
3. پردازنده: این بخش داده‌های دریافتی از ورودی‌ها را پردازش کرده و مطابق با برنامه‌ی داخل حافظه، به خروجی‌ها فرمان مناسب می‌دهد.

انواع ماژول ورودی و خروجی plc

ماژول ورودی و خروجی plc به دو دسته کلی آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شود:

ورودی دیجیتال: بود یا نبود یک پارامتر محیطی را دریافت می‌کند مثل وصل یا قطع بودن کلید.

ورودی آنالوگ: میزان و شدت را از یک سنسور دریافت می‌کند مثل سنسور دما فشار و … .

خروجی دیجیتال: فعال یا غیر فعال بودن عملگر را تعیین می‌کند مانند باز یا بسته بودن شیربرقی.

خروجی آنالوگ: کم یا زیاد بودن را برای عملگر تعیین می‌کند مانند: فرمان دادن به درایو برای کم یا زیاد کردن دور موتور.

ساختار ماژول پی ال سی

تفاوت PLC با کامپیوتر pc

چند ویژگی اصلی وجود دارد که PLC را از کامپیوترها و میکرو کنترلرها متمایز می‌کند.

1. داشتن ورودی و خروجی صنعتی

بخش پردازنده، فقط داده‌های دریافتی را پردازش می‌کند، و این ماژول‌های ورودی و خروجی هستند که اطلاعات را به CPU ارائه می‌دهند. همانطور که گفته شد ورودی/خروجی‌ها می توانند آنالوگ یا دیجیتال باشند. دستگاه‌های ورودی ممکن است شامل حسگرها، اندازه گیرها (میترها) و سنسورها باشند. این در حالی است که خروجی‌ها شامل رله‌ها، چراغ‌ها، عملگر‌ها و درایوها هستند.

2. ارتباطات صنعتی

علاوه بر دستگاه‌های ورودی و خروجی، یک سیستم کنترل PLC ممکن است نیاز به اتصال به دیگر انواع سیستم‌ها را نیز داشته باشد. به عنوان مثال، ممکن است بخواهند داده‌های دریافت شده توسط PLC را به یک سیستم کنترل نظارتی مانند اسکادا ارسال کنند. PLC ها دارای طیف وسیعی از پورت‌ها و پروتکل‌های ارتباطی صنعتی مانند مدباس، پروفی‌باس، اترنت و … هستند، که می‌توانند با دیگر واحدها و سیستم‌های صنعتی ارتباط برقرار نماید.

ارتباط  PLC و HMI

HMI  واسط بین انسان و ماژول پی ال سی است. به کمک اچ ام آی می‌توان برخی پارامترها و ضرایب کنترلی پی ال سی را تغییر داد. مثلاً دمای سنسورها را مشاهده کنیم و دمای تنظیم شده یا سرعت دستگاه را تغییر بدهیم. HMI را می‌توان به پنجره‌ای به درون سیستم کنترل PLC تشبیه کرد به طوری که از طریق آن به صورت لحظه به لحظه نحوه عملکرد، داده‌های ورودی و فرمان‌های خروجی را مشاهده کنیم. به زبان بسیار ساده اگر بخواهیم تفاوت plc و hmi را بیان کنیم باید بگوییم، hmi داده‌های plc را به زبان قابل درک برای انسان تبدیل می‌نماید. توجه کنید که امروزه در برخی از دستگاه‌های plc، hmi نیز تعبیه شده است.

ماژول ورودی و خروجی دستگاه plc

نحوه ارتباط plc با ترانسمیتر و ترانسدیوسر

همانطور که در مقاله انواع ترانسمیتر به آن اشاره کردیم، ترانسمیتر واسط بین سنسورها و سیستم کنترل plc است. به دلیل گران قیمت بودن دستگاه plc، باید آن‌ها را در تابلو کنترل نصب کرد. تا از آن‌ها در مقابل گرما، رطوبت، گرد و غبار حفاظت نمود و آسیب نبینند تا همچنین دارای طول عمر بالاتری نیز باشند.

با نصب این دستگاه در تابلو برق، فاصله بین سنسورها و PLC بسیار زیاد می‌شود. برای اینکه اطلاعات دریافتی از سنسورها قابل اطمینان باشد. همچنین در مقابل نویزها در امان بماند از ترانسمیتر استفاده می‌کنیم. تا اطلاعات سنسورها را به سیگنال استاندارد آنالوگ جریانی یا ولتاژی تبدیل کند. سپس این سیگنال را به ورودی آنالوگ PLC متصل می‌کنیم. تا بخش پردازنده از شرایط محیطی آگاه گردد. استفاده از ترانسمیتر باکیفیت سبب می‌شود تا اطلاعات دریافتی توسط PLC با کمترین خطا و بیشترین دقت قابل استفاده باشد.

پرکاربردترین سیستم کنترل PLC در ایران

PLC SIEMENS

این برند اصیل آلمانی طیف گسترده‌ای از تجهیزات برق صنعتی از جمله ماژول پی ال سی را ارائه می‌کند. همین امر باعث شده تا در کارهای سنگین و فرایندهای حساس مانند پتروشیمی، نفت، فولاد و … از برند زیمنس استفاده شود. قیمت بالا و یادگیری نسبتاً پیچیده باعث شده تا استفاده از این PLC دشوار باشد.

مزایای برند PLC زیمنس

• مناسب برای کارهای حساس
• دارای نرم افزار پیشرفته
• دارای سخت افزار قوی
• دارای طول عمر زیاد
• دارای ضریب اطمینان بالا

معایب برند PLC زیمنس

• ماژول‌ها و قطعات کمیاب
• قیمت بسیار بالا
• نرم افزار سنگین و پیچیده
• عدم وجود نیروی ماهر و متخصص

PLC DELTA

اولین برندی که برای پی ال سی ممکن است بشنوید، دلتا است. قیمت پایین و یادگیری آسان باعث شده تا در کارهای سبک و متوسط از این سیستم کنترل PLC استفاده شود.

مزایای برند PLC دلتا

• قیمت پایین و مقرون به صرفه
• ماژول‌های توسعه فراوان
• یادگیری آسان
• قابل تهیه بودن در کشور
• پیچیدگی کم
• راحتی استفاده

معایب برند PLC دلتا

عمر و کیفیت پایین

محدودیت‌های سخت افزاری

عدم قابلیت اطمینان در فرایندهای سنگین

طراحی نامناسب برای صنعت

انواع سیستم کنترل plc

درآمد PLC در ایران

درآمد PLC در ایران از جمله سوالات پرتکرار افراد این است. عامل اصلی موفقیت در برنامه نویسی PLC، داشتن دانش به روز، داشتن تجربه در پروژه‌های صنعتی و پشتکار است. به همین دلیل پارامترهای بسیار زیادی در زمینه داشتن درآمد در این حرفه دخیل است. به طور کلی می‌توان گفت در شهر‌های بزرگ و صنعتی مانند تهران، اصفهان، اراک و مناطق پتروشیمی درآمد ماهیانه بین 10 تا 50 میلیون است. که این رقم می‌تواند کمتر و یا بیشتر شود ک بسیار بستگی به مواردی که در بالا گفتیم داریم. همچنین توجه داشته باشید که درآمد در تمامی ماه‌ها ثابت نیست و بسته به شرایط و بازار کار، این رقم کاهش یا افزایش می‌یابد.

وجود مشکلات اقتصادی در کشورمان، باعث شده تا مدیران اکثر کارخانه‌ها سعی در استفاده از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی داشته باشند. تا هم بهره‌وری پروسه را افزایش داده و هم هزینه‌های ناشی از تولید را کاهش دهند. این امر بدون استفاده از سیستم کنترل PLC امکان پذیر نیست. امروزه پروژه‌های صنعتی فراوانی وجود دارد که استفاده از ماژول پی ال سی در آن‌ها احساس می‌شود مانند صنایع شیشه، کاغذ، سیمان، بافندگی و… .

سخن آخر

اگر هدف‌تان ورود به رشته برق صنعتی است یکی از بهترین راه‌ها برای کسب کردن دانش فنی، در زمینه سیستم کنترل PLC می‌باشد. توصیه می‌کنیم از برنامه نویسی PLC هراسی نداشته باشید و با کسب این دانش به صورت تخصصی، تبدیل به فرد موفقی شوید. در صورت هر گونه سوال و یا مشاوره‌ای، کارشناسان ما در نیرو نیک پرداز کهربا همواره آماده پاسخگویی به سوالات شما عزیزان علاقه‌مند به حوزه برق هستند.