Programmable Logic Controller

کنترل‌گر منطقی قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller)

کنترل‌گر منطقی قابل برنامه‌ریزی (به انگلیسی: Programmable Logic Controller یا PLC) یک کامپیوتر تخصصی است که برای کنترل فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه‌ها به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی، از جمله خطوط تولید، ماشین‌آلات، سیستم‌های روباتیک و سیستم‌های کنترلی ساختمان به کار می‌روند. PLCها جایگزینی برای مدارهای رله‌ای سخت‌سیم شده قدیمی شدند و انعطاف‌پذیری، قابلیت اطمینان و کارایی بسیار بیشتری را ارائه می‌دهند.

تاریخچه PLC

پیش از ظهور PLCها، کنترل فرآیندهای صنعتی بر عهده مدارهای رله‌ای پیچیده و حجیم بود. این مدارها برای تغییر یا گسترش نیاز به سیم‌کشی مجدد و توقف فرآیند داشتند. در دهه ۱۹۶۰، شرکت‌های خودروسازی به دنبال راهی برای کاهش هزینه‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری در خطوط تولید خود بودند. این نیاز منجر به توسعه اولین PLCها شد که توسط شرکت‌های Modicon (که اکنون بخشی از Schneider Electric است) و Allen-Bradley (که اکنون بخشی از Rockwell Automation است) معرفی شدند. PLCهای اولیه از منطق رله‌ای تقلید می‌کردند، اما با استفاده از مدارهای الکترونیکی و قابلیت برنامه‌ریزی، امکان تغییر آسان و سریع فرآیندها را فراهم می‌کردند.

اجزای اصلی PLC

یک PLC از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:

• واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز PLC است و وظیفه اجرای برنامه کنترلی را بر عهده دارد. CPU شامل یک پردازنده، حافظه و مدارهای ورودی/خروجی است.
• ماژول‌های ورودی (Input Modules): سیگنال‌های ورودی را از دستگاه‌های مختلف مانند سنسورها، کلیدها و دکمه‌ها دریافت می‌کنند و آن‌ها را به سیگنال‌های دیجیتالی قابل فهم برای CPU تبدیل می‌کنند. انواع مختلفی از ماژول‌های ورودی وجود دارد، از جمله ماژول‌های دیجیتال (برای سیگنال‌های روشن/خاموش) و ماژول‌های آنالوگ (برای سیگنال‌های پیوسته).
• ماژول‌های خروجی (Output Modules): سیگنال‌های خروجی را از CPU دریافت می‌کنند و آن‌ها را به سیگنال‌های فیزیکی قابل استفاده برای کنترل دستگاه‌های مختلف مانند موتورها، شیرها و لامپ‌ها تبدیل می‌کنند. مانند ماژول‌های ورودی، ماژول‌های خروجی نیز انواع مختلفی دارند، از جمله ماژول‌های دیجیتال و ماژول‌های آنالوگ.
• منبع تغذیه (Power Supply): انرژی الکتریکی مورد نیاز برای عملکرد PLC را فراهم می‌کند.
• حافظه (Memory): برای ذخیره برنامه کنترلی، داده‌ها و تنظیمات سیستم استفاده می‌شود. انواع مختلفی از حافظه در PLCها وجود دارد، از جمله حافظه ROM (فقط خواندنی)، حافظه RAM (قابل خواندن و نوشتن) و حافظه EEPROM (قابل پاک کردن و برنامه‌ریزی مجدد).
• رابط‌های برنامه‌ریزی (Programming Interfaces): برای اتصال PLC به کامپیوتر و بارگذاری یا دانلود برنامه کنترلی استفاده می‌شوند.

نحوه عملکرد PLC

PLCها با استفاده از یک چرخه اسکن (Scan Cycle) عمل می‌کنند. این چرخه شامل مراحل زیر است:

1. خواندن ورودی‌ها (Read Inputs): PLC وضعیت تمام ورودی‌ها را بررسی می‌کند و مقادیر آن‌ها را در حافظه ذخیره می‌کند. 2. اجرای برنامه (Execute Program): PLC برنامه کنترلی را بر اساس مقادیر ورودی‌ها اجرا می‌کند. 3. نوشتن خروجی‌ها (Write Outputs): PLC بر اساس نتایج اجرای برنامه، وضعیت خروجی‌ها را تنظیم می‌کند. 4. تشخیص خطا (Diagnostic and Communication): PLC وضعیت سیستم را بررسی می‌کند و در صورت وجود خطا، پیام‌های خطا را ارسال می‌کند. همچنین، PLC می‌تواند با دستگاه‌های دیگر از طریق شبکه‌های صنعتی ارتباط برقرار کند.

این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود و PLC را قادر می‌سازد تا به طور مداوم فرآیند را کنترل کند.

زبان‌های برنامه‌ریزی PLC

PLCها از زبان‌های برنامه‌ریزی مختلفی پشتیبانی می‌کنند. رایج‌ترین زبان‌های برنامه‌ریزی PLC عبارتند از:

• Ladder Diagram (LD): یک زبان گرافیکی است که از نمادهای مدار رله‌ای برای نمایش منطق کنترلی استفاده می‌کند. این زبان برای تکنسین‌هایی که با مدارهای رله‌ای آشنا هستند، بسیار آسان است.
• Function Block Diagram (FBD): یک زبان گرافیکی است که از بلوک‌های تابعی برای نمایش منطق کنترلی استفاده می‌کند. این زبان برای برنامه‌ریزی سیستم‌های پیچیده مناسب است.
• Structured Text (ST): یک زبان متنی است که شبیه به زبان‌های برنامه‌ریزی سطح بالا مانند Pascal است. این زبان برای برنامه‌ریزی الگوریتم‌های پیچیده و محاسبات ریاضی مناسب است.
• Instruction List (IL): یک زبان متنی است که از دستورالعمل‌های اسمبلی مانند برای نمایش منطق کنترلی استفاده می‌کند. این زبان برای برنامه‌ریزی سیستم‌های کوچک و ساده مناسب است.
• Sequential Function Chart (SFC): یک زبان گرافیکی است که برای برنامه‌ریزی فرآیندهای ترتیبی استفاده می‌شود. این زبان برای برنامه‌ریزی سیستم‌هایی که شامل مراحل مختلف هستند، مناسب است.

کاربردهای PLC

PLCها در طیف گسترده‌ای از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:

• صنعت خودروسازی: کنترل خطوط تولید، روبات‌های صنعتی، و سیستم‌های نقاشی.
• صنعت نفت و گاز: کنترل فرآیندهای پالایش، انتقال و توزیع نفت و گاز.
• صنعت پتروشیمی: کنترل فرآیندهای تولید مواد شیمیایی.
• صنعت برق: کنترل شبکه‌های برق، نیروگاه‌ها و سیستم‌های توزیع برق.
• صنعت مواد غذایی و نوشیدنی: کنترل فرآیندهای تولید، بسته‌بندی و توزیع مواد غذایی و نوشیدنی.
• سیستم‌های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع): کنترل سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع در ساختمان‌ها.
• سیستم‌های مدیریت ساختمان (BMS): کنترل سیستم‌های روشنایی، امنیت و سایر سیستم‌های ساختمان.
• سیستم‌های آبیاری: کنترل سیستم‌های آبیاری کشاورزی و شهری.
• سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب: کنترل فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب.

مزایای استفاده از PLC

استفاده از PLCها نسبت به مدارهای رله‌ای سخت‌سیم شده مزایای متعددی دارد، از جمله:

• انعطاف‌پذیری: PLCها به راحتی قابل برنامه‌ریزی و تغییر هستند، بنابراین می‌توان آن‌ها را برای کنترل فرآیندهای مختلف استفاده کرد.
• قابلیت اطمینان: PLCها بسیار قابل اعتماد هستند و می‌توانند در شرایط سخت صنعتی کار کنند.
• اندازه کوچک: PLCها نسبت به مدارهای رله‌ای سخت‌سیم شده بسیار کوچکتر هستند و فضای کمتری را اشغال می‌کنند.
• هزینه: در حالی که هزینه اولیه یک PLC ممکن است بیشتر از یک مدار رله‌ای باشد، اما هزینه‌های نگهداری و تعمیر آن کمتر است.
• تشخیص خطا: PLCها قابلیت تشخیص خطا دارند و می‌توانند به سرعت مشکلات را شناسایی و رفع کنند.
• قابلیت شبکه‌سازی: PLCها می‌توانند با دستگاه‌های دیگر از طریق شبکه‌های صنعتی ارتباط برقرار کنند.

انتخاب PLC مناسب

انتخاب PLC مناسب برای یک کاربرد خاص نیازمند در نظر گرفتن عوامل مختلفی است، از جمله:

• تعداد ورودی‌ها و خروجی‌ها: تعداد ورودی‌ها و خروجی‌های مورد نیاز برای کنترل فرآیند.
• نوع ورودی‌ها و خروجی‌ها: نوع سیگنال‌های ورودی و خروجی (دیجیتال یا آنالوگ).
• حافظه: مقدار حافظه مورد نیاز برای ذخیره برنامه کنترلی و داده‌ها.
• سرعت پردازش: سرعت پردازش مورد نیاز برای اجرای برنامه کنترلی.
• قابلیت شبکه‌سازی: نیاز به ارتباط با دستگاه‌های دیگر از طریق شبکه‌های صنعتی.
• هزینه: بودجه موجود برای خرید PLC.

آینده PLC

آینده PLCها به سمت ادغام با فناوری‌های جدید مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) پیش می‌رود. PLCهای نسل جدید قادر خواهند بود تا داده‌ها را از دستگاه‌های مختلف جمع‌آوری کنند، آن‌ها را تجزیه و تحلیل کنند و تصمیمات هوشمندانه‌تری بگیرند. این امر منجر به بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی در فرآیندهای صنعتی خواهد شد.

منابع بیشتر

• [[کنترل‌گرهای منطقی قابل برنامه‌ریزی (ویکی‌پدیا)](https://fa.wikipedia.org/wiki/%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84%E2%80%8C%DA%AF%D8%B1%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C_%D9%85%D9%86%D8%B7%D9%82%DB%8C_%D9%82%D8%A7%D8%A8%D9%84_%D8%A8%D8%B1%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%87%E2%80%8C%D8%B1%D9%8A%D8%B2%DB%8C)]
• [[Rockwell Automation](https://www.rockwellautomation.com/)]
• [[Schneider Electric](https://www.se.com/)]
• [[Siemens](https://www.siemens.com/)]

استراتژی‌های مرتبط، تحلیل تکنیکال و تحلیل حجم معاملات

• [[الگوی شمعی پوشا (Candlestick Pattern)](https://www.investopedia.com/terms/c/candlestick.asp)
• [[میانگین متحرک (Moving Average)](https://www.investopedia.com/terms/m/movingaverage.asp)
• [[اندیکاتور RSI (Relative Strength Index)](https://www.investopedia.com/terms/r/rsi.asp)
• [[اندیکاتور MACD (Moving Average Convergence Divergence)](https://www.investopedia.com/terms/m/macd.asp)
• [[حجم معاملات (Trading Volume)](https://www.investopedia.com/terms/t/tradingvolume.asp)
• [[تحلیل فیبوناچی (Fibonacci Analysis)](https://www.investopedia.com/terms/f/fibonaccianumbers.asp)
• [[تحلیل موج الیوت (Elliott Wave Theory)](https://www.investopedia.com/terms/e/elliottwavetheory.asp)
• [[اصول مدیریت ریسک (Risk Management)](https://www.investopedia.com/terms/r/riskmanagement.asp)
• [[استراتژی اسکالپینگ (Scalping Strategy)](https://www.investopedia.com/terms/s/scalping.asp)
• [[استراتژی معاملات روزانه (Day Trading Strategy)](https://www.investopedia.com/terms/d/daytrading.asp)
• [[استراتژی معاملات نوسانی (Swing Trading Strategy)](https://www.investopedia.com/terms/s/swingtrading.asp)
• [[تحلیل بنیادی (Fundamental Analysis)](https://www.investopedia.com/terms/f/fundamentalanalysis.asp)
• [[نسبت‌های مالی (Financial Ratios)](https://www.investopedia.com/terms/f/financialratios.asp)
• [[تحلیل تکنیکال (Technical Analysis)](https://www.investopedia.com/terms/t/technicalanalysis.asp)
• [[تحلیل حجم قیمت (Price Volume Analysis)](https://www.investopedia.com/terms/p/price-volume-analysis.asp)

شروع معاملات الآن

ثبت‌نام در IQ Option (حداقل واریز $10) باز کردن حساب در Pocket Option (حداقل واریز $5)

به جامعه ما بپیوندید

در کانال تلگرام ما عضو شوید @strategybin و دسترسی پیدا کنید به: ✓ سیگنال‌های معاملاتی روزانه ✓ تحلیل‌های استراتژیک انحصاری ✓ هشدارهای مربوط به روند بازار ✓ مواد آموزشی برای مبتدیان