کاربرد PLC در صنعت
امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد كه مدیران و مسئولان صنایع در این كشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.
قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا...) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیربرقی ، ... ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.
زمان پاسخگویی Scan Time
این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه كاربر دارد. از یك میكرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی كه I/O از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسكن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور كردن برنامه كنترلی اغلب به زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPU كنترلر مجبور است وضعیت كنتاكتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و... را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.
قطعات ورودی
هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی، اتوماتیك و حس‌گرهای خودكار می‌باشد. قطعات ورودی نظیر شستی‌های استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میكرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالكتریك، proximity ، level sensor ، ترموكوپل، PT100 و... PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم، تست كردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌كند.
سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، كه در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.
قطعات خروجی :
همانطوری كه می‌دانید یك سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و ... كامل نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملكرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه كنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد.
نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی :
در یك سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم كنترلی عمل می‌كند. هنگام اجرای یك برنامه كنترلی كه در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم را بررسی می‌كند. این كار را با گرفتن فیدبك از قطعات ورودی و سنسورها انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه كنترلی خود منتقل می‌كند و نسبت به آن در مورد نحوه عملكرد ماشین تصمیم‌گیری می‌كند و در نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌كند.
نرم افزار Step 7
Siemens SIMATIC STEP 7 Professional نرم افزار قدرتمند شرکت زیمنس برای برنامه نویسی PLC های تولید شده توسط این شرکت است که در این نرم افزار تمام ورودی و خروجی های PLC اعم از ورودی و خروجی های آنالوگ و دیجیتال٬ مدول شمارشگر٬ مدول وضعیت و غیره تعبیه شده که می‌بایست در صورت استفاده در نرم افزار پیکر بندی سخت افزاری شوند.
PLC یا Programmable Logic Controller یک کنترل کننده‌ی نرم افزاری است که در قسمت ورودی، اطلاعاتی رابه صورت Binary دریافت و آن‌ها را طبق برنامه‌ای که در حافظه‌اش ذخیره شده پردازش می‌کند و نتیجۀ عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت فرمان‌هایی به گیرنده‌ها و اجرا کننده‌های فرمان (Actuators) ارسال می‌کند. به عبارت دیگر PLC عبارت از یک کنترل کننده‌ی منطقی است که می‌توان منطق کنترل را توسط برنامه برای آن تعریف نمود و در صورت نیاز، به راحتی آن را تغییر داد. اولین PLC در سال 1968 در آمریكا ساخته شد و در سال 1973 وارد بازار آلمان شد و اكنون در جهان شركت‌های مختلفی چون شرکت زیمنس آلمان در زمینه ساخت و كاربرد PLC فعالیت دارند که اکثر PLC های موجود در ایران از محصولات شرکت زیمنس بوده و همچنین آموزش‌های سیستم‌های اتوماسیون صنعتی که در مراکز آموزشی فنی و حرفه‌ای صورت می‌پذیرد بر پایه‌ی همین سخت‌افزارهای شرکت زیمنس است.
شرکت زیمنس برای سیستم‌های اتوماسیون، سری PLC های S400-S300-S200 (معروف‌ترین و پرکاربردترین سری در ایران) را تولید کرده که برنامه ریزی و پیکربندی سخت افزاری این سری از PLC ها را می‌توان با استفاده از نرم افزار SIMATIC Manager انجام داد. زبان برنامه نویسی مورد استفاده در این نرم افزار STEP 7 است که در حالت گرافیک (استفاده از بلوک‌های آماده موجود در برنامه) بسیار ساده نیز هست.
پس از برنامه نویسی در این نرم افزار با استفاده از قسمت Simulation نرم افزار می‌توان برنامه نوشته شده را شبیه سازی کرده و در صورت وجود خطا آن را برطرف کرد. در نرم افزار SIMATIC Manager شما با تمامی سخت افزارهای موجود در یک PLC سر و کار دارید؛ از منبع تغذیه PLC گرفته تا مدل‌های مختلف CPU و سایر اجزا PLC ها.
توانایی تسلط بر این نرم افزار بسیار حائز اهمیت بوده و بهتر است تا هر مهندس الکترونیک بتواند به خوبی با این برنامه کار کند چرا که امتیازی بزرگ برای وی به حساب می‌آید.
