پيش بارگذار بروك

کنترلر های منطقی قابل برنامه ریزی

یک کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی یا به اختصار” کنترلر برنامه پذیر”  یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی است که برای کنترل پروسه های تولیدی مانند خطوط مونتاز یا دستگاه های روباتیک یا هر پروسه ی یا فعالیتی که فرایند کنترل با قابلیت اظمینان بالا و راحتی برنامه نویسی و پرو سه های تشخیص خطا بوجود آمده است.

برای نخستین بار در صنایع خودرو سازی و جهت جایگزینی رله ای سیمی یا تایمرها از این کتنرلر ها استفاده شد و تاکنون این کنترلر های اتوماسیونی با قابلیت بالا به عنوان گزینه ای مناسب جهت شرایط و محیط های سخت و به اصطلاح هارد کاربرد دارد.یک پی ال سی مثلی از یک سیستم بلادرنگ  میباشد چون خروجی های بایستی در جواب به شرایط ورودی ها در یک زمان محدود تولیدشود در غیر این صورت عملیات های ناخواسته ای پدید میاید.

پی ال سی ها میتوانند در رنج های متفاوتی تولید شوند. از دستگاههای کوچک ماژولی با دهها ورودی خروجی در داخل محفظه ای به همراه با  پردازشگرقرار دارند تا دستگاههای ماژولار که بر وی رکها سوار میشوند با هزاران ورودی و خروجی که معمولا با سیستم های دیگر همچون اسکادا به صورت شبکه متصل میشوند.

 پی ال سی ها میتوانند شامل ورودی خروجی های دیجیتال و آنالوگ همراه با محدوده ی وسیع قابلیت دما و ایمن از جهت نویز های الکتریکی مقاوم در برابر لرزش باشند.در این کنترلرها برنامه ای که جهت کنترل عملیات ماشین به کار میروند معمولا در حافظه های ماندگار ذخیره میشوند.

اختراع و پیشرفت ها:

در سال ۱۹۶۸ جنرال موتورز درخواست دسترسی به پروپوزال هایی در رابطه با  ایجاد شرایط و بستر الکترونیکی برای جایگزینی سیستم های رله ای سیمی شد.که بهترین نمونه از ظرف انجمن بدفورد ماساچوست انتخاب شده و نتیجه ان تولید اولین پی ال سی توسط این گروه بود که به نام ۰۴۸ شناخته میشود

پی ال سی های نخستین بامنطق نردبانی با لدر برنامه نویسی میشدند که بسیار شبیه با دیاگرام شماتیک منطق رله ای هستند.دلیل انجام این کار نیز به این صورت بود که احتیاجات تمرین و آموزش تکنسین ها از این طریق کاهش یافت.

پی ال سی های مدرن از طرق مختلفی برنامه نویسی میشوند.از منطق نردبانی گرفته تا زبانهای برنامه ریزی مانند زبان بیسیک و سی .روش دیگر حالت منطقی است که به عنوان یک زبان برنامه نویسی سطح بالا شناخته میشود.بیشتر پی ال سی های امروزی از استاندارد کنترلی سیستم های برنامه نویسی استاندارد آی ای سی ۶۱۱۳۱/۳ تبعیت میکنند که ۵ زبان برنامه نویسی را تشریح میکنند که شامل دیاگرام نردبانی-متن ساختار یافته-بلوک های توابع-لیست دستوری و چارت توابع متوالی میباشند.

برنامه نویسی:

برنامه های پی ال سی معمولا از طریق نرم افزار های خاص در کامپیوترهای شخصی نوشته شده سپس از طریق یک ارتباط مستقیم کابلی یا بصورت شبکه روی پی ال سی دانلود میشود.این برنامه ها یا در داخل رم موجود در پی ال سی یا حافظه فلش مموری ماندگار ذخیرع میشود.معمولایک دستگاه پی ال سی میتواند با ۱ برنامه ریزی جایگزین هزاران رله شود.

پی ال سی های نخستین تا اواسط دهه نود از پنل های اختصاصی یا ترمینال های مخصوص برنامه ویسی جهت برنامه نویسی استفاده میکردند که معمولا با داشتن کلیدهای تابعی اختصاصی جهت معرفی المان های منطقی مختلف پی ال سی موجود بودند.بعضی از این ترمینال های اختصاصی المان های برنامه نویسی موجود در پی ال سی را به صورت نماد های گرافیکی نمایش میدادند .

مثال کنترلی در حالت دیاگرامی:

این یک مثال سیستم های کنترلی است که برنامه نویسی آن به صورت نردبانی انجام شده است.

برای مثال در نظر بگیرید  که یک واحد صنعتی نیاز دارد آب را در داخل تانکر ذخیره کند.آب از داخل تانکر توسط سیستم دیگری کشیده میشود. و مثال کنترلی ما باید این قابلیت مدیریت سطح اب داخل تانکر را از طریق یک شیر کنترل کند، مواردی که نمایش داده شده است به عبارت اند از:

  • ۲ ورودی (برای سوییچ های سطح پایین و بالا)
  • ۱ خروجی برای شیر الکترکی که وظیفه پر کردن تانکر را دارد
  • یک کونتاکت داخلی که معرف سیگنال خروجی است تا شیر کنترل که در برنامه طراحی شده.
  • یک طرح منطقی کنترلی که توسط واسطهای این آیتم ها در نرم افزار ایجاد میشود.

 در دیاگرام لدر ، نماد های کنتاکت جهت معرفی وضعیت بیت ها در حافظه پردازنده میباشد. که وظیفه ارتباط سازی حالت های فیزیکی ورودی به سیستم را دارد.اگر یک ورودی مجزا  برق دار باشد بیت حافظه ۱ میباشدو یک کناکت که توسط آن بیت از حافظه یک سیگنال منظقی “صحیح” را به المان بعدی دیوار میفرستد.NO

 این پی ال سی دارای دو ورودی مجزا برای کلیدای شناور هستند.هر دوی این سوییچها زمانی کنتاکت های خود را باز میکنند که سطح اب موجوددر تانکر از محل فیزیکی قرار گیری سوییچ ها بالاتر باشذ. هنگامی که سطح اب پایین تر از هر دوی این سوییچ ها باشد کنتاکت های فیزیکی این سوییچ ها بسته میماند و یک مقدار صحیح  (منطق یک) به سمت خروجی شیری که مسئول پرکردن تانکر است فرستاده میشود. و آب شروع به پر کردن تانکر میکند. کنتاکت داخلی شیر  باعث برق دار کردن مدار میشود تا اینکه حتی اگر کنتاکت سطح پایین باز شود،شیر روشن میماند. تا مدتی که سطح آب اندازه ای افزایش یابد که سوییچ سطح بالا خاموش شود،پی ل سی ورودی را قطع میکند که مقدار آب سر ریز میکند. مدار تا زمانی وصل میماند تا اینکه مقدار آب باعث قطع مدار شود. سپس شیر الکتریکی خاموش باقی خواهد ماند تا زمانی که سطح آب از مقداری که سوییچ سطح پایین فعال شود و این پروسه را تکرار کند.

یک برنامه کامل ممکن است هزاران چرخه را شامل شود که بصورت متوالی انجام می شود. اساسا پردازنده پی ال سی بصورت متناوب تمامی ورودی ها را اسکن کرده و خروجی ها را به روز میکند سپس منطق نردبانی را میسنجد. تغییر ورودی ها در طی یک اسکن برنامه تا بروز رسانی بعدی ورودی خروجی تاثیری نخواهد داشت.

کاربرد:

کارکرد پی ال سی در طول سال ها یشرفت داشته که این پیشرفت شامل کنترل رله متناوب،کنترل حرکت،کنترل پروسه،دی سی اس و شبکه میباشد.ویزگی هایی مانند مدیریت اطلاعات، حافظه، قدر پردازش، توانایی های ارتباطی بعضی از پی ل سی های امروزی تقریبا معادل با کامپوتر های دسکتاپ میباشد.کامپیوتر های دسکتاپ در صنایع سنگین عموما قابل قبول نیستند چون این کامپیوترها دارای سیستمهای کارکردی هستند که نسبت به پی ال سی ها از ثبات کمتری برخوردارند و همچنین به دلیل اینکه سخت افزار این کامپیوتر ها اساسا به طوری طراحی نشده اند که دارای سطوح تلرانس کم در برابر دما،رطوبت،لرزش و طول عمر با میزان برابر در مقایسه با پردازشگر موجود در پی ال سی ها هستند.

 

آخرین دیدگاه‌ها