PLC چیست؟ معرفی کامل انواع و کاربردهای آن در صنایع

در دنیای صنعتی امروز، دیگر خبری از کنترل‌های دستی و سیستم‌های سنتی نیست. تقریباً تمام خطوط تولید و تجهیزات پیشرفته با کمک کنترل‌کننده‌های هوشمند و دقیق اداره می‌شوند. در قلب این سیستم‌های هوشمند، دستگاهی قرار دارد به نام PLC یا Programmable Logic Controller که به‌عنوان مغز کنترل فرآیندهای صنعتی شناخته می‌شود.
اما PLC چیست و چه نقشی در صنایع مختلف ایفا می‌کند؟ این کنترل‌کننده قابل برنامه‌ریزی با دریافت داده از سنسورها و اجرای دستورات از پیش‌تعریف‌شده، عملکرد ماشین‌آلات را به‌صورت خودکار و هماهنگ مدیریت می‌کند. در این مقاله، به‌طور کامل با انواع PLC، نحوه عملکرد و کاربردهای آن در اتوماسیون صنعتی آشنا می‌شویم و می‌بینیم چرا PLC یکی از ارکان اصلی صنعت مدرن به شمار می‌رود.

 plc چیست؟

پی ال سی یا کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر (Programmable Logic Controller)، یک رایانه صنعتی مقاوم و قابل اعتماد است که برای کنترل خودکار فرآیندها و ماشین‌آلات در خطوط تولید به‌کار می‌رود. این دستگاه‌ها از اصلی‌ترین اجزای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی به شمار می‌روند و امروزه در صدها کارخانه و واحد تولیدی در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

PLC قادر است یک فرآیند مشخص، عملکرد یک ماشین یا حتی کل خط تولید را به‌صورت دقیق و هماهنگ کنترل کند. تقریباً در هر محیط صنعتی، استفاده از این سیستم باعث افزایش سرعت، دقت و ایمنی عملیات می‌شود.

یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های استفاده از PLC، قابلیت برنامه‌ریزی و تغییر آسان عملکرد سیستم در حین کار است؛ به‌طوری‌که می‌توان بدون توقف کامل فرآیند، برنامه‌ها را به‌روزرسانی یا اصلاح کرد.
همچنین ساختار ماژولار PLC این امکان را می‌دهد که انواع ماژول‌های ورودی و خروجی متناسب با نیاز پروژه، به آن افزوده یا ترکیب شوند تا بهترین کارایی حاصل شود.

تاریخچه دستگاه PLC

تا پیش از دهه ۱۹۶۰، بیشتر فرآیندهای صنعتی با مدارهای رله‌ای و کنتاکتوری کنترل می‌شدند؛ روشی که فضای زیادی اشغال می‌کرد و عیب‌یابی آن دشوار و زمان‌بر بود. در سال ۱۹۶۸ ریچارد دیک مورلی              (RichardDick Morley) برای رفع این مشکلات، نخستین کنترلر منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) را طراحی کرد.
اولین مدل آن، Modicon 084، در سال ۱۹۶۹ ساخته شد و اندکی بعد مدل موفق‌تر Modicon 184 در سال ۱۹۷۳ به بازار آمد. با ورود PLC، کنترل فرآیندها ساده‌تر، سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر شد و از همان زمان این فناوری به یکی از ارکان اصلی اتوماسیون صنعتی تبدیل گردید.

اجزای اصلی PLC و نقش هر کدام

• منبع تغذیه: انرژی مورد نیاز PLC و ماژول‌های آن را فراهم می‌کند.
• واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز PLC است که برنامه‌ها را اجرا کرده و سیگنال‌های ورودی و خروجی را مدیریت می‌کند.
• حافظه (RAM/ROM): برنامه‌ها، داده‌های موقت و تنظیمات دائمی در حافظه ذخیره می‌شوند.
• ماژول‌های ورودی و خروجی (I/O): رابط PLC با سنسورها و تجهیزات صنعتی است و ورودی‌ها را دریافت و خروجی‌ها را ارسال می‌کند.

معرفی انواع کنترل‌ کننده‌ های منطقی برنامه‌ پذیر

PLC‌ها یا کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر در صنایع مختلف به کار می‌روند و بسته به کاربرد و ویژگی‌های فنی، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.

یکی از معروف‌ترین تولیدکنندگان PLC، شرکت دلتا  (Delta Electronics) است که سری‌های متنوعی برای پروژه‌های کوچک، متوسط و بزرگ ارائه می‌کند.

سری S-DVP

سری S-DVP PLCهای استاندارد دلتا هستند که برای کنترل ماشین‌ها و خطوط تولید کوچک و متوسط طراحی شده‌اند. این سری از PLCها قابلیت برنامه‌ریزی سریع، اتصال به شبکه صنعتی و تعداد ورودی/خروجی متوسط را دارد و در دستگاه‌های چاپ، پرکننده ظروف و کنترل آسانسور کاربرد دارد.
مزایا:

• نصب و راه‌اندازی آسان
• عملکرد پایدار و قابل اعتماد
• مقرون‌به‌صرفه برای پروژه‌های کوچک و متوسط

سری E-DVP

سری E-DVP PLCهای اقتصادی و کوچک هستند که برای کنترل متوالی اولیه و پروژه‌های مقرون‌به‌صرفه مناسب‌اند. این سری دارای پورت‌های ارتباطی متعدد و شمارنده‌های پرسرعت است و در دستگاه‌های بسته‌بندی، خطوط تولید ساده، دستگاه ریسندگی و فیدر مواد کاربرد دارد.
مزایا:

• مصرف کم فضا
• هزینه پایین
• انعطاف‌پذیری برای پروژه‌های مقرون‌به‌صرفه

سری AS-DVP

سری AS-DVP PLCهای پیشرفته دلتا هستند که با سخت‌افزار مدولار، بلوک‌های عملکردی پیشرفته و قابلیت توسعه بالا طراحی شده‌اند. این سری برای خطوط تولید پیچیده و کنترل فرآیندهای صنعتی پیشرفته مناسب است.
مزایا:

• انعطاف‌پذیری بالا
• کاهش هزینه‌ها در پروژه‌های بزرگ
• ترکیب عملکرد سخت‌افزار و نرم‌افزار پیشرفته

سری MC-DVP

سری MC-DVP PLCهای تخصصی برای کنترل حرکت هستند. این سری دارای خروجی پالس پرسرعت و پشتیبانی از سروو و موقعیت‌یابی چندمحوره است و در دستگاه‌های برش مواد با سرعت بالا، جرثقیل‌ها و گیره‌های مواد کنترل‌شده توسط سروو کاربرد دارد.
مزایا:

• دقت و سرعت بالا در کنترل حرکت
• مناسب پروژه‌های حساس و صنعتی پیچیده

سری PM

PLCهای سری PM برای کنترل حرکت پیشرفته طراحی شده‌اند. این سری دارای خروجی پالس پرسرعت، ظرفیت برنامه بالا و دستورالعمل‌های کاربردی گسترده است و در کنترل موقعیت‌یابی سروو دو محوره و دستگاه‌های برش مواد با سرعت بالا کاربرد دارد.
مزایا:

• دقت و سرعت بالا در کنترل حرکت
• انعطاف‌پذیری در انواع برنامه‌های صنعتی

سری AH500

سری AH500 با سخت‌افزار مدولار و نرم‌افزار یکپارچه برای کنترل فرآیندهای سطح بالا و خطوط تولید پیچیده مناسب است. این PLCها ترکیبی از عملکرد پیشرفته و انعطاف‌پذیری بالا ارائه می‌دهند.
مزایا:

• توسعه آسان سیستم
• کاهش هزینه‌ها
• قابلیت اجرای فرآیندهای پیچیده

سری ES / ES2

سری ES و ES2 PLCهای کوچک، اقتصادی و کاربردی هستند که برای کنترل متوالی اولیه و خطوط تولید کوچک طراحی شده‌اند. این سری‌ها دارای شمارنده‌های پرسرعت و پورت‌های ارتباطی متعدد هستند و در دستگاه تزریق قالب، دستگاه بسته‌بندی و مدیریت ذخیره‌سازی کاربرد دارند.
مزایا:

• مقرون‌به‌صرفه
• نصب و راه‌اندازی ساده
• مناسب پروژه‌های کوچک و متوسط

سری SV / SV2

سری SV و SV2 برای کنترل حرکت پیچیده و دقیق سروو طراحی شده‌اند. این سری‌ها بلوک‌های عملکردی پیشرفته دارند و حفاظت از برنامه و خروجی پالس پرسرعت را ارائه می‌دهند. کاربرد اصلی آن‌ها در خطوط تولید حساس و پروژه‌های صنعتی پیچیده است.
مزایا:

• دقت و قابلیت اطمینان بسیار بالا
• مناسب خطوط تولید حساس

سری SA / SA2 و SS / SS2

این سری‌ها باریک و جمع‌وجور هستند و برای کنترل خطوط تولید کوچک و پروژه‌های ساختمانی طراحی شده‌اند. قابلیت برنامه‌ریزی آسان، خروجی پالس پرسرعت و شمارنده داخلی دارند و در خطوط تولید کوچک، دستگاه چاپ و پرکننده ظروف کاربرد دارند.
مزایا:

• نصب آسان
• مصرف کم فضا
• مناسب پروژه‌های صنعتی کوچک و متوسط

سری EX و SC

سری EX پشتیبانی از ورودی/خروجی آنالوگ و دیجیتال دارد و برای پروژه‌های کوچک و مقرون‌به‌صرفه مناسب است. سری SC بهترین عملکرد را برای کنترل حرکت سروو ارائه می‌دهد و خروجی پالس پرسرعت و شمارنده‌های دقیق دارد. این سری‌ها در خطوط تولید حساس و دستگاه‌های برش مواد با سروو کاربرد دارند.
مزایا:

• انعطاف‌پذیری بالا
• کنترل دقیق و سریع حرکت
• مناسب پروژه‌های حساس و دقیق

دسته ‌بندی PLC‌ها از نظر ساختار و قابلیت ‌ها

PLC‌ها در انواع و برندهای مختلف تولید می‌شوند و می‌توان آن‌ها را بر اساس اندازه، ساختار و قابلیت‌های ورودی/خروجی دسته‌بندی کرد.

• PLC یکپارچه یا فشرده
  این نوع PLC توسط چندین ماژول در یک کیس ساخته می‌شود. قابلیت‌های I/O توسط سازنده تعیین می‌شوند و برخی مدل‌ها امکان اضافه کردن ماژول‌های I/O اضافی را تا حدی دارند. این نوع برای پروژه‌های کوچک و نصب در کنار تجهیزات مناسب است.
• PLC ماژولار
  PLC ماژولار از چندین مؤلفه تشکیل شده است که روی یک گذرگاه مشترک به هم متصل می‌شوند. این شامل CPU، منبع تغذیه و ماژول‌های ورودی/خروجی است. قابلیت ارتقای I/O و انعطاف بالا از ویژگی‌های اصلی این سری است و در پروژه‌های متوسط و بزرگ صنعتی کاربرد دارد.
• Small PLC
  این PLC کوچک و فشرده است و معمولاً کنار تجهیزات نصب می‌شود. برای جایگزینی منطق‌های رله سیمی، تایمرها و شمارنده‌ها استفاده می‌شود. قابلیت گسترش محدود و برنامه‌ریزی با زبان نردبان از ویژگی‌های آن است.
• Medium-sized PLC
  PLC متوسط برای صنایع با نیاز به تعداد زیادی ماژول پلاگین طراحی شده است. با افزودن کارت‌های I/O می‌توان صدها نقطه ورودی/خروجی داشت. این PLC‌ها همچنین امکانات ماژول ارتباطی دارند و در خطوط تولید متوسط کاربرد گسترده دارند.
• Large PLC
  PLC‌های بزرگ برای کنترل فرآیندهای پیچیده و سیستم‌های صنعتی بزرگ طراحی شده‌اند. ظرفیت حافظه، زبان‌های برنامه‌نویسی، نقاط ورودی/خروجی و ماژول‌های ارتباطی این PLC‌ها بسیار بالاتر از انواع متوسط است. عمدتاً در سیستم‌های SCADA، کارخانه‌های بزرگ و کنترل توزیع شده کاربرد دارند.

کاربرد PLC در کنترل فرآیندها و تجهیزات صنعتی

PLCها نقش مهمی در خودکارسازی، بهینه‌سازی و ایمنی فرآیندها و تجهیزات صنعتی دارند. این کنترل‌کننده‌ها می‌توانند همزمان چندین دستگاه و فرآیند را مدیریت کنند و با دقت بالا عملیات پیچیده را انجام دهند. از جمله کاربردهای مهم PLC در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کنترل خطوط تولید: هماهنگی بین ماشین‌آلات مختلف، زمان‌بندی تولید و کاهش خطاهای انسانی.
• اتوماسیون تجهیزات: کنترل موتور، پمپ، دریچه‌ها، نوار نقاله و سایر تجهیزات صنعتی به صورت خودکار.
• کنترل فرآیندهای شیمیایی و حرارتی: تنظیم دما، فشار، جریان و سطح مایعات برای اطمینان از کیفیت محصول.
• نظارت و جمع‌آوری داده‌ها: ثبت و ذخیره اطلاعات عملیاتی برای تحلیل و بهینه‌سازی فرآیندها.
• ایمنی صنعتی: اجرای دستورالعمل‌های ایمنی، توقف اضطراری و هشداردهی به اپراتورها.
• کنترل حرکت و موقعیت‌یابی دقیق: برای ماشین‌آلات CNC، جرثقیل‌ها، دستگاه‌های برش و تجهیزات سروو.
• ارتباط شبکه‌ای و یکپارچه‌سازی سیستم‌ها: امکان ارتباط با سیستم‌های SCADA، HMI و سایر PLCها برای کنترل مرکزی و مدیریت فرآیند.

شرکت‌ های معتبر سازنده PLC  

PLCها در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارند و توسط شرکت‌های متعددی تولید می‌شوند. هر تولیدکننده ویژگی‌ها و مدل‌های خاص خود را ارائه می‌دهد که با توجه به نیاز پروژه—مثل تعداد ورودی و خروجی، قابلیت گسترش، و نوع کنترل انتخاب می‌شوند. از جمله شرکت‌های مطرح می‌توان به:

• Omron ژاپن _ سری ZEN، مناسب میکرو PLCها و پروژه‌های کوچک
• Siemens آلمان _ سری LOGO! و S7، برای کنترل خطوط تولید متوسط تا بزرگ
• Schneider Electric فرانسه _ سری Zelio، کاربردی در پروژه‌های کوچک و متوسط
• Telemecanique فرانسه _ مدل‌های متنوع برای کنترل صنعتی
• Moeller آلمان _ مناسب پروژه‌های صنعتی و خطوط تولید بزرگ
• LG کره جنوبی _ PLCهای قابل اعتماد برای انواع پروژه‌ها

این برندها از میکرو PLCهای کوچک تا PLCهای پیشرفته صنعتی را ارائه می‌دهند و امکان کنترل دقیق تجهیزات و خطوط تولید را فراهم می‌کنند.

دیدگاه نهایی

PLCها ابزار اصلی اتوماسیون صنعتی هستند و با افزایش دقت، بهره‌وری و ایمنی، کنترل خطوط تولید و تجهیزات را ساده و قابل اعتماد می‌کنند. از پروژه‌های کوچک با میکرو PLCها تا سیستم‌های پیچیده صنعتی، انتخاب نوع و برند مناسب کلید موفقیت در مدیریت فرآیندها است.

اگر می‌خواهید مهارت خود را در زمینه کنترل و اتوماسیون صنعتی ارتقا دهید و به‌طور عملی با انواع PLC و برنامه‌نویسی آن‌ها آشنا شوید، هم‌اکنون در دوره آموزش پی ال سی ثبت‌نام کنید و مسیر حرفه‌ای خود را در صنعت هموار کنید!

تمامی مباحث آموزش در مجموعه فنی حرفه‌ای دکتر برد، از اصول پایه و مقدماتی تا مفاهیم و تکنیک‌های پیشرفته، به‌طور کامل پوشش داده می‌شوند.