
کنترلگر منطقی برنامهپذیر یعنی چه
کلمهبهکلمه این جمله در دل خود معنای مهمی دارند که در ادامه به بررسی آنها میپردازیم؛
کنترل لر
از این کلمه درمییابیم که با دستگاهی روبهرو هستیم که میتواند تمامکارهای کنترلی را برای ما انجام دهد، به همین دلیل است که به PLC، اتوماسیون نیز اطلاق میگردد، چرا که یک اتوماسیون، یک سیستم کاملاً قابلکنترل و البته عملگرا میباشد.
همین واژه کنترل بود که سبب شد در درازمدت PLC جایگزین سیستمهای رلهای شود (سیستم رلهای چیست؟! صبر داشته باشید در ادامه خواهیم گفت).
منطقی
خوب منطقیست دیگر! شاید این مورد زیاد عجیب به نظر نرسد ولی اصولاً تمام مزیت PLC در همین کلمه خلاصه میشود، وقتی یک دستگاه منطقی باشد میتوانیم همانند یک انسان منطقی از او انتظار داشته باشیم، سادهتر بگویم؛ اگر زبانش را بفهمیم بهراحتی میشود با او مکالمه کرد (انجام فرآیندهای پیچیده کنترلی).
پس تا اینجا یک کنترلر منطقی داریم که میتواند برایمان بسیار جالبتوجه باشد اما معجزه زمانی رخ میدهد که کلمه سوم به آن اضافه میشود.
برنامهپذیر
بله دقیقاً، اگر دو مورد بالا امکانپذیر باشند ولی نتوانیم برای آن به شکلی، دستوراتی را فراهم نماییم عملاً این دستگاه کاربردی ندارد، برنامهپذیری یک PLC میتواند به شکلهای متنوعی صورت پذیرد. در سالهای خیلی دور شاهد سلیقه بازی بسیار زیادی در زبانهای برنامهنویسی PLC بودهایم که خوشبختانه با حضور استاندارد IEC تمام این سلیقهها به سمت یک نقطه مشخص سوق داده شد و امروزه یادگیری و انتخاب زبان برنامهنویسی برای شروع و یا یادگیری PLC امری بهمراتب ساده است.
باتوجهبه موارد گفته شده PLC برای ما زیاد هم غریبه نیست! برای روشن شدن موضوع اجازه دهید PLC را با لپتاپ یا کامپیوتر خانگیتان مقایسه کنیم؛ عملاً هر دو میتوانند برای ما کارهایی را کنترل کنند، کامپیوترهای ماهم منطق دارند و از قضا برنامهپذیر هم هستند.
انتخاب کامپیوتر یا PLC
احتمالاً این سوال برایتان پیش میآید که اگر تمام ویژگیهای PLC را یک لپتاپ دارد پس چرا از یک لپتاپ در محیط صنعتی یا کارگاهی استفاده نکنیم؟
واقعیت این است که در سالهای ۱۹۵۰ (۱۳۳۹ ه.ش) این کار در صنایع سنگین صورت میپذیرفت و اغلب کارهای کنترلی با کامپیوترها انجام میشد ولی مشکل اینجا بود که این کامپیوترها برای محیطهای صنعتی مناسب نبودند، این عدم تناسب را در دو بعد میتوان دید؛
فیزیکی: کامپیوترها دارای قطعات ظریفی میباشند و عملاً برای محیطهای صنعتی گزینه خوبی بشمار نمیآیند. (غبار، رطوبت، گرما و سرما، نویز الکتریکی، نوسان برق و… بهشدت به این دستگاهها آسیب وارد میکرد.)
محاسباتی: سیستمهای کامپیوتری وقتی برای یک هدف خاص طراحی میشوند میتوانند باقدرت عمل نمایند و هرچه حیطه کاری آنها وسیعتر شود (کارهای عادی هم انجام دهند) قدرت و توانایی محاسباتی آنها نیز بهشدت کاهش مییابد.
وقتی یک دستگاه قرار است همه کاری انجام دهد درنهایت نمیتواند هیچ کاری انجام دهد!
پیش از PLC
سوال مهم دیگری هم هست که قبل از PLC برای کنترل فرآیندها راه کار چه بود؟
جواب این سوال؛ “استفاده از مدارات رله کنتاکتوری” است!
مداراتی که نهتنها منطق ندارند (مدارات رله کنتاکتوری) بلکه بههیچوجه هم نمیشود آنها را برنامهریزی کرد، اجازه دهید با یک مثال عمق فاجعه را برایتان شرح دهم؛
تصور کنید ما یک کلانشهر داریم که در اطراف خود ۱۰۰ شهر دارد که همگی آنها به فاصله ۹۰۰ کیلومتری از کلانشهر ما واقع شدهاند.
ما باید هر یک ماه یکبار و تنها به یکی از این شهرها سفر کنیم و برای آنها یک نامه بفرستیم.
در مدل رلهای به این شکل بود که برای تمام ۱۰۰ شهر مجبور بودیم جاده بسازیم و که بهصورت کلی نیاز به 900*100 (نود هزار کیلومتر) جاده داشتیم، البته این تنها یک قسمت داستان هست، اینکه شما هرسال باید از این جادهها نگهداری کنید هم چالش دوم است.
اما به روش PLC کافی بود در شهر مبدا و مقصد از اینترنت استفاده کنیم! شاید باورپذیر نباشد ولی این همه تفاوت بین یک سیستم رله ای و یک سیستم اتوماسیون به سبک PLC، وجود داشت.
رشد ناگهانی PLC
به همین دلیل با ظهور نخستین میکروپروسسورها و پس از آن PLC، بازار بهشدت از آنها استقبال کرد، البته این استقبال جنبهٔ منفی دیگری هم داشت؛ PLCها و شرکتهای سازنده از دو مقوله اساسی بهکلی جا ماندند؛
- امنیت دستگاههایشان: ظهور ویروسهای مخرب صنعتی و البته در مقیاس جهانی نظیر استاکس نت.
- استانداردهای مشخص: عدم وجود استاندارد برای یکپارچهسازی و حرکت در یک مسیر.
نیاز دوم بهواسطه بازار و البته رقابتیتر شدن تولید خودبهخود رفع گردید ولی نیاز امنیت همچنان یکی از مقولههای مهم در PLCها میباشد که باعث شده برخی کشورها نظیر ایران از PLC بومی و ساخت داخلی خودشان استفاده نمایند؛ توضیحات بیشتر و مقایسه PLC زیمنس با PLC شرکت مپنا را در آموزش PLC زیمنس مفصل توضیح دادهام.
انواع PLC
باتوجهبه بازار خوب این حوزه که بیشتر به آن اتوماسیون نیز گفته میشود شرکتهای زیادی یکی پس از دیگری وارد آن شدهاند، شرکتهایی که اگر گذشته را بهخوبی بشناسید متوجه خواهید شد بیشترشان نوآور نیستند بلکه کپی کننده شرکتهای بزرگ هستند، به همین دلیل انتخاب PLC مطرح، بهسادگی ممکن است، بااینحال شرکتهای زیادی نظیر؛
- ABB PLC
- AB PLC (Allen Bradley)
- Mitsubishi PLC
- Delta PLC
- Siemens PLC
- Omron PLC
- Hitachi PLC
- GE PLC (General Electric)
- Honeywell PLC
- FATEK PLC
- Schneider Electric PLC
- Bosch PLC
- و …
وارد این حوزه شدهاند و هرکدام درصدی از این بازار را در اختیار دارند. در ادامه باتوجهبه سهم آنها از بازار جهانی به بررسی برخی از مهمترینها میپردازیم؛
قبل از اینکه به بررسی این PLCها بپردازیم اجازه دهید سوال زیر را پاسخ دهیم؛
آیا واقعاً PLCهای شرکتهای مختلف باهم تفاوتهای اساسی دارند؟
پاسخ خیر است! وقتی شما خیلی کلی به داستان نگاه کنید گپ دیده شده بین این شرکتها زیاد به چشم نمیخورد (موارد برنامهنویسی، کانفیگهای سختافزاری و …) اما این گپ زمانی به شکل فاحشی بزرگ میشود که شما بخواهید کارهای حرفهای انجام دهید. به همین دلیل توصیه میکنم همواره بروی یک برند خاص متمرکز شوید و با سایر PLCها بهصورت ضمنی آشنا باشید. کمااینکه اگر شما در یک برند متخصص باشید فرصتهای کاری بیشتری را خواهید داشت تا اینکه از هر برند بهقدر ناچیزی سواد تخصصی داشته باشید و مورد دیگر اینکه مسئله تنها PLC نیست، بلکه این کنترلر با ادوات مختلف دیگری باید در تماس باشد؛ اگر شما بخواهید میان برندهای متفاوت کار کنید مجبور هستید تمام ماژولهای اضافی را نیز فراگیرید که عملاً زمان بسیار زیادی از شما خواهد گرفت.
در بخش بعدی باهم محبوبترین PLCهای دنیا را مرور خواهیم کرد؛
تاپترین PLCها
عمدتا حضور و یا عدم حضور یک PLC در بخش “تاپترین ها” را سهم آن PLC از بازار مشخص می کند، هرچند که ممکن است یک PLC خاص در بنچمارک (بررسی توانایی عملکرد سختافزار و نرمافزار) رتبه خوبی را ازآن خود نماید ولی ممکن است در بازار سهم آنچنانی نداشته باشد و قاعدتا این PLC گزینه مناسبی برای یادگیری نیست.