معرفی کنترل گر های قابل برنامه ریزی فصل اول:مفاهیم صنعتی هر جنبه ای صنعت- از تولید نیرو تا رنگ آمیزی اتومبیل برای بسته بندی مواد غذایی – کنترل کننده های قابل برنامه ریزی به منظور گسترش و افزایش تولید را به کار می برد. در این کتاب، شما در مورد تمامی جنبه های این ابزارهای همه کاره و قدرتمند یاد خواهید گرفت. این فصل به شما اساس و پایه  کنترل کننده های قابل برنامه ریزی از عملیات و نحوه کار آنها تا طیف گسترده ای از کاربردهایشان را به شما معرفی می کند. در اینجا، ما به شما یک نگاه درونی به فلسفه طراحی در پشت ساخت آنها را به همراه خلاصه ای از تاریخچه تکامل اش را ارائه می کنیم. ما همچنین کنترل گرهای قابل برنامه ریزی را با انواع دیگری از کنترل کننده ها به منظور برجسته ساختن منافع و اشکالات هر یک از آنها را با یکدیگر مقایسه می کنیم و همچنین به موقعیت هایی را که PLC ها در آن بهتر کار می کنند اشاره می کنیم. هنگامی که شما این فصل را به پایان برسانید، شما اصول کنترل گرهای قابل کنترل را درک خواهید کرد و برای کشف و جستجوی تعدادی سیستم مرتبط با آنها آماده هستید. ۱-۱  تعریف کنترل گرهای قابل برنامه ریزی منطقی، که همچنین کنترل گرهای قابل برنامه ریزی یا PLC نامیده      می شوند، اعضای حالت جامدی از خانواده ی کامپیوتر می باشند، مدارات یکپارچه را به جای دستگاه الکترومکانیکی برای پیاده سازی توابع کنترلی به کار می برند. آنها قادر به ذخیره سازی دستورالعمل ها، همچون توابع (از پیش تعیین شده)، زمان بندی، شمارش، حساب کردن، دست کاری داده ها، ارتباطات برای کنترل ماشین آلات و فرآیندهای صنعتی می باشد.  شکل ۱-۱ نموداری مفهومی از کاربرد PLC  را نشان می دهد. ادامه با خرید و دانلود

معرفی کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی

متن اصلی و ترجمه فارسی مقاله

Introduction to Programmable Controllers

ناشر: Industrial Text and Video Company

معرفی کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC): از مبانی تا آینده اتوماسیون صنعتی

در دنیای پیچیده و پویای صنعت امروز، کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) نقش حیاتی و غیرقابل انکاری ایفا می‌کنند. از تولید نیرو گرفته تا رنگ‌آمیزی اتومبیل و بسته‌بندی مواد غذایی، PLC‌ها ابزارهایی قدرتمند و همه‌کاره هستند که برای افزایش و گسترش تولید به کار می‌روند. این کتاب، شما را با تمامی جنبه‌های این فناوری شگفت‌انگیز آشنا می‌کند و درک عمیقی از اصول، تاریخچه، و کاربردهای گسترده آن‌ها به شما می‌دهد.

PLC چیست؟ نگاهی به تعریف و عملکرد

کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی منطقی (Programmable Logic Controllers) که معمولاً با نام اختصاری PLC شناخته می‌شوند، اعضای حالت جامد خانواده کامپیوترها هستند. آن‌ها به جای دستگاه‌های الکترومکانیکی، از مدارهای یکپارچه برای پیاده‌سازی توابع کنترلی استفاده می‌کنند. PLC‌ها قادر به ذخیره‌سازی دستورالعمل‌ها، انجام توابع از پیش تعیین‌شده، زمان‌بندی، شمارش، محاسبات، دستکاری داده‌ها و برقراری ارتباط برای کنترل ماشین‌آلات و فرآیندهای صنعتی هستند. به زبان ساده، PLC‌ها کامپیوترهای صنعتی هستند که به طور ویژه برای سادگی کاربرد و عملیات در محیط‌های صنعتی طراحی شده‌اند.

این فصل به شما پایه‌های کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی را معرفی می‌کند؛ از نحوه عملکرد آن‌ها تا طیف گسترده‌ای از کاربردها. همچنین، نگاهی عمیق به فلسفه طراحی پشت ساخت آن‌ها و خلاصه‌ای از تاریخچه تکاملشان خواهیم داشت. با مقایسه PLC‌ها با انواع دیگر کنترل‌کننده‌ها، مزایا و معایب هر یک را برجسته می‌کنیم و به موقعیت‌هایی که PLC‌ها در آن‌ها بهترین عملکرد را دارند، اشاره خواهیم کرد. در پایان این فصل، شما اصول کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی را درک خواهید کرد و برای کشف سیستم‌های مرتبط با آن‌ها آماده خواهید بود.

پیشینه تاریخی PLC: تولد یک انقلاب صنعتی

نخستین بار، بخش هیدرامتیک شرکت جنرال موتورز در سال ۱۹۶۸ معیارهای طراحی برای کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی را مشخص کرد. هدف اصلی، کاهش هزینه‌های بالای سیستم‌های کنترلی مبتنی بر رله بود. نیاز به سیستمی حالت جامد با انعطاف‌پذیری کامپیوتری که بتواند در محیط‌های صنعتی دوام بیاورد، به آسانی توسط مهندسان و تکنسین‌های کارخانه برنامه‌ریزی و نگهداری شود، و قابل استفاده مجدد باشد، از جمله مهم‌ترین مشخصات اولیه بود.

اولین PLC در سال‌های ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ به منظور برآورده ساختن این مشخصات توسعه یافت. این کنترل‌گر، قابلیت‌های رله‌ها را ارائه می‌کرد و به سرعت جایگزین منطق پیچیده رله‌های دائمی شد. PLC‌ها با نیازهایی مانند مقیاس‌پذیری، سهولت برنامه‌ریزی و نگهداری در محیط‌های صنعتی، مطابقت داشتند. آن‌ها به آسانی نصب می‌شدند، فضای کمتری اشغال می‌کردند، و از همه مهم‌تر، قابل استفاده مجدد بودند.

PLC‌های امروزی: پیشرفت‌های شگرف در اتوماسیون

پیشرفت‌های تکنولوژی در صنعت کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی تا به امروز ادامه دارد و بر طراحی سخت‌افزار و نرم‌افزار آن‌ها تأثیر گذاشته است. برخی از این پیشرفت‌ها شامل:

• سرعت اسکن بالاتر: به لطف ریزپردازنده‌های پیشرفته و تکنولوژی‌های الکترونیکی جدید.
• PLC‌های کوچک و مقرون به صرفه: جایگزینی قدرتمند برای ۴ تا ۱۰ رله، با قابلیت‌های بسیار بیشتر.
• سیستم‌های ورودی/خروجی (I/O) با چگالی بالا: رابط‌های بهینه‌سازی‌شده فضا با کمترین هزینه.
• رابط‌های هوشمند I/O مبتنی بر ریزپردازنده: گسترش پردازشگرهای توزیعی با ماژول‌های PID، شبکه، فیلد باس و…
• پیشرفت‌های طراحی مکانیکی: شامل محفظه‌های مقاوم و سیستم‌های I/O یکپارچه.
• رابط‌های ویژه: امکان اتصال مستقیم دستگاه‌های خاص مانند ترموکوپل‌ها و فشارسنج‌ها.

این پیشرفت‌ها منجر به ظهور خانواده‌های کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی شده‌اند که از میکروکنترل‌گرها با حدود ۱۰ نقطه I/O تا PLC‌های بسیار بزرگ و پیچیده با هزاران نقطه I/O و حافظه بالا را شامل می‌شوند. این اعضا می‌توانند به شبکه‌های ارتباطی محلی متصل شوند و مفهوم “خانواده” به معنای صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه برای کاربران است.

پیشرفت‌های نرم‌افزاری نیز PLC‌ها را قدرتمندتر ساخته‌اند:

• ابزارهای برنامه‌نویسی شیءگرا و چندزبانه: بر اساس استاندارد TEC 1131-3.
• دستورالعمل‌های قدرتمند: گسترش دامنه کاربردی برای PLC‌های کوچک.
• زبان‌های سطح بالا (BASIC و C): انعطاف‌پذیری بیشتر در برنامه‌نویسی.
• تشخیص و عیب‌یابی پیشرفته: شناسایی اختلالات عملکردی کنترل‌کننده و خرابی‌های ماشین‌آلات.
• قابلیت‌های ریاضی شناور: انجام محاسبات پیچیده برای اندازه‌گیری، حفظ تعادل و آمار.

PLC‌های امروزی سیستم‌های کنترلی بالغی هستند که فراتر از پیش‌بینی‌های اولیه عمل می‌کنند. آن‌ها قادر به برقراری ارتباط با دیگر سیستم‌های کنترلی، ارائه گزارش تولید، برنامه‌ریزی تولید و تشخیص خرابی‌های خود یا دیگر ماشین‌آلات و فرآیندها هستند. این پیشرفت‌ها، کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی را به شرکای حیاتی در رفع نیازهای امروز برای کیفیت و بهره‌وری بالاتر تبدیل کرده‌اند. با وجود پیچیدگی‌های بیشتر، آن‌ها همچنان سادگی و سهولت عملیات طراحی اولیه خود را حفظ کرده‌اند.

کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی و آینده: ستون فقرات کارخانه‌های هوشمند

آینده کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی نه تنها بر توسعه مداوم محصولات جدید، بلکه بر ادغام آن‌ها با دیگر تجهیزات کنترلی و مدیریتی کارخانه استوار است. PLC‌ها در حال حاضر از طریق شبکه‌ها، به سیستم‌های تولید یکپارچه کامپیوتری (CIM) متصل می‌شوند. این سیستم‌ها، قدرت و منابع PLC‌ها را با کنترل‌های عددی (CNC)، ربات‌ها، سیستم‌های CAD/CAM، کامپیوترهای شخصی و سیستم‌های اطلاعات مدیریت ترکیب می‌کنند.

شکی نیست که کنترل‌گرهای قابل برنامه‌ریزی نقش قابل توجهی در کارخانه‌های آینده ایفا خواهند کرد. پیشرفت‌های جدید شامل رابط‌های کاربری گرافیکی (GUI) بهتر، رابط‌های انسان-ماشین (مانند ماژول‌های صوتی) و پشتیبانی از هوش مصنوعی (مانند سیستم‌های فاز منطقی I/O) است. توسعه‌های نرم‌افزاری و دستورالعمل‌های جدید، قابلیت‌های یادگیری و مبتنی بر دانش را به این سیستم‌ها اضافه می‌کنند. مفهوم سیستم تولید انعطاف‌پذیر (FMS) نیز فلسفه کنترل در آینده را تعیین خواهد کرد و PLC‌ها همچنان نقش محوری در این چشم‌انداز ایفا می‌کنند.

مطالعه بیشتر