هر گزارشی را در مورد آینده عملیات کارخانه و تولید بخوانید، و تنها یک اتفاق نظر وجود دارد: اتوماسیون تقریباً در هر حوزه و فرآیندی از جمله ارتباطات تجهیزات، تعمیر و نگهداری و تعمیر و تولید اختلال ایجاد میکند.
تا به امروز، تنها حوزه تولیدی که به نظر می رسد تحت تأثیر تصاحب اتوماسیون قرار نگرفته است، کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی یا PLC ها هستند. دلیلی وجود دارد که چرا بازار جهانی PLC ها 16 میلیارد دلار در سال است و 9.2 درصد در سال رشد می کند. طراحی قوی، هزینه کم و سادگی آنها در مواجهه با یکپارچگی پیچیده آنها را به بخشی ضروری از تولید تبدیل کرده است.
بدون PLC ها، بسیاری از سازمان ها نمی توانند از پیاده سازی فناوری های کنترلی جدید پشتیبانی کنند. در حال حاضر، PLC ها بخشی جدایی ناپذیر از تحول دیجیتالی هستند که توسط صنعت 4 وعده داده شده است.0.
PLC برای انجام چه کاری طراحی شده است؟
PLC مخفف "Programmable Logic Controller" است و هم ترکیبی از واحدها و هم یک مدل نظری برای کنترل ماژول های ورودی و خروجی است. PLC باید شامل چهار جزء اساسی باشد تا یک سیستم کامل باشد:
- ماژول CPU:این پردازنده مرکزی و حافظه مورد نیاز برای ذخیره اطلاعات و انجام وظایف است. تمامی محاسبات و پردازش داده ها با دریافت ورودی و تولید خروجی انجام می شود.
- منبع تغذیه:همه ماژول های یک PLC به منبع تغذیه بستگی دارند. PLC ها برای دریافت برق AC و تبدیل آن به برق DC طراحی شده اند.
- دستگاه های برنامه نویسی:PLC ها به نرم افزار برنامه نویسی نیاز دارند که منطق کنترل را وارد سیستم کند. سپس کاربر می تواند به طور موقت در نرم افزار PLC ایجاد، انتقال و تغییرات را ایجاد کند.
- ماژول های ورودی/خروجی:این واحدها بخش مهمی از سیستم PLC هستند. ماژولهای ورودی و خروجی دادهها را از حسگرها و محرکها جمعآوری میکنند، آنها را به سیستم PLC وارد میکنند و سپس اطلاعات قابل خواندن تولید میکنند. این ماژول ها می توانند دیجیتال یا آنالوگ باشند.
این واقعیت که واحد یا سیستم قابل برنامه ریزی است، یک پیشرفت بزرگ نسبت به مدیریت قبلی کنترل وظیفه است. این همچنین یک منبع مزیت رقابتی برای PLC ها است: تکنسین ها مجبور نیستند هنگام جابجایی بین کارها یا برنامه ها سیم کشی را تغییر دهند. در عوض، آنها می توانند به سادگی دستگاه را دوباره برنامه ریزی کنند.
یک PLC از یک پردازنده تشکیل شده است که عملیات کنترلی را بر اساس داده های ارائه شده توسط ماژول های ورودی و خروجی انجام می دهد. منطق کنترلی که سیستم PLC را مدیریت می کند ابتدا توسعه یافته و سپس به سیستم PLC منتقل می شود.
ساده ترین راه برای تجسم یک PLC این است که کامپیوتری را با ریزپردازنده اما بدون صفحه کلید، ماوس یا مانیتور تصور کنید. طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی آن اغلب به این معنی است که این سیستم از نظر فیزیکی قوی می تواند در محیط های بسیار خشن مقاومت کند.
ویژگیهای عملکردی یک PLC میتواند شامل تایمرها و شمارندهها، دستگاههای اندازهگیری و سنسورهای پارامترهایی مانند لرزش، فشار، دما و جریان باشد. اگرچه برخی از صنایع وظایف و کاربردهای منحصر به فردی دارند، PLC ها معمولاً وظایف زیر را انجام می دهند:
- سوئیچینگ رله
- شمارش، محاسبه و مقایسه مقادیر آنالوگ
- اصلاح منطق کنترل در کمترین زمان ممکن
- پاسخ سریع به تغییرات در پارامترهای فرآیند (پاسخ را می توان برنامه ریزی کرد)
- نظارت و کنترل در طول زمان برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم کنترل کلی (مداخله دستی مورد نیاز است)
- عیب یابی به طور فزاینده ای ساده و موثر در طول زمان
- ادغام یکپارچه با کامپیوترهای HMI (رابط ماشین انسانی).
هنگامی که به درستی ساخته شوند، شرکت ها می توانند از PLC ها استفاده کرده و از آنها در طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف استفاده کنند. چیزی که ممکن است متوجه نشوید این است که ما به PLC ها برای پیش پا افتاده ترین و روزمره ترین فناوری ها برای عملکرد صحیح اعتماد کرده ایم. نانوایی ها، ماشین های لباسشویی، آسانسورها و حتی علائم راهنمایی و رانندگی از جمله کاربردهای غیرنظامی زیادی هستند که برای تنظیم وظایف به کنترل PLC و جمع آوری داده ها نیاز دارند.
چرا شرکت های تولیدی از PLC استفاده می کنند؟
در سال 2019 (و بعد از آن)، PLC ها به دلیل سادگی و انعطاف ذاتی خود به درخشش خود ادامه خواهند داد. آنها به اندازه کافی قدرتمند هستند تا با طیف گسترده ای از محیط ها و وظایف سازگار شوند، اما به اندازه کافی ساده هستند که حتی تکنسین هایی که دانش برنامه نویسی یا برنامه نویسی ندارند نیز می توانند به سرعت بر آنها مسلط شوند.
برخی از ویژگی های خاص PLC ها آنها را به اولین انتخاب برای صنایعی تبدیل می کند که به این سیستم ها متکی هستند. نفت و گاز، تاسیسات آب، تولید مواد غذایی و آشامیدنی، و استفاده از کارهای عمومی تنها چند نمونه از صنایعی هستند که بر فرصت های ارائه شده توسط PLC ها متکی هستند.
1) برنامه نویسی PLC ها آسان است
وقتی کسی انعطاف پذیری سیستم های PLC را به عنوان یک مزیت مطرح می کند، در مورد این صحبت می کند که چگونه می توان این سیستم ها را توسط افرادی با نامرتب ترین سطح دانش برنامه ریزی کرد.
این بدان معنی است که تکنسین ها می توانند به راحتی از آنها مانند مصرف کنندگان استفاده کنند. همچنین میتوانید یک سیستم PLC را با برنامهریزی برای پیروی از مجموعهای از دستورالعملها در صورت درست بودن شرایط خاص، گسترش دهید.
با طیف گسترده ای از کاربردها در صنایع، کارکنان هر شرکت مجموعه مهارت های خاص خود را خواهند داشت. هنگام استفاده از PLCها، سادگی منطق کنترل برنامه نویسی در سیستم شما به این معنی است که شما نیازی به کسی ندارید که در ظرافت های ظریف زبان کامپیوتر مسلط باشد تا برنامه ای را هنگام تغییر یک کار یا برنامه تغییر دهد.
2) PLC ها می توانند یک محیط برنامه نویسی یکپارچه را فراهم کنند
PLC ها روش ارجح برای کنترل، اندازه گیری و انجام وظایف در کاربردهای پیچیده تولیدی و صنعتی هستند، زیرا آنها به خوبی با سیستم های دیگر کار می کنند.
با این حال، برای موثر بودن، یک محیط یکپارچه باید به خوبی برنامه ریزی شود و کارکرد آن برای کاربر خیلی سخت نباشد. با این حال، PLC هایی که در محیط های برنامه نویسی بزرگتر قرار دارند، به کاربران با سطح دانش اولیه اجازه می دهند تا به عملکردهای متعددی دسترسی داشته باشند که می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، داده ها را برای یکدیگر فراهم کنند و وظایف پیچیده ای را انجام دهند.
3) PLC داده های قابل اعتماد را جمع آوری می کند
تعداد ورودی هایی که روی سیستم PLC تنظیم می کنید توسط کاربر تعیین می شود. این بدان معناست که هیچ محدودیتی برای تعداد منابع داده و مقدار دادههایی که میتوانند وارد شوند وجود ندارد. دستگاههای اندازهگیری، حسگرها و کنترلهای حرکتی میتوانند پارامترهای متعددی را به دست آورند، بنابراین تصمیمگیری درباره نحوه جمعآوری این دادهها به عهده کاربر است. نحوه نمایش خروجی ها
4) PLC ها را می توان برای تعمیر و نگهداری پیش بینی استفاده کرد
از آنجایی که PLC های امروزی مجهز به حافظه و قدرت پردازش بیشتری هستند، می توان آنها را برای انجام کارهای پیچیده و سخت برنامه ریزی کرد. یکی از این وظایف نگهداری پیش بینی است. قدرت تعمیر و نگهداری پیشبینیکننده، بهویژه در شروع صنعت 4.0، نمیتواند بیش از حد مورد تأکید قرار گیرد.
در کارخانه متصل که یکی از ویژگیهای انقلاب صنعتی چهارم است، میتوان یک ماشین را به هم متصل کرد و مسئولیت عملیات چندین فرآیند دیگر را بر عهده گرفت. در نتیجه، تعمیر و نگهداری پیشبینیشده میتواند کارایی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و دفعات خرابی و رویدادهای فاجعهبار را کاهش دهد.
تعمیر و نگهداری پیش بینی با نگهداری پیشگیرانه شروع می شود. اگر یک قطعه خاص از تجهیزات به آستانه از پیش تعیین شده برسد، یک سنسور خاموش می شود و به تکنسین ها می گوید که تجهیزات نیاز به سرویس یا تعویض دارند. سپس به اندازه کافی از این گزارشها جمعآوری میشوند تا دادهها به سیستم ارتباط برقرار کنند که چه عواملی فرسودگی یا مشکلات قریبالوقوع را پیشبینی میکنند. PLC با SCADA تعامل می کند تا برنامه های تعمیر و نگهداری را نمایش دهد یا اجازه انعطاف پذیری در پیکربندی قوانین تعمیر و نگهداری جدید را بدهد.
نتیجه گیری
PLC ها اکنون بیش از هر زمان دیگری ارزش خود را ثابت می کنند زیرا شرکت های تولیدی و صنعتی مبتنی بر کارخانه از تحول دیجیتال مورد نیاز برای بازارهای خاص خود استقبال می کنند. سهولت اساسی استفاده و سادگی آنها را به یک راه حل منعطف و آشنا در مواجهه با پیچیدگی روزافزون تبدیل می کند.
حرفه ای ها سیستم های PLC را هنگام استفاده از سایر برنامه های IoT یا هنگام کار با سیستم های کنترلی مانند SCADA ترجیح می دهند. به عنوان یک سیستم کنترل منطقی، PLCها برای روندهای صنعت 4 مناسب هستند.{1}} که نیاز به پیشبینی داده، پیشبینی حالت خطا، کشف همبستگی بین دو یا چند جریان داده PLC مستقل و بهینهسازی سیستم دارند.
موقعیت و نقش حیاتی PLC همچنین مستلزم آن است که در همه زمانها کاملاً کاربردی باقی بماند. تولیدکنندگان و شرکتهای کارخانه میتوانند بهترین شیوهها را اتخاذ کنند تا اطمینان حاصل شود که این اجزای اصلی همیشه بدون مشکل کار میکنند.