آموزش برنامه نویسی PLC از صفر تا هزار + فیلم آموزش برنامه نویسی PLC
اگر به مبحث برق و شبکه های اتصال برقی علاقه داشته باشید باید بتوانید با ابزارها و لوازمی که در این صنعت استفاده می شود آشنا شوید. ابزاری به نام PLC وجود دارد که تمام کسانی که به رشته تحصیلی مهندسی برق و زیر شاخه های آن علاقمند باشند با این قطعه ی مهم و کاربردی آشنایی دارند. در دنیای جدیدی که ما هستیم و در آن موضوع انرژی الکتریسیته و برق بسیار مهم است باید به ابزارها و تجهیزات مهمی دستیابی داشته باشیم تا بتوانیم در این حوزه پیشرفت کنیم. از جمله مواردی که در زمینه PLC ها مهم است آموزش برنامه نویسی PLC است که دانشجویان رشته ی مهندسی برق با آن سروکار دارند. در ادامه این مطلب ضمن معرفی این تکنولوژی می خواهیم به معرفی انواع زبان برنامه نویسی PLC بپردازیم و درباره مزایا و ویژگی های آنها اطلاع کاملی کسب کنیم.
آشنایی با مفهوم PLC
عبارت PLC در اصل مخفف کلمات Programmable Logic Controller است که به معنای کنترل کننده منطقی برنامه پذیر می باشد. این ابزار را می توانیم رایانه های صنعتی کوچکی بدانیم که ورودی و خروجی ها را رصد می کنند و با تصمیم هایی مبتنی بر منطق، فرآیند الکترومکانیکی متعددی را در صنایع مختلف کنترل می کنند. PLC در اصل مرکز کنترل کامپیوترهای صنعتی است که با درجه ی اطمینان بالایی می توانند برنامه های مختلفی را اجرا کنند. البته در ابتدای کار صنعت های نوپایه تنظیمات مربوط به PLC آسان بود ولی با تغییر نیاز به افزایش فرآیندهای پیچیده و سنگینتر PLC ها نیز پیچیده و تکامل یافته شدند.
در حال حاضر از کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر برای بهینه سازی یک پروژه، ایجاد انواع برنامه های الکترومکانیکی و تغییر پروژه های خاص به خواسته های تجاری استفاده می شود. با آموزش برنامه نویسی PLC می توانیم این قابلیت را در خودمان فراهم کنیم تا مطابق با الگوریتم و نیاز مورد استفاده خودمان، کنترل فرآینده ها را به دست بگیریم.
معنای اجزای کنترل کننده منطقی برنامه پذیر چیست؟
حال که با تعریف PLC آشنا شدیم می خواهیم در مورد جزئیات و بخش به بخش عبارت کنترل گر منطقی برنامه پذیر اطلاعات بیشتری بدست بیاوریم.
کنترل کننده (Controller)
از واژه ی کنترل کننده مشخص است که با یک دستگاه و ابزاری مواجه هستیم که کلیه ی کارهای مربوط به کنترل کردن را برای ما انجام می دهد و به همین خاطر به PLC، اتوماسیون هم می گویند. چون که در اصل یک اتوماسیون سیستمی قابل کنترل است که بصورت عملگرا فعالیت می کند. به همین خاطر با مرور زمان و بخاطر کنترل کننده بودن PLC آنها را جایگزین سیستم های رله ای کردند.
منطق (Logic)
منطقی بودن یک تعریف بدیهی دارد که هر کاری انجام می شود براساس یک منطق، روش و اصول مشخصی است. و در اصل همین ویژگی منطقی بودن PLC باعث محبوبیت آن شده است تا جاییکه می توانیم از یک دستگاه سخت افزاری انتظار داشته باشیم خودش فکر کند و طبق قواعد مشخص شده مسیر و روش مورد نظر را انجام دهد. قاعدتا این ویژگی را فقط انسان ها دارند ولی در گذر زمان می خواهیم بخشی از منطقی بودن را به ماشین ها هم یاد بدهیم تا بدون دخالت انسان ها کارهای مورد انتظار را انجام دهند و البته بتوانیم براحتی با آنها صحبت نیز بکنیم. تا این لحظه یک برنامه ی کنترل کننده منطق پذیر داریم که خوب است ولی وقتی عالی می شود که بتوان آن را برنامه ریزی هم کرد.
برنامه پذیر بودن (Programmable)
طبیعتا اگر یک ابزار کنترل کننده ی منطقی داشته باشیم ولی نتوانیم به آن دستوراتی را جهت انجام کار بصورت برنامه ریزی شده بدهیم کار خاصی انجام نداده ایم. برنامه پذیر بودن PLC ها با روش های مختلفی می تواند انجام شود که در سال های اخیر سلیقه های متعددی برای انواع زبان برنامه نویسی PLC وجود داشت که با معرفی استانداردهای IEC تا حد زیادی این سلیقه ها به شکل یک نقطعه معینی مشخص شد تا آموزش برنامه نویسی PLC و زبان های مورد استفاده آن را بسیار ساده تر کند که جهت آشنایی کامل با این مبحث می توانید فیلم های آموزشی فرادرس را برای کسب تخصص های لازم در مورد PLC مشاهده کنید. پس با شرح دادن هر بخش PLC که یک برنامه ی کنترل کننده منطقی برنامه پذیر است می توانیم نتیجه بگیریم کامپیوترهای خانگی، گوشی های هوشمند و بسیاری از وسایلی که در دنیای امروزی از آنها استفاده می کنیم عملا یک نوع PLC هستند که هم قابلیت کنترل کردن دارند و هم بصورت منطقی وظایف محوله را انجام می دهند و هم اینکه بصورت کاملا برنامه پذیر و قابل برنامه ریزی هستند.
بررسی تاریخچه PLC از گذشته تا اکنون
تا قبل از پیدایش PLC یعنی اواسط دهه ۹۰ میلادی، استفاده از مدارهای رله کنتاکتور که به صورت رله ای – الکترومکانیکی کار می کردند رایج بود که البته معایب مختلفی داشت که مهندسین پیشرو در این حوزه را به فکر ابزارهای بهتر سوق داد. برخی از این معایب عبارتند از :
- نیاز داشتن به عیب یابی مداوم
- احتیاج به فضای زیاد
- زمانبر بودن
- عیب یابی کردن
مدارهای رله ای نه تنها منطقی ندارد بلکه به هیچ صورتی نمی توانند برنامه ریزی کنند. همین معایب باعث شد که ابزاری مانند PLC بعنوان یک جایگزین مناسب مطرح شود. برای اولین بار در سال ۱۹۶۸ اولین مورد از PLC ها جهت جایگزین شدن بجای مدارهای سخت رله بکار گرفته شدند و در کارخانه های صنعتی شروع به تولید شدند. از مزیت های نوع طراحی PLC این بود، کسانی که تا پیش از این با رله و الگوهای کنترل آن کار کرده بودند با PLC ها غریبه نبودند و براحتی می توانستند آنها را برنامه ریزی کنند.
اولین PLC ها در اصل در سال های دهه ۱۹۶۰ معرفی شدند و صنعت تولید خودرو را می توانیم یکی از اولین فعالیت های مربوط به این دستگاه ها دانست و هدف از انجام اینکار جایگزین کردن رله های با سیستم های پیچیده و سخت بود که با کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر و کاملا منعطف جایگزین شوند. بعد از اولین استفاده هایی که از PLC شد همه صنایع به کاربردهای آن بصورت کامل آشنایی پیدا کردند و بطور گسترده از آن بعنوان سیستم های کنترل کننده استاندارد اتوماسیون در صنایع مختلف بهره بردند که این نوع استفاده را می توانیم با آموزش برنامه نویسی PLC کاملا مشاهده کنیم.
البته PLC ها هم هر ساله پیشرفت های زیادی داشتند و در عین حال که کوچکتر شدند ولی کیفیت، کارایی و سرعت آنها بیشتر شد. همانطور که مشاهده می کنیم یک قطعه کامپیوتری به نام هارد دیسک و یا CPU به مرور زمان سایز کوچکتری پیدا کرد ولی سرعت، حجم و کیفیت کار کردن با آنها بیشتر شد که تمام این پیشرفت ها بر طراحی هایی که بر روی PLC انجام می شود اثر گذار بوده است.
معرفی اجزای اصلی یک PLC
هر قطعه الکترونیکی دارای اجزا و بخش های متعددی است که در ادامه به اجزای اصلی PLC نیز می پردازیم. در ابتدا باید بگوییم که اجزای PLC به ۵ بخش مختلف تقسیم شده است که عبارتند از :
- منبع تغذیه Power
- واحد پردازش مرکزی CPU
- واحدهای ورودی و خروجی I/O
- انواع حافظه Memory
- نرم افزار Software
در ادامه به معرفی هر بخش می پردازیم.
منبع تغذیه (Power Supply)
پردازنده هایی که در PLC کار می کنند بعنوان یک تجهیز کننده الکترونیکی نیاز دارند تا توان مورد نیاز خود را از جایی برآورده کنند که آن را منبع تغذیه می نامیم. منبع تغذیه وظیفه دارد تا نوسان ها را کاهش دهد و همچنین سطح نویز دریافتی را نیز کاهش دهد.
واحد پردازنده مرکزی (CPU)
این واحد پردازشگر بعد از اینکه دستورات برنامه نویسی را دریافت می کند، داده های دریافت شده را تحلیل می کند و در نهایت خروجی کنترلی مناسبی را تولید می کند و با بررسی همیشگی که بر عملکرد PLC دارد از ایجاد خطا جلوگیری می کند.
واحدهای ورودی و خروجی (I/O)
این دو واحد وظیفه دارند تا PLC با محیط اطراف خود ارتباط برقرار کند. در واحد ورودی، داده های خروجی که از سنسور و سوئیچ ها خارج می شود را دریافت می کند و جهت پردازش آنها را به بخش CPU می دهد. همچنین در واحد خروجی، سیگنال های فرمان از این بخش به دیگر تجهیزات ارسال می شود تا فرآیند کنترل انجام شود.
حافظه (Memory)
کلیه ی دستورات برنامه نویسی شده توسط زبان برنامه نویسی PLC و اطلاعاتی که از واحد ورودی دریافت می شود در حافظه های PLC ذخیره خواهند شد.
نرم افزار (Software)
تمام جزئیات کنترل کننده مورد نظر طراحان یک PLC در بخش نرم افزاری آن طراحی می شود و با استفاده از کابل های رابط که روی سخت افزار PLC قرار دارند به آن ارسال می شود.
مقدمه ای بر آموزش برنامه نویسی PLC
تا حدودی مطلع شدیم که PLC اطلاعات و داده های دستگاه و حسگرها را از طریق راه های ورودی دریافت کرده و پس از اینکه بر روی آنها پردازش های لازم را انجام می دهد، سیگنال های فرمان را از طریق واحد های خروجی طبق دستورات از قبل برنامه ریزی شده ارسال می کند و در آخر نیز تجهیزاتی هم که به خروجی متصل هستند از راه سیگنال های فرمان کنترل خواهند شد. اما تمامی این مراحل را چه کسی و چه ابزاری انجام می دهد؟ اینجاست که به مبحث زبان برنامه نویسی PLC خواهیم رسید که باید با آموزش برنامه نویسی PLC تمامی اقدامات فوق را از قبل برنامه ریزی کرده و به یک دستگاه PLC برای اجرا کردن بدهیم.
برای اینکه یک PLC را برنامه نویسی کنیم باید از یک کامپیوتر اختصاصی جهت کار با PLC استفاده کنیم که یکی از پرکاربردترین و محبوبترین انواع آن برنامه نویسی منطق نبردبانی یا Ladder است. در این نوع منطق از نمادها به جای کلمات جهت شبیه سازی کنترل کننده منطقی رله بهره می بریم. اینگونه نمادها بواسطه ی خطوط بهم متصل شده و جریان را از راه سیم پیچ و اتصالات نشان می دهند. برنامه ای که توسط زبان های برنامه نویسی با منطق نبردبانی طراحی می شود مشابه یک نبردبان هستند اما در اصل یک مدار الکتریکی را به ما نشان می دهند. پس اگر بتوانیم منطقی که در عملکرد مدارهای الکتریکی ابتدایی وجود دارد را بفهمیم می توانیم منطق نبردبان را هم بخوبی درک کنیم.
اهمیت زبان برنامه نویسی PLC
باید بدانیم که امکانات و ظرفیت هایی در حال حاضر در سراسر دنیا وجود دارند که خیلی به PLC ها متکی هستند و این تکنولوژی توانسته است بصورت مداوم پیشرفت خود را افزایش دهد. برای اینکه این پیشرفت همیشگی باشد به متخصصان و برنامه نویسانی احتیاج داریم تا بتوانند طراحی، توسعه، مدیریت و پشتیبانی این تکنولوژی ها را ارتقا دهند. از این جهت یادگیری زبان برنامه نویسی PLC می تواند نقش مهمی را در جهت افزایش کیفیت انواع PLC داشته باشد و تکنولوژی های جدیدی را به بازار صنایع معرفی کند. از آن جهت که صنعت کار بر روی PLC بسیار گسترده است، برنامه نویسان زیادی در سراسر دنیا و در شرکت های معروفی مشغول بکار هستند تا بتوانند مشاغلی پردرآمد همراه با محیط های کاری با رشد عالی و با امنیت شغلی بالا داشته باشند. پس درک این موضوع بسیار مهم است که چرا باید آموزش برنامه نویسی PLC را یاد بگیریم تا بتوانیم شغلی مناسب با حقوق بالا داشته باشیم.
پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی PLC
حال که با اهمیت یادگیری زبان های برنامه نویسی آشنا شدیم می خواهیم برای علاقمندانی که می خواهیم به این حوزه ورود کنند برخی از محبوبترین و پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی PLC را معرفی کنیم تا برای یادگیری آنها اقدام کنند. در ادامه با ۵ مورد از این زبان های برنامه نویسی اشاره می کنیم :
- Ladder Diagram
- Sequential Function Charts
- Function Block Diagram
- Structured Text
- Instruction List
یکی از محبوبترین زبان های برنامه نویسی در حوزه PLC بدون شک زبان Ladder Diagram است که نسبت به زبان های دیگر با سرعت بسیار بیشتری کاربران را به سمت خود جذب کرد. این زبان بعنوان منطق پله کان معرفی می شود که یک زبان کاملا گرافیکی و ویژوال است پس آموزش و یادگیری این زبان از سایر زبان های برنامه نویسی PLC راحتتر است. با ترکیبی از نماد ها که زبان گرافیکی موجود در زبان Ladder Diagram است می توانیم اقدامات مختلفی را برنامه ریزی کنیم. از دلایل محبوبیت این زبان نسبت به زبان های دیگر می توانیم به تصویری بودن آن اشاره کرد که با در اختیار داشتن ابزارهای اشکال زدایی کامل و نمایشی مناسب از منطق گسسته می توانیم آموزش های آن را براحتی فرا بگیریم.
جمع بندی درباره آموزش برنامه نویسی PLC
در این مطلب سعی کردیم با مفهوم PLC بطور کامل آشنا شویم و برخی از کاربردها و ویژگی های مهم آن در صنایع و پیشرفت های امروزی عصر دیجیتال را معرفی کردیم. در ادامه به مفهوم آموزش برنامه نویسی PLC و انواع زبان برنامه نویسی PLC اشاره کردیم. برای اینکه بتوانید با زبان های موجود جهت برنامه نویسی PLC بصورت اصولی آشنا شوید می توانید با فیلم های آموزشی فرادرس شروع به یادگیری مفاهیم مهم آن کنید تا به تمامی بخش های یک PLC کاملا مسلط شوید.
اگر برای خرید مودم، اینترنت و تجهیزات شبکه سوال داشتید یا نیاز به راهنمایی و کمک دارید؛ کانال تلگرام شبکه‌چی به آی‌دی shabakehchi@ را فالو و پرسش خود را برای مدیر کانال بفرستید تا جواب دهیم.
