سالهاست یک تکنولوژی تاثیر زیادی بر اتوماسیون و خودکار شدن فرآیندهای متعددی در زندگی انسانی شده است. تکنولوژی که در اصل برای کاربردهای صنعتی طراحی و ابداع شد؛ ولی به خاطر قدرت و انعطاف پذیری بالا، کاربردهای آن مرتباً گسترش پیدا کرد. بله، مقصودمان PLC است. اما دقیقا PLC چیست ؟
PLC در اصل از 3 حرف ابتدای عبارت Programmable Logic Controller نامگذاری شده؛ و به مفهوم کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی است. و می توان از همین مفهوم متوجه شد که این قطعه چه کاری انجام می دهد! این تکنولوژی وظیفه کنترل دستگاهها را به عهده دارد و دستورات آن از نوع منطقی بوده و توسط مهندسین آن برنامه نویسی می شود.
در جامعه کنونی که به شدت به فناوری وابسته شده است، سیستم های مبتنی بر PLC را امروزه همه جا می توانید ببینید. از جمله در کارخانه ها، ساختمان های اداری، و حتی در سیستم های کنترل ترافیک شهری. PLCها به عنوان مغز کنترلی بسیاری از فناوری های حیاتی قرار دارند که بیشتر ما حتی به ذهنمان هم خطور نکرده است. عملا آنها به شکل یکپارچه و نامرئی در زندگی روزمره ما ادغام شده اند.
در ادامه با برخی از سیستم هایی که در زندگی روزمره ما حضور داشته و توسط PLCها کنترل میشوند، آشنا میشویم:
چراغهای راهنمایی و رانندگی جاده ها و خیابانها
تجسم و تصور زندگی مدرن و قانونمند بدون چراغهای راهنمایی و رانندگی دشوار است. این 3 چراغ رنگی در خیابانهای تمام دنیا توسط مردم استفاده و به سادگی درک میشود. این کاربرد ساده ولی مبتکرانه PLC، سابقه دیرینه ای در شهرهای بزرگ و کوچک در سراسر دنیا دارد. اولین برنامه کنترل ترافیک در سال 1926 در لندن اجرا شد.
این چراغهای راهنما که ما هر روز به شکل ناخودآگاه در هنگام رانندگی و پیاده روی از آن استفاده میکنیم، توسط سخت افزار و نرم افزار PLC نظارت و کنترل می شود. این سیستم به قدری قابل اعتماد و بدون حاشیه است که 24 ساعته، در 7 روز هفته و در 365 روز سال می تواند به فعالیت خودش بدون مشکل ادامه دهد.
این سیستم کاملا برای شرایط اضطراری و خاص نیز بهینه شده است. از فرستنده های اضطراری خودروها، سنسورها و مدارهای PLC برای کنترل چراغهای ترافیک استفاده شده و جریان ترافیکی به خوبی هماهنگ و مدیریت می شود تا خدمات خاصی مثل امداد و نجات در زمان مناسب صورت بگیرد.
PLC قلب تپنده آسانسور
همه ما کاملا موافق این موضوع هستیم که صنعت آسانسور در هر کشوری از سالیان گذشته تاکنون در حال پیشرفت و گسترش بوده است. اکنون در هر ساختمان چندطبقه، حداقل یک آسانسور وجود دارد؛ مهم نیست آن ساختمان چند طبقه داشته باشد. آیا شما این تجربه را داشته اید که درب آسانسور را باز کرده و وارد آن شده باشید و پس از مدتی متوجه شوید که آسانسور به سمت مورد نظر شما حرکت نمیکند؟ مثلا شما قصد پایین رفتن و خروج از ساختمان را داشته اید، اما آسانسور به سمت طبقات بالایی حرکت میکند…
آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چه کسی یا چه چیزی آن را کنترل می کند که این کار و به این شکل انجام می شود؟ برای اینکه دید خوبی به شما در این مورد بدهیم، باید بدانید که در این موضوع نحوه برنامه نویسی PLC اهمیت پیدا میکند.
در PLC آسانسور، برنامه از پیش تعریف شده ای وجود دارد که در سیستم آسانسور در حال اجراست. این برنامه موقعیت فعلی آسانسور و طبقات مختلفی که درخواست آسانسور داده اند را تشخیص داده و آسانسور را در جهت مورد نیاز خود هدایت میکند. اینکه کدام طبقات اولویت داده شوند، یا اینکه درخواست فرد داخل آسانسور به درخواستهای افراد طبقات دیگر ارجحیت داده شود یا خیر، کاملا به برنامه نوشته شده برای PLC بستگی دارد.
این برنامه ها مجموعه ای از دستور العمل های منطقی نردبانی هستند که در PLC آسانسور بارگذاری می شوند. این کنترلرها معمولا در خود آسانسور قرار نمی گیرند، بلکه در یک مکان خاص معمولا در پشت بام ساختمان یا در یک اتاق خاص کنترلی به نام اتاق آسانسور تعبیه می شوند.
قبلا یک باور ساده لوحانه ای داشتم که احضار آسانسور به طبقه من، بر اساس اولویت انجام می شود؛ ولی اگر آسانسور از قبل در حال حرکت باشد یا فردی در آن باشد اینطور نخواهد بود. اکثر آسانسورها توسط PLCها برنامه ریزی و کنترل می شوند تا بهینه ترین مسیر را در هر لحظه انتخاب کرده و بر اساس همان انتخاب، به سمت جهت مناسب حرکت کنند.
اکنون فکر میکنم درک بهتری از PLCها بدست آورده باشید. در مورد پی ال سی تعریف دیگری را از وب سایت مرجع اتوماسیون صنعتی، ایران اتوماسیون ببینید:
می‌توان گفت پی ال سی (PLC) یک نوع کامپیوتر خاص است که برای کارکردی قابل اطمینان در شرایط صنعتی خاص طراحی شده است. شرایطی مثل دماهای بسیار بالا، رطوبت، خشکی و گرد و خاک. پی ال سی‌ها طراحی شده‌اند تا بتوانند فرآیندهای صنعتی را اتوماتیک کنند. کارهایی مثل خط مونتاژ در یک کارخانه تولیدی، فرآیندهای موجود در کارخانه‌های سنگ معدن یا تسویه‌خانه‌های فاضلاب و …
بر اساس این تعریف باز هم متوجه میشویم که این فناوری در اصل کاربردی صنعتی دارد ولی تا این حد توانسته در کاربردهای عمومی امروزی انسانها نیز راه پیدا کند.
با برخی دیگر از سیستمهای روزمره که از PLCها استفاده می کنند آشنا شوید:
قدرت PLC در کارواش های اتوماتیک
در هر شهر کوچک و بزرگ که تردد خودرو وجود داشته باشد، کارواشهای خودکار یا اتوماتیک هم وجود دارند. البته این ایستگاههای کارواش در شهرهای بزرگ بیشتر به چشم می آیند.
هنگامی که سوار بر خودروی خود وارد کارواش اتوماتیک می شوید، سیستم خودکار آن، آب را با محلولهای تمیزکننده مخلوط می کند. سپس شروع به تمیز کردن ماشینیِ سطح بدنه خودروی شما می کند.
از لحظه شروع به کار این سیستم تا پایانِ کار آن، هر فرآیند به دقت محاسبه و کنترل می شود. اینکه چه مقدار مایع تمیز کننده استفاده شود، چه میزان آب برای شستشو استفاده شود و … همگی دقیقا محاسبه شده و به شکل بهینه استفاده می شود.
تمامی این کارها توسط PLCها به صورت خودکار انجام می شود و عملاً تعامل انسانی فقط به فشردن یک دکمه برای شروع کار ختم می شود!
PLC و لذت بازی در شهربازی
بسیاری از مردم عاشق تجربه هیجان در ارتفاع و لذت بردن از تجربیات خطرناک ولی جذاب موجود در شهربازی ها هستند. بله مثلاً ترن هوایی یکی از این انتخاب هاست. جالب است بدانید که دستگاههای بسیاری در شهربازی ها از جمله ترن هوایی، توسط PLC کنترل می شود.
معمولا در ترن هوایی PLC کنترل اصلی را در بالا بردن ترن به عهده دارد. همچنین برای اقدامات ایمنی هم PLC کنترل را به نحوی انجام می دهد که سکوی صندلی افراد، به هیچ وجه تعادل خود را از دست ندهند. نقش PLC در بازی مهیجی مثل ترن هوایی بسیار پررنگ و حیاتی است!
کنترل دربهای اتوماتیک توسط PLC
شاید شما نیز زمانهایی را مخصوصاً در گذشته تجربه کرده باشید که در حال عبور از درب اتوماتیک به دلیل خطای آن، به آن برخورد کرده باشید. خوشبختانه امروزه کنترلرهای PLC بهتری با استفاده از سنسورهای داخلی قویتر در دوطرف درب تعبیه میشوند تا از بروز چنین اتفاقاتی کاملاً جلوگیری شود.
به طور کلی عملکرد درب اتوماتیک از طریق یک آشکارساز انجام می شود. مثلا یک پرتو نور شکسته شده و باعث می شود سیستم کنترلی درب، چیزی را در مقابل یا در بین دربها شناسایی کرده و از بسته شدن آن جلوگیری کند. باز همPLC نقش کنترلر اصلی را ایفا می کند.
حضور PLC در نوار نقاله فروشگاهها و فرودگاهها
در زمان پرداخت هزینه خرید خود در فروشگاهها، نوار نقاله خریدهای شما را به سمت صندوقدار اتوماتیک فروشگاه منتقل می کند. شرایطی را تصور کنید که هیچ کنترلری مثل PLC برای بررسی و چک کردن کالاها وجود نداشته باشد. در این صورت نوار نقاله فقط وظیفه جابجا کردن محدود کالاها را خواهد داشت. ولی در اصل وظیفه این سیستم کنترل کامل کالاها و محاسبه و ارائه صورتحساب دقیق به مشتری و به شکل خودکار است.
نوارهای نقاله بزرگتر را می توانید در فرودگاهها ببینید. جایی که چندین مسیر حرکتی برای پروازهای مختلف وجود دارد و PLC کنترلی وظیفه تشخیص مسیر درست هدایت بار را به عهده دارد.
حتی نوارهای نقاله غول پیکری وجود دارد که مصالح ساختمانی را انتقال می دهد. در این موارد هم نقش PLC بسیار تاثیرگذار و مهم است.
تقریباً به هر کجا که امروز نگاه کنید، PLC ها نقش مهمی در کنترل فناوری ایفا می کنند که از سبک زندگی پیشرفته ما ناشی شده است. از چراغ های راهنمایی گرفته تا ترن هوایی، مکانیسم های کنترلی قوی و قابل اعتمادی را برای ما فراهم می کنند که زندگی ما را با آسایش بیشتری پیوند داده است. می توان گفت مشهورترین تولیدکننده PLC در دنیا شرکت زیمنس است.
در پایان نگاه شما را به برخی دیگر از کاربردهای جذاب و صنعتی PLCها می اندازم:
- سیستم بسته‌بندی و برچسب‌گذاری در مواد غذایی و آشامیدنی
- سیستمهای خودکار پر کردن بطری‌ها از مایعات در کارخانجات
- سیستمهای بسته‌بندی و برچسب گذاری در صنعت دارویی
- سیستمهای حمل و نقل انسانی در بعد کوچک مثل پله برقی و آسانسور
- سیستم کنترل جرثقیل صنعتی
- سیستمهای مورد استفاده در صنایع شیشه
- در صنعت کاغذ برای تولید کاغذ، برگه کتابها و روزنامه‌ها
- در صنعت سیمان برای تولید و ترکیب مواد خام اولیه مختلف به منظور تولید سیمانِ با کیفیت
- کنترل سیستمهای زهکشی و پمپ‌های آب خودکار
- سیستم کنترل مبتنی بر زمان و تعداد برای یک ماشین صنعتی
- سیستم کنترل‌کننده دما یا رطوبت با استفاده از سنسورهای ورودی
- تشخیص عیب و محافظت از ماشین‌های صنعتی مثل موتور القایی
- سیستم توربین باد برای بیشترین کارایی، ثبت داده‌ها و برقراری ایمنی بالا
- سیستمهای مدیریت انرژی مثل دیگ بخار، کوره ذغال سنگ و …
- صنایع نفت و گاز برای کنترل فرآیندهای پاکسازی
- نیروگاه‌ها برای مانیتور و کنترل فرآیندهای مهم، بررسی سنسورهای ورودی و کنترل وسایل خروجی
