انواع PLC کنترلر محبوب صنعتی + مزایا و معایب

به گزارش برق نیوز، در دنیای اتوماسیون صنعتی در حال حاضر یکی از اجزای اصلی PLC ها هستند. اما در واقع PLC چیست ؟

 PLC به معنی کنترلر منطقی قابل برنامه‌ریزی است. کنترل کننده‌ای که توانایی مدیریت انواع وظایف و امور صنعتی را به خوبی دارد. در این نوشته می‌خواهیم انواع آن را بررسی کنیم.

انواع PLC ها امروزه موجود هستند که هر یک از آنها دارای معایب و مزایای خاص خود می‌باشند. در اواخر سال 1960 این قطعات جایگزین سیستم های کنترلی مبنی بر رله شدند. قبل از این که این قطعات اختراع شوند تمام کنترل ها با استفاده از رله ها انجام می‌گرفتند.

در حقیقت رله دستگاهی الکترومکانیکی می‌باشد که متشکل از سیم‌پیچ و اجزای مکانیکی است. کنتاکت‌های خروجی تنها از طریق انتقال انرژی به سیم پیچ‌ها قابل کنترل هستند.

رله‌ها اجزای مکانیکی بسیار زیادی دارند و این قطعات ممکن است در معرض سایش و عملکرد نامناسب قرار گیرند. از این رو انواع PLC اختراع شدند و مورد استفاده قرار گرفتند. این امر باعث شد تا انواع PLC در صنایع مختلف به اجزای اصلی تبدیل شوند. در ادامه به بررسی انواع PLC و مزایا و معایب هر یک از آنها خواهیم پرداخت.

بررسی انواع PLC

در صورتی که برای کسب و کار تولیدی خود قصد خرید PLC را دارید و یا به فعالیت در این حوزه علاقه دارید بهتر است ابتدا با انواع PLC آشنا شوید. تنوع این قطعات در بازار بسیار زیاد است و هر یک از آنها دارای عملکرد خاص می‌باشند. از این رو برای انتخاب آنها باید موارد مختلفی را در نظر گرفت:

• تعداد ورودی و خروجی
• سرعت اجرای برنامه
• تعداد کانترها و تایمرها

انواع PLC به طور کلی به چهار دسته طبقه بندی می‌شوند که در ادامه به بررسی هر یک از آن ها به صورت جداگانه خواهیم پرداخت.

PLC کامپکت

معنای لغوی کامپکت فشرده است و در صنعت به معنای قرار دادن تغذیه، پردازشگر CPU و ورودی-خروجی‌های IO در یک قالب است. این PLC ها به صورت یکپارچه تولید شده‌اند. تعداد ورودی‌ها و خروجی‌ها در این نوع از PLC ها محدود است از این رو برای پروژه‌های متوسط گزینه مناسبی هستند.

مزایا و معایب PLC کامپکت

• از آنجا که در این نوع از PLC ها هر سه بخش ورودی، خروجی و CPU در یک قاب قرار گرفته‌اند به تجهیزات اضافه نیاز نخواهید داشت.
• قیمت این نوع از PLCها در مقایسه با مدل ماژولار بسیار پایین است.

هرچند این نوع از PLC ها دارای مزایای قابل توجه بسیار زیادی هستند اما باید به خاطر داشته باشید که استفاده از آنها با معایب نیز همراه می باشد.

 از مهمترین معایب این کنترلرها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت توسعه این نوع از کنترلرها محدود است.
• در صورتی که یکی از بخش‌های داخلی آن همچون ورودی، خروجی و پردازنده آسیب ببیند باید کنترلر را تعویض و یا تعمیر کنید.

PLC  ماژولار

از دیگر انواع PLC می توان به PLC ماژولار اشاره کرد. ماژول دارای معناهای مختلف و گسترده می‌باشد اما به طور کلی برای قطعات استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماژول در حقیقت یک بخش یا قطعه‌ای استاندارد است که به منظور ایجاد ساختار پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این نوع از کنترلرها بخش‌های تغذیه، پردازنده، ورودی و خروجی جدا هستند. در این نوع از کنترلرها بخش‌های استاندارد مختلف از جمله منبع تغذیه، پردازنده، ورودی و خروجی به صورت جداگانه انتخاب شده و در نهایت به یکدیگر متصل خواهند شد.

پی ال سی ماژولار بر خلاف PLCهای کامپکت از بخشهای مجزا تشکیل شده‌اند که کاربر باید آنها را در کنار یکدیگر قرار دهد. ساختار این کنترلر این قابلیت را برای کاربر فراهم آورده است تا بر اساس نیاز پروژه مورد نظر قطعات و بخشهای مختلف را انتخاب نماید. برای پیاده‌سازی سیستم‌های صنعتی بزرگ با تعداد ورودی و خروجی بسیار زیاد کنترلرهای ماژولار انتخابی هوشمندانه به نظر می‌رسند.

مزایا و معایب PLC ماژولار

از مهمترین مزایای این نوع از PLC ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انتخاب و افزودن ماژول‌های توسعه قابلیت مقیاس‌پذیری کنترلر را برای شما افزایش خواهد داد. در انواع PLC کامپکت در مقایسه با ماژولار این موضوع محدودتر است.
• در کنترلرهای ماژولار قابلیت افزودن ورودی و خروجی در مقایسه با PLC کامپکت بیشتر است.
• در کنترلرهای ماژولار عیب یابی در مقایسه با مدلهای کامپکت بسیار ساده‌تر و آسان‌تر است. جدا بودن ماژولها، قابلیت تعویض و تست آنها از مهمترین دلایل سادگی عیب یابی در این قطعات است.
• پس از عیب یابی کنترلرهای ماژولار می‌توان آنها را به سرعت جایگزین کرد و سیستم را دوباره راه‌اندازی کرد. این قابلیت ماژولارها هزینه و زمان مورد نیاز برای تعمیرات را تا حد قابل توجهی کاهش می‌دهد. این نکته را به خاطر داشته باشید که در صورت معیوب شدن کنترلرهای کامپکت تمام پروسه تا زمان تعمیر یا تعویض متوقف خواهد شد.

هرچند انواع PLC ماژولار دارای مزایای بسیار زیادی در مقایسه با مدلهای کامپکت‌ هستند اما این قطعات دارای معایبی نیز هستند.

• کنار یکدیگر قرار دادن ماژول‌ها به معنای برقراری ارتباط الکتریکی و دیتا است. عبور جریان از کارت برای تغذیه دیگر کارتها، دما را در کنترلر ماژول تا حد زیادی افزایش خواهد داد.
• ماژولها باید با ترتیب خاص در کنار CPU قرار گیرند. از این رو در این شرایط امکان قرار دادن فضای خالی بین ماژولها وجود نخواهد داشت.
• در صورت وجود مشکل در ماژولها ارتباط بین تغذیه و ماژولهای پس از آن با CPU از دست میرود.
• برای تعویض ماژولها باید کنترلر را خاموش نمایید. این امر به معنای توقف عملیات تا پایان تعمیرات و یا توسعه ماژولها می‌باشد.

رک ها از دیگر انواع PLC

از دیگر انواع PLC می‌توان به رک ها اشاره کرد. در کنترلرهای رک برای نگهداری و ذخیره‌سازی وسایل، یک چارچوب وجود دارد. رک به بخشی از سخت‌افزارها اشاره دارد که انواع ماژولهای مختلف روی آن قرار می‌گیرند. در حقیقت بخشهای پردازنده، ورودی و خروجی در این کنترلرها به صورت ماژولار طراحی و تولید شده‌اند. نحوه ارتباط آنها با یکدیگر کاملا متفاوت است. در این نوع از کنترلرها ماژول‌ها اتصال فیزیکی به یکدیگر ندارند و روی یک شاسی قرار گرفته‌اند. انواع PLC رک شباهت بسیار زیادی به ستون فقرات سیستم دارند از این رو با استفاده از آنها به سیستم‌های یکپارچه دست خواهید یافت.

صفحه‌ای با شیارهای مختلف در انواع PLC رک وجود دارد که کارتها به صورت عمودی روی آن نصب شده‌اند. این امر بین کارت، منبع تغذیه و CPU ارتباط ایجاد می‌کند و دیگر نیازی به اتصالات اضافه نخواهید داشت. ماژولها در انواع PLC رک روی یک شاسی قرار گرفته‌اند.

 ارتباط و تغذیه ماژولها از طریق رک امکان جابجایی کارتها را به سادگی ایجاد کرده است. در این حالت می‌توان از فضای خالی بین ماژولها استفاده کرد و خوشبختانه این امر در عملکرد سیستم رک اختلالی ایجاد نخواهد کرد.

از مهمترین مزایای این مدل از کنترلرها می‌توان به امکان استفاده از دو CPU اشاره کرد. در این کنترلرها در صورتی که یکی از CPUها با مشکل مواجه شود منبع تغذیه دیگر وارد عمل خواهد شد. از این رو عملکرد سیستم بدون توقف ادامه خواهد یافت. این کنترلرها قیمت بسیار بالایی دارند از این رو تنها در سیستم‌های حساس مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بررسی مزایا و معایب انواع PLC رک

از مهمترین مزایای انواع PLC رک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت بسیار بالای استفاده از ورودی و خروجی
• امکان شناسایی و تعویض ماژولهای معیوب در انواع PLC رک بسیار ساده است.
• در این نوع از کنترلرها ماژولها از لحاظ تغذیه و ارتباط به یکدیگر وابسته نیستد.
• در لحظه کار امکان تعویض کارت و یا ماژولها در انواع PLC رک وجود دارد.
• در این نوع از کنترلرها باس تغذیه و اطلاعات وجود دارد از این رو حرارت این نوع از PLCها در مقایسه با دیگر مدلها کم است.

بزرگترین ایراد این کنترلرها در مقایسه با دیگر انواع قیمت نسبتا بالای آن است.

انواع PLC مینی

همانطور که از نام PLC مینی مشخص است ابعاد این کنترلرها کوچک است. کوچک بودن آنها باعث شده است تا محدودیت‌های زیادی داشته باشند. از جمله این محدودیتها می‌توان به وجود ورودی-خروجی‌های کم در آنها اشاره کرد. محدودیت‌های این نوع از PLCها باعث شده است تا برای پروژه‌های بزرگ مناسب نباشند از این رو اغلب در پروژه‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در نهایت پیشنهاد می‌کنیم با توجه به نیاز و بودجه خود، تعداد ورودی-خروجی‌ها، پارامترهای مهم مورد نظر شما، سطح عملکرد مورد انتظار و در نهایت محدودیتهای فیزیکی نظیر ابعاد و... تصمیم به انتخاب کنترلر مورد نظرتان بگیرید.

این مقاله از وب سایت ایران اتوماسیون، مرجع فارسی زبان اتوماسیون صنعتی برگرفته شده است. حتما برای آشنایی بیشتر با کنترل کننده‌ها و حوزه اتوماسیون صنعتی به آدرس زیر مراجعه فرمایید:

http://iranautomation.com/industrial-automation