زبان‌های برنامه‌نویسی PLC

زبان‌های برنامه نویسی PLC یا همان کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر، ابزارهای بسیار قدرتمندی برای توسعه و پیاده‌سازی برنامه‌های کنترلی در صنایع هستند. PLC یک سیستم کنترل رایانه ای صنعتی است که به طور مداوم اطلاعات دستگاه های ورودی را بررسی کرده و بر اساس برنامه نویسی انجام شده، برای کنترل (خاموش و روشن کردن) وضعیت دستگاهای خروجی تصمیم گیری می‌کند. در این مطلب سه زبان برنامه‌نویسیPLCیعنی زبان‌های LAD ، SFC و ST و کاربرد آن‌ها در صنایع گوناگون، بررسی می‌شوند.

با استفاده از این نوع سیستم کنترل، می توان راندمان هر خط تولید، دستگاه یا فرآیند صنعتی را بهبود بخشید. با این وجود، بزرگترین مزیت PLC، توانایی تغییر و تعمیم عملیات یا فرآیند، هنگام جمع آوری و انتقال اطلاعات است. یکی دیگر از مزایای سیستم PLC وجود مدل های ماژولار آن است. PLC های ماژولار با اضافه کردن کارت های DI, DO, AI, AO با توجه به CPU که این سخت افزار داراست میتوان تعداد ورودی و خروجی ها را اضافه کرد. این مزیت در پروژه هایی که امکان اضافه شدن تعداد ورودی و خروجی ها همواره وجود دارد می تواند بسیار مفید باشد.

آشنایی با برنامه نویسی PLC

بطور کلی 5 زبان برنامه نویسی پی ال سی به شرح زیر وجود دارد:

1. (LAD) Ladder Diagram

2. (SFC) Sequential Function Charts

3. (IL) Instruction List

4. Function Block Diagram (FBD)

5. Structured Text (ST)

(LAD) Ladder Diagram

زبان نمادین شماتیک یا به انگلیسی Ladder Diagram (LD) ، از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی PLC است. گرافیک این زبان بر اساس ایده‌های اولیه از نمادهای الکتریکی (رله ها و سوئیچ های مکانیکی) گرفته شده و به خاطر سازماندهی ساختاری خود به عنوان زبان استاندارد برنامه‌نویسی PLC شناخته می‌شود.

اولین طرح در این نردبان، دو خط عمودی است که نمودار، بین این دو خط پیش می رود. ارتباطات عمودی بین این دو خط را درست مثل نردبان فیزیکی، پله می‌نامند. درست مثل نردبان فیزیکی. بیش تر اوقات برنامه همراه با یک برنامه HMI و بر روی رایانه اجرا می شود. خواندن این نمودار از چپ به راست و از بالا به پایین است و برای آنکه فعال کردن خروجی در سمت راست، باید تمام المان‌های سمت چپ اکتیو شده باشند.

در این زبان برنامه نویسی برخی از دستورات در دسترس نیستند زیرا تنها می توانید از بلوک های تعریف شده ای استفاده نمایید و این امر ممکن است که برنامه نویسی را دشوار نماید. در مقابل خواندن و برطرف کردن اشکال در این زبان در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی PLC آسان تر می باشد.لازم به ذکر است که ابزارهای عیب یابی آنلاین در بر طرف کردن عیوب می تواند بسیار کارآمد باشد.

وضوح بسیار بالایی که LD در ارتباط با اتصالات و عملکردهای سیستم فراهم می‌کند، زبان را برای برنامه‌نویسان تازه‌وارد به برنامه‌نویسیPLC بسیار آسان و قابل فهم می‌کند.

مهمترین کاربردهای LD برنامه‌نویسی و کنترل سیستم‌های گرمایش و تهویه مطبوع، خطوط تولیدی، رباتیک، سیستم‌های انتقال، توزیع و ... است.

(SFC) Sequential Function Charts

زبان نمادین تابع ترتیبی یا به انگلیسی Sequential Function Chart (SFC) از دیگر از زبان‌های برنامه‌نویسیPLC است که به صورت گرافیکی نشان داده می‌شود. درSFC، و از یک چرخه پیوسته برای کنترل و پیگیری فرآیندها استفاده می‌شود. این زبان برای برنامه‌نویسی و کنترل فرایندهای پیچیده کاربرد دارد که نیاز به ترتیب و شرایط مشخص دارند.

یکی از مزایای اصلیSFC تقسیم فرایند به قسمت‌های کوچکتر و انجام پیگیری و کنترل بهتر فرایندها است. همچنین قابلیت انتقال آسان از یک حالت به حالت دیگر و امکان استفاده از رویدادها و شرایط مختلف به صورت گرافیکی از ویژگی‌های مهم SFC است.

این زبان برنامه نویسی از باکس ها (Steps) یا پله ها که توابعی تشکیل شده از برنامه و رویدادهای داخلی با هر زبان برنامه نویسی هستند و دستوراتی به نام Transitions تشکیل شده است که برای حرکت از یک مرحله به مرحله بعد با تعریف شرایطی خاص مورد استفاده قرار می گیرند. برای همزمانی چند مرحله نیز از شاخه ها استفاده می شود.

کاربردهای اصلیSFC در سیستم‌های هوشمند و سیستم‌های کنترل و اتوماسیون پیچیده است. این زبان برای کنترل سیستم‌های پیچیده و متناوب که نیاز به ترتیب و کنترل دقیق دارند بسیار موثر است.

(IL) Instruction List

یک زبان بسیار نزدیک به زبان ماشین PLC عمل می‌کند و به کمک دستورات و عملگرهای ساده و کارا، به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که تحت مستقیم ترین کنترل ورودی‌ها و خروجی‌های PLC عمل کنند.

این زبان در واقع یک زبان برنامه‌نویسی اسمبلی است که در آن برنامه‌ها به صورت لیستی از دستورات کنترلی و عملیاتی نوشته می‌شوند. برنامه‌نویسان باید با توجه به آدرس‌های حافظه حقیقی PLC، دستورات کنترلی را تعریف کنند و برنامه‌های خود را اجرا کنند.

استفاده از IL برای برنامه‌نویسان حرفه‌ای که به برنامه‌نویسی و کنترل سیستم‌های صنعتی و اتوماسیون مسلط هستند، بسیار مفید است. این زبان به آن‌ها امکان می‌دهد که برنامه‌های دقیق و بهینه برای کاربردها خاص برنامه‌نویسی کنند.

از جمله مزایای IL می‌توان به سرعت اجرا، دقت بالا و امکان کنترل دقیق بر روی ورودی‌ها و خروجی‌های PLC اشاره کرد.

برای آشنایی با سایر زبان‌های مهم در برنامه نویسیPLC هم چونStructured Text (ST) وFunction Block Diagram (FBD) ، مقاله "معرفی 5 زبان برنامه نویسی پی ال سی" شرکت نیکسا را در لینک زیر بخوانید...