PLC از عبارت Programmable Logic Controller گرفته شده است و همانطور كه از این عبارت استنباط می شود، كنترل كننده نرم افزاری است كه ورودی های آن اطلاعات را به صورت دیجیتال یا آنالوگ دریافت می كند و پس از پردازش فرمانهای مورد نظر به محركها ارسال می شود. البته در نظر داشته باشید آنچه كه وارد بخش پردازش مركزی می شود اطلاعات دیجیتال است، یعنی اگر ورودی ها آنالوگ باشند با گذر از A/D، معادل دیجیتال آنها وارد واحد پردازش مركزی می شود. در یك سیستم PLC ورودی ها و خروجی ها هیچ ارتباط فیزیكی با هم ندارند. به بیان ساده‌تر PLC نقش یك واسطه را بازی می كند. بخشهای مختلف PLC شامل منبع تغذیه، واحد پردازش مركزی، واحد ورودی، واحد خروجی و واحد برنامه ریز (PG) می‌باشد.

سادگی ایجاد تغییرات و توانایی گسترده یك سیستم اتوماسیون صنعتی كه در آن PLC به عنوان كنترل كننده مركزی به كار گرفته شده است به طراحان ماشین این امكان را می دهد آنچه را در ذهن دارند در اسرع وقت بیازمانید و به ارتقای كیفیت محصول تولیدی خود بپردازند. كاری كه در سیستم های قدیمی معادل صرف هزینه و بخصوص زمان بود؛ بطوریكه باعث می شد هیچگاه ایده های نو به مرحله عمل در نیاید، به راحتی در این نوع سیستم قابل اجراست. در بخشهای بعدی ضمن نگاهی به تاریخچه PLC، به مقایسه PLC با سایر سیستم های كنترل و انواع آن و بررسی عملكرد اجزاء PLCمی پردازیم.

1-1) تاریخچه PLC

نخستین گامها برای ساخت و استفاده از PLC در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 میلادی برداشته شد. شركتBedford Association كه بعد به نام Modicon تغییر نام داد و همزمان با آن شركت Allen-Bradly كه در سال 1969 اولینPLC را عرضه كردند را می توان پیشگامان ارایه PLC دانست.

اولین نمونه های PLC به ورودی خروجی های دیجیتال و دستورات منطقی ساده اكتفا كرده‌بودند. بتدریج نمونه‌های كاملتری عرضه‌شدند كه تعداد ورودی خروجی‌های بیشتری دارا بودند. قابلیت ورودی و خروجی آنالوگ داشتند و از دستورات پیچیده‌تری بهره می بردند. قوم های بعدی امكان تشكیل شبكه ای از PLCهای كوچك برای كنترل پروسه های بزرگ و به كارگیری كارت های كنترل كننده PID، Communication و… را فراهم ساخت.

1-2) قابلیتها و امكانات مورد نیاز PLC

از آنجا كه PLC ها اصولاً برای سیستم های صنعتی طراحی شده اند و باید توان جایگزینی سیستم های قدیمی را دارا باشند، باید امكانات و قابلیت هایی كه در مورد PLC در نظر گرفته شود. در این بخش به این موارد اشاره كرده و در جای خود به توضیحات بیشتر می پردازیم.

1-2-1) ایمنی نسبت به نویز

محیط صنعتی بدلیل وجود دستگاههای مختلف كه با ولتاژها و جریانهای بالا كار می كنند و بر محیط اطراف خود تاثیرات الكترومغناطیسی گسترده ای می گذارند، محیطی آلوده به نویز است. بدیهی است برای آنكه PLC قادر به كاركردن در این محیط باشد نیاز به ایمن سازی نسبت به این نویزها دارد.

1-2-2) ساختار قابل گسترش

چنانچه اشاره شد PLC یك سیستم عمومی است كه انتظار می رود از عهده كنترل سیستم های مختلف بر آید. ساختار قابل گسترش این امكان را فراهم می آورد كه كم و زیاد كردن واحدهای ورودی وخروجی با قابلیت های گوناگون و ایجاد تغییرات و انعطاف در برابر سیستم های مختلف بسادگی امكان پذیر باشد.

در PLCهای جدید می توان به راحتی و با هزینه مناسب نسبت به كار خواسته شده واحدهای مختلف از قبیل Analog I/O و… را به سیستم اضافه كرد.

1-2-3) سطوح سیگنال و اتصالات ورودی- خروجی استاندارد

ساختمان مدولار PLC و امكان گسارش و اضافه كردن مدولهای مختلف نیاز به یك استاندارد برای سطح ولتاژ و اتصالات را می طلبد تا واحدهای مختلف بهنگام اتصال به یكدیگر مشكلی بوجود نیاورده و با هم سازگار باشند.

1-2-4) ایزولاسیون

از آنجا كه سیگنالهای ورودی و دستگاههای خروجی از ولتاژ و جریانهای به مراتب بالاتر از جریان و ولتاژ مدارهای دیجیتال برخوردارند. برای آنكه این ولتاژها و جریانها روی قسمت های دیجیتال مدار تاثیر نداشته باشند و باعث آسیب دیدن سیستم نشوند، باید به نوعی جداسازی این دو بخش انجام شود. این عمل معمولاً توسط اپتوكوپلر و رله های در ورودی خروجی ها انجام می گیرد. بدین ترتیب ارتباط الكتریكی ورودی خروجی از مدار دیجیتال قطع شده و ایزولاسیون مناسبی صورت خواهد گرفت.

1-2-5) سهولت برنامه ریزی و تغییر برنامه PLC در محیط صنعتی

یكی از مزایای سیستم صنعتی مناسب، سهولت برنامه ریزی و قابلیت انعطاف‌پذیری فوق العاده آن می باشد بطبع این امكان باید در PLC بعنوان سیستمی فراگیر در صنعت پیش بینی شده باشد. برای این منظور از كامپیوتر شخصی یا برنامه ریز مخصوص (PG) استفاده می شود.

1-2-6) سهولت و سادگی زبان برنامه نویسی

یكی از اهداف طراحان PLC قابلیت برنامه ریزی PLC توسط افرادی غیر متخصص با معلوماتی در حد تكنسین ها است. برای تامین این هدف، زبانهای PLC بسیار ساده، قابل فهم و منطبق با نیازهای صنعتی و مدارات فرمان در نظر گرفته شده‌اند كه در مدت بسیار كوتاهی قابل یادگیری می باشند.

سادگی ایجاد تغییرات و توانایی گسترده یك سیستم اتوماسیون صنعتی كه در آن PLC به عنوان كنترل كننده مركزی به كار گرفته شده است به طراحان ماشین این امكان را می دهد آنچه را در ذهن دارند در اسرع وقت بیازمانید و به ارتقای كیفیت محصول تولیدی خود بپردازند. كاری كه در سیستم های قدیمی معادل صرف هزینه و بخصوص زمان بود؛ بطوریكه باعث می شد هیچگاه ایده های نو به مرحله عمل در نیاید، به راحتی در این نوع سیستم قابل اجراست. در بخشهای بعدی ضمن نگاهی به تاریخچه PLC، به مقایسه PLC با سایر سیستم های كنترل و انواع آن و بررسی عملكرد اجزاء PLCمی پردازیم.

1-1) تاریخچه PLC

نخستین گامها برای ساخت و استفاده از PLC در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 میلادی برداشته شد. شركتBedford Association كه بعد به نام Modicon تغییر نام داد و همزمان با آن شركت Allen-Bradly كه در سال 1969 اولینPLC را عرضه كردند را می توان پیشگامان ارایه PLC دانست.

اولین نمونه های PLC به ورودی خروجی های دیجیتال و دستورات منطقی ساده اكتفا كرده‌بودند. بتدریج نمونه‌های كاملتری عرضه‌شدند كه تعداد ورودی خروجی‌های بیشتری دارا بودند. قابلیت ورودی و خروجی آنالوگ داشتند و از دستورات پیچیده‌تری بهره می بردند. قوم های بعدی امكان تشكیل شبكه ای از PLCهای كوچك برای كنترل پروسه های بزرگ و به كارگیری كارت های كنترل كننده PID، Communication و… را فراهم ساخت.