همانطور که در مقاله‌های قبلی باهم بررسی کردیم، PLCها مغز متفکر یک سیستم هستند که با استفاده از سنسورها، ورودی‌ها را دریافت می‌کند و براساس برنامه ای که برایش تعریف شده است، اطلاعاتِ‌دریافتی را پردازش کرده و دیتاهای خروجی را ارسال می‌نماید.
شرکت‌های بزرگ و معتبر زیادی امروزه PLC تولید می‌کنند که هرکدام از PLC های این شرکت‌ها به زبان و نوع مخصوص همان شرکت، برنامه‌نویسی می‌شوند. اما شاید بخواهید بدانید که پرکاربردترین زبان برنامه نویسی PLC ها کدام است؟ و برای آموزش برنامه نویسی PLC باید از کجا شروع کنید.
فهرست مطالب
ما در این مقاله قصد داریم درخصوص انواع زبان‌های برنامه نویسی PLC ها صحبت کنیم و مزایای استفاده از هرکدام را برایتان شرح دهیم. بنابراین در ادامه با میلان الکترونیک آسیا همراه باشید.
نقطه شروع زبان برنامه نویسی PLCها
از ابتدا شرکت های تولیدکننده PLCها به صورت انفرادی و براساس قوانین و مقررات خودشان PLCها را تولید کرده و هرکدام زبان برنامه نویسی مخصوص خود را داشتند، به مرور زمان با افزایش تعداد شرکت‌ها و زبان‌های برنامه نویسی متنوع، همچنین پیچیده‌تر شدن این زبان‌ها و کاربردهای گوناگونشان، کار برای مهندسین که باید با این PLCها در پروژه ها کار می‌کردند سخت‌تر شد. چرا که در هر پروژه ملزم به رعایت یک سری قوانین و نوع خاصی از برنامه نویسی سخت‌افزار بودند.
این امر منجر شد که IEC ( کمیسیون الکتروتکنیکی بین‌المللی ) یک سری قوانین واحد برای برنامه نویسی PLC ها تنظیم کند و تمام شرکت‌های PLC ملزم به رعایت این استاندارهای بین‌المللی باشند. البته به دلیل گستردگی زیاد زبان های مختلف برنامه نویسی، انتخاب یک زبان واحد غیرممکن بود، بنابراین پنج نوع زبان برنامه نویسی برای PLC ها تعیین شد.
- نمودار نردبانی (Ladder Diagram)
- نمودار توابع متوالی (Sequential Function Charts)
- نمودار بلوک تابع (Function Block Diagram)
- متن ساختاریافته (Structured Text)
- فهرست دستورالعمل (Instruction List)
بعد از تعیین این قوانین و زبان‌های برنامه نویسی، کار برای مهندسین ساده‌تر و در چارچوب مشخص‌تری پیش رفت، بنابراین استفاده از PLC ها افزایش یافته و محبوبیت آنها بیشتر شد. به مرور زمان این برنامه نویسی از درون PLCها به کامپیوترها انتقال یافت به این صورت که بعد از برنامه نویسی در کامپیوتر، برنامه به PLC انتقال یابد.
به این ترتیب روش های متنوعی برای تبدیل این پنج زبان به هم ابداع شده و حتی امروزه نیز با گسترش هوش مصنوعی، شاهد تحولات بزرگی در دنیای برنامه نویسی پی ال سی ها هستیم.
معرفی انواع زبان‌های برنامه نویسی PLC
برنامه نویسی Ladder Diagram (LD)
همانطور که از نام آن مشخص است این برنامه نویسی به صورت نردبانی که شامل دو ریل عمودی و تعدادی پله افقی می‌باشد، انجام می‌گیرد. در این زبان برنامه نویسی PLC، همواره شماتیک مدارهای رله به این ترتیب مدل می‌شود که یک سری صفحات افقی وجود دارند و از آنها ریل‌هایی عمودی عبور می‌کند.
ریل های عمودی نشان‌گر اتصالات الکتریکی هستند. بنابراین می‌توان ورودی ها را به نحوی کنترل و مدیریت کرد که خروجی‌های مطلوب دریافت شوند.
مزایای استفاده از زبان برنامه نویسی لدر
زبان لدر برای کاربردهایی کنترلی و توالی به شکل باینری بسیار مفید است و از آنجایی که به صورت سازمان یافته نوشته می‌شود به راحتی قابل کنترل و مدیریت است.
از دیگر مزایای این زبان برنامه‌نویسی PLC می‌توانیم به اشکال زدایی آسان آن اشاره داشته باشیم که منجربه پشتیبانی قوی و عیب‌یابی آسان و آنلاین سیستم می‌شود.
به صورت کلی اگر درک اولیه‌ای از منطق دیجیتال و عبارات شرطی دارید، یادگیری زبان برنامه‌نویسی Ladder Logic برای شما بسیار آسان و کاربردی خواهد بود. البته این زبان با معایب و مشکلاتی نیز همراه است.
معایب زبان برنامه‌نویسی لدر
به صورت کلی برنامه‌های پیچیده و طولانی که تعداد خطوط برنامه‌نویسی در آنها زیاد است، در زبان برنامه نویسی لدر دچار چالش های مدیریتی می‌شود. و مهم‌ترین مشکل این زبان در حال حاضر این است که دستوراتی مانند batching یا motion دارد که امروزه دیگر چندان توسط سیستم‌ها پشتیبانی نمی‌شوند.
از طرفی چون این زبان برنامه نویسی گرافیکی است، فضای بیشتری را اشغال کرده و زمان اجرای آن به نسبت سایر زبان های برنامه‌نویسی کندتر است.
شرکت میلان الکترونیک آسیا با سالها تجربه در زمینه هوشمند سازی و طراحی تابلوهای کنترل آماده ارائه مشاوره رایگان به شماست. می‌توانید سفارش تابلو برق را به صورت آنلاین ثبت کرده و یا با ما تماس بگیرید.
برنامه نویسی Sequential Function Chart (SFC)
این زبان برنامه‌نویسی PLC نیز مانند زبان لدر، گرافیکی است. اما به این صورت نوشته می‌شود که بلوک های کنترلی به صورت فلوچارتی تعریف شده و به ترتیب اجرا می‌شوند و هر بلوک وضعیت معینی از سیستم را کنترل می‌کنند.
این زبان به صورت مرحله به مرحله نوشته و اجرا می‌شود و از آن بیشتر در برنامه‌هایی که شرایط کنترل آنها به صورت ترتیبی می‌باشد، استفاده می‌شود.
مزایای برنامه نویسی جدول تابع متوالی
به صورت کلی اگر علاقه به برنامه نویسی گرافیکی دارید و سطح پروژه نیز بالاست، پیشنهاد میکنیم از این زبان برنامه نویسی PLC استفاده کنید زیرا این برنامه نویسی با داشتن مراحل، به راحتی قابل عیب یابی بوده و درک آسانی از فرایند کنترل سیستم را برایتان ایجاد می‌کند.
از طرفی به دلیل امکان جداسازی برنامه، می‌توان به راحتی هر بخش را شناسایی و ویرایش کرد. به این صورت که یک پروژه بزرگ را به چند بخش و مرحله کوچک‌تر تقسیم بندی کرده و به صورت نمودار توابع متوالی اجرایی کرد.
معایب برنامه نویسی جدول تابع متوالی
باوجود تمامی مزیت‌های زبان SFC در این زبان نیز با مشکلاتی مواجه هستیم. این زبان گاهی قابل تطبیق با برخی سیستم‌ها نیست و نمی‌توان از آنها در تمام پروژه‌ها استفاده کرد. از طرفی دستورات باید پشت سر هم باشند و این مسئله، کار را برای برنامه‌نویس دشوار می‌سازد.
یکی دیگر از معایب این زبان برنامه نویسی PLC این است که عیب‌یابی و پیاده‌سازی جریان‌های موازی با استفاده از نمودارهای SFC دشوار است.
برنامه نویسی Function Block Diagram (FBD)
این زبان برنامه نویسی نیز مانند دو زبان برنامه نویسی قبل، گرافیکی است و بیشتر از دستورات لدر لاجیک استفاده می‌کند. به صورت کلی این زبان برنامه نویسی PLC شامل بلوک هایی است که به صورت گرافیکی ترسیم شده و از طریق خطوط، بلوک های ورودی و خروجی به هم مرتبط می‌شوند.
زبان برنامه نویسی FBD نیز این امکان را به شما می‌دهد تا جریان سیگنالِ‌بین پردازش‌گرها را در برنامه‌ی نوشته شده مشاهده نمایید.
مزایای برنامه نویسی نمودار بلوک تابع
این برنامه نویسی PLC برای موشن کنترل (Motion Control) سازگار است و در سیستم هایی که به کارهای تکراری نیاز دارند استفاده می‌شوند. یکی دیگر از مزایای استفاده از این زبان برنامه نویسی PLC امکان کاهش حجم کدها با قراردادن و ادغام آنها در بلوک های مختلف می‌باشد.
معایب برنامه نویسی نمودار بلوک تابع
اگر برنامه موردنظر شما شامل کدهای زیادی است، باید توجه داشته باشید که چند مرحله اضافی را برای سازماندهی کردن نمودارهای بلوک تابع باید انجام گیرد.
اجرای چپ به راستِ یک برنامه FBD برای فرآیندهای پیوسته مناسب است؛ اما در برنامه‌هایی که می‌خواهیم ترتیب و توالی رویدادها را کنترل کنیم، استفاده از زبان برنامه نویسی FBD زمان‌بر خواهد بود.
برنامه نویسی Structured Text (ST)
زبان برنامه نویسی متن ساختاریافته، شباهت بسیار زیادی به برنامه نویسی به زبان C دارد و اگر پایه این برنامه نویسی را آموزش دیده باشید، آموزش برنامه نویسی ST یا STX برایتان آسان‌تر خواهد بود. این زبان برنامه نویسیPLC برخلاف سه زبان قبل، یک زبان مبتنی بر متن بوده و دارای سطح بالاست.
زبان برنامه نوسی ST قدرتمند بوده و می‌توان توابع دقیق و الگوریتم های پیچیده ریاضی را به راحتی در آن اجرا کرد. مثلثات، حساب دیفرانسیل، انتگرال و تجزیه و تحلیل داده‌ها را می‌توان در این زبان بسیار ساده‌تر از نمودار های نردبانی پیاده‌سازی کرد.
مزایای برنامه نویسی متن ساختاریافته
از آنجایی که زبان این برنامه نویسی در بین اکثر سیستم‌های کنترل، به صورت استاندارد شناخته می‌شود، می‌توان یک برنامه STX را به راحتی بین پلتفرم‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری متعدد پیاده‌سازی کرده و انتقال داد.
این زبان به دلیل انعطاف مناسب و سطح بالا بودن برای برنامه های محاسباتی و ریاضیاتی بسیار مناسب است، همچنین به دلیل استاندارد بودن فرمت های استفاده شده در این برنامه نویسی می‌توانیم به راحتی آن را ویرایش کنیم.
معایب برنامه نویسی متن ساختاریافته
در این زبان همانطور که اشاره شد، فقط کد دیده می‌شود و از نمایش گرافیکی خبری نیست، بنابراین اشکال یابی و اشکال زدایی برنامه در این نوع از برنامه نویسی یک کار پیچیده به حساب می‌آید. اعمال تغییرات به صورت آنلاین نیز در آن با چالش‌هایی همراه است.
برنامه نویسی Instruction List (IL)
در بیشتر موارد، زبان برنامه نویسی IL بسیار شبیه به زبان لدر اجرا می‌شود ولی به دلیل شباهت در مبتنی برمتن بودن، برخی آن را شبیه به زبان ST می‌بینند. این زبان برنامه نویسی PLC شامل یک سری دستورالعمل و خطوط کد است که در انتهای هر قسمت بخش ثبت نظر وجود داشته و می‌توان موارد لازم را در آنجا یادداشت کرد.
این کدها را می‌توان زمانی که نیاز به بهینه سازی زمان در سیستم وجود دارد، به صورت فشرده استفاده کرد.
مزایای برنامه نویسی فهرست دستورالعمل
در این زبان برنامه نویسی PLC نسبت به سایر زبان‌ها نیاز به حافظه کمتر و سرعت اجرای آن بیشتر است. از آنجایی که ساختار آن استاندارد است، درک راحت‌تری داشته و تغییرات آن حین اجرا کمتر است.
معایب برنامه نویسی فهرست دستورالعمل
این زبان برنامه نویسی از آنجایی که در اکثر پلتفرم های PLC در دسترس نیست، محبوبیت کمتری به ویژه در صنعت دارد، اشکال یابی و عیب زدایی آن به دلیل ساختار محدود کدها بسیار دشوار است.
برنامه نویسان در شرکت میلان الکترونیک آسیا با مهارت بالا و سالها تجربه در زمینه برنامه نویسان PLC آماده دریافت پروژه‌های صنعتی شما هستند. برای استعلام قیمت و خرید تابلو برق کافیست با ما تماس حاصل کنید.
شماره تماس مستقیم: 09127876515
محبوب ترین زبان برنامه نویسی PLC
هر پنج زبان برنامه نویسی که معرفی شد دارای محبوبیت بسیاری در زمینه های مختلف هستند ولی براساس تحقیقات انجام شده، زبان برنامه نویسی لدر با اختلاف از سایر زبان ها دارای محبوبیت بیشتری است. البته این به معنی عدم کاربرد سایر زبان‌ها نیست بلکه هر کدام از این زبان‌های برنامه نویسی در جایگاه و کاربرد خود استفاده می‌شوند .
زبان برنامه نویسی لدر در پی پیشرفت تکنولوژی از رله‌های فیزیکی به رله‌های منطقی و دیجیتال توسعه پیدا کرد و همین امر باعث شد که مهندسان و تکنسین‌های صنعتی از همان ابتدا با تغییرات همراه شدند و به خوبی این زبان را دنبال کرده و بر آن تسلط یافتند.
سخن پایانی
در این مقاله زبان های مختلف برنامه نویسی را باهم بررسی کردیم و از مزایا و معایب هریک صحبت کردیم که براساس نیاز پروژه می‌توان از هریک از زبان‌های برنامه نویسی PLC استفاده کرد.
اتوماسیون صنعتی
تأسیسات و تهویه مطبوع
آزمایشگاه اتوماسیون صنعتی و هوشمند سازی
آزمایشگاه ابزار دقیق
آزمایشگاه الکترونیک صنعتی
نظام نامه کنترل و تضمین کیفیت