در گذشته‌ی چند سال اخیر، پی ال سی به یک عنصر بسیار مهم در فرآیندهای صنعتی تبدیل شده است؛ این امکان را فراهم کرده است که سیستم‌های پیچیده‌تری وجود داشته باشد و به ما امکانات بیشتری برای کنترل یک فرآیند صنعتی بدهد.
با تقاضای مداوم برای سرعت و قدرت بیشتر پی ال سی برای دستیابی به انواع مختلفی از فرآیندها، نیاز به برنامه‌نویسی آسانتر و سریع‌تر برای پی ال سی افزایش یافته است. و به همین دلیل تولیدکنندگان شروع به توسعه زبان‌های برنامه‌نویسی جدید برای تطبیق با نیازهای مختلف کردند.
در این مقاله، با پنج زبان برنامه‌نویسی مختلف برای پی ال سی و مزایا و معایب هر کدام آشنا خواهیم شد.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
در اطلاعات پیشین، زبان‌های برنامه‌نویسی پی ال سی متفاوت چیست؟
با توجه به استاندارد IEC (کمیسیون بین‌المللی الکتروفنیک)، بخش 61131-3 استاندارد پنج زبان پی ال سی تایید شده وجود دارد، این بخش از استاندارد IEC 61131 نحوه‌ی نحو و معناشناسی مجموعه‌ی یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی متحد برای کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) را مشخص می‌کند.
این زبان‌ها شامل:
- دو زبان متنی
- IL (لیست دستورات)
- ST (متن ساختاری)
- دو زبان گرافیکی
- LD (نمودار پله‌ای)
- FBD (نمودار بلاک کاری)
- SFC (نمودار تابع توالی)
نمودار پله‌ای (LD)
نمودار پله‌ای یا منطق پله‌ای محبوب‌ترین و پرکاربردترین زبان برنامه‌نویسی پی ال سی است، این زبان برای تقلید از سیستم‌های منطقی رله‌های سخت‌سیم شده طراحی شده است، و به همین دلیل برای برقکاران و مهندسان برق بسیار آسان قابل خواندن و درک است.
منطق پله‌ای به راحتی قابل خواندن، توضیح دادن و عیب‌یابی در حالی که سیستم شما آنلاین است، می‌باشد. اما محدودیت‌هایی دارد، چرا که شما فقط می‌توانید از بلاک‌هایی استفاده کنید که تعریف شده‌اند. همچنین برای کنترل حرکت یا دسته‌بندی عالی نیست و منطق شما ممکن است برای انجام برخی وظایف، پیچیده شود.
مزایای نمودار پله‌ای
- آسان برای خواندن و توضیح دادن.
- امکان عیب‌یابی و ویرایش آنلاین.
معایب نمودار پله‌ای
- برای برخی وظایف مانند کنترل حرکت و دسته‌بندی مناسب نیست.
- برنامه‌نویسی منطق پله‌ای
نمودار بلاک کاری (FBD)
نمودار بلاک کاری (FBD) دومین زبان محبوب‌تر پی ال سی است، بلاک‌های برنامه به هم متصل می‌شوند تا منطق شما را شکل دهند. بسته به اندازه سیستم شما، FBD ممکن است یا نباشد گزینه بهینه.
اگر سیستم شما نیاز به برنامه‌ریزی کنترل حرکت بسیار وظایف تکراری دارد، آنگاه FBD می‌تواند رویکرد مستقیم باشد.
با این حال، اگر برای ایجاد کد زیادی نیاز دارید، باید چند مرحله اضافی بردارید تا نمودارهای بلاک کاری (FBD) را منظم نگه دارید. زیرا می‌توانید بلاک‌ها را در هر جایی قرار دهید، این نمودارها به راحتی پرت و غیرمنظم می‌شوند.
مزایای نمودار بلاک کاری
- مناسب برای کنترل حرکت.
- بلاک‌های بصری آسانتر قابل خواندن هستند.
- می‌توانید خطوط زیادی از برنامه‌نویسی را ترکیب کنید و آن‌ها را در یک بلاک قرار دهید.
معایب نمودار بلاک کاری
- کد می‌تواند بسیار پرت و غیرمنظم شود.
- منطق ممکن است سخت باشد برای عیب‌یابی.
لیست ساختاری (ST)
لیست ساختاری (ST) زبان برنامه‌نویسی سطح بالا مانند Basic، Pascal، و C است. این بسیار قدرتمند است و مناسب برای وظایف پیچیده‌ی تابعی ریاضی و تجزیه و تحلیل داده‌هاست.
لیست ساختاری یک زبان مبتنی بر متن است، بنابراین باید هر خط کد را بنویسید. این زبان از توابع مانند IF، WHILE، FOR، و CASE استفاده می‌کند.
مزایای لیست ساختاری
- مناسب برای منطق پیچیده و وظایف کنترل داده‌ها.
- بسیار منظم و عالی برای محاسبات ریاضی بزرگ.
- انعطاف‌پذیرتر از منطق پله‌ای.
معایب لیست ساختاری
- syntax می‌تواند سخت باشد اگر با زبان‌های سطح بالا مانند C آشنا نباشید.
- عیب‌یابی و ویرایش آنلاین سخت است.
لیست دستورات (IL)
لیست دستورات (IL) دومین زبان متنی است که می‌توانید برای برنامه‌نویسی پی ال سی خود استفاده کنید؛ همان‌طور که از نامش مشخص است، شما می‌توانید منطق خود را به صورت یک لیست دستورات در این زبان بنویسید.
هر دستور به صورت یک خط جدید نوشته می‌شود. لیست دستورات (IL) یک زبان سطح پایین است و شباهت زیادی به مونتاژ دارد. می‌توانید هرگونه توضیحی را در انتهای هر دستور اضافه کنید.
مزایای لیست دستورات (IL)
- بسیار مفید برای کد‌های فشرده.
- بسیار مفید برای کد‌های زمان-حیاتی.
- بسیار سریع و از حافظه کمتری استفاده می‌کند.
معایب لیست دستورات (IL)
- کمی محدود است زمانی که به ساختار کد می‌رسد.
- دشوارتر برای عیب‌یابی و رفع خطاها است.
- بیشتر در معرض خطاهای زمان اجرا قرار می‌گیرد و می‌تواند منجر به حلقه‌های بی‌نهایت شود.
نمودار تابعی متوالی (SFC)
نمودار تابعی متوالی (SFC) یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی پی ال سی است که از بلاک‌های گرافیکی برای منطق استفاده می‌کند، اما در SFC هر بلاک یک مرحله نامیده می‌شود و کد شما در این مرحله باقی می‌ماند و دستوراتی که در آن است اجرا می‌شود تا شرطی برای انتقال به مرحله بعدی برآورده شود و منطق به مرحله بعدی حرکت کند.
این مفهوم مشابه یک نمودار جریان است، به همین دلیل کلمه “نمودار” در SFC وجود دارد.
تصمیم برای انتقال به مرحله بعدی از منطق SFC شما ممکن است بر اساس زمان‌بندی، یک فاز خاص از فرآیند یا وضعیت فیزیکی تجهیزات باشد.
بر خلاف یک نمودار جریان سنتی، SFC می‌تواند مسیرهای متعدد (شاخه‌ها) داشته باشد، و شما می‌توانید از شاخه‌ها برای اجرای چندین مرحله به صورت همزمان استفاده کنید.
مزایای نمودار تابعی متوالی
- مفید برای فرآیندهای بزرگ که می‌توانید آن‌ها را به مراحل اصلی تقسیم کنید.
- عیب‌یابی آنلاین آسانتر، زیرا می‌توانید دقیقاً ببینید که منطق شما در کدام مرحله متوقف شده است.
- بسیار سریع برای طراحی فرآیند شما.
معایب نمودار تابعی متوالی
- با هر برنامه ای سازگار نیست.
چرا زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی پی ال سی وجود دارد؟
– اولاً، تعداد زیادی نیست، و با تعداد زیاد تولید کنندگان پی ال سی و تعداد بیشتر مدل‌های پی ال سی، خوب است که استاندارد IEC فقط این 5 زبان را مجاز کرده است، در غیر این صورت هر تولید کننده از زبان خاص خود استفاده می‌کرد و این باعث می‌شد که برنامه‌نویسان و همچنین ادغام برندها با یکدیگر بسیار دشوار شود.
– دیگر نکته این است که این زبان‌ها به طور طبیعی توسعه یافته‌اند زمانی که تکامل اتوماسیون به نیازهای جدید برنامه‌نویسی پی ال سی برای حلول سریع‌تر و آسانتر برای نیازهای فرآیندهای صنعتی نیاز داشت و هنگامی که نیازهای اتوماسیون جدید به چالش تبدیل شدند برای زبان‌های قدیمی پی ال سی.
برای مثال، نیاز به FBD زمانی پیش آمد که منطق ما به اندازه‌ای بزرگ شد که نیاز به نمایش آن به صورت بلاک‌ها بود تا خواندن و درک آن آسانتر باشد. همچنین، زمانی که نیاز به انجام محاسبات ریاضی پیچیده‌تر و برخورد راحت‌تر با داده‌ها بود، نیاز به ST نمایان شد. و همچنین با SFC، آسانتر بود برنامه‌ریزی فرآیندهای بزرگ را انجام دهیم یک‌بار که آن‌ها را به بخش‌های کوچک‌تر یا STEPs تقسیم می‌کنیم.
بنابراین می‌توانید ببینید که هر زبان برنامه‌نویسی پی ال سی برای برخی از برنامه‌ها مهم و لازم است.
کدام زبان برنامه‌نویسی پی ال سی بهترین است؟
اگرچه منطق نمودار پله ای هنوز هم زبان بیشتر استفاده شده توسط برنامه‌نویسان پی ال سی است، و به دلایل خوبی است، زیرا می‌توانید از LAD برای برنامه‌نویسی تقریباً بیشتر منطقی که برای برنامه‌ی شما نیاز دارید، استفاده کنید، بخش کوچکی از منطق شما ممکن است به زبان‌های دیگر مانند SFC یا ST نیاز داشته باشد.
بنابراین برای برنامه‌های کوچک می‌توانید به LAD اعتماد کنید و تقریباً همیشه کافی خواهد بود، اما هنگامی که فرآیند اتوماسیون شما بزرگتر و پیچیده‌تر می‌شود، باید شروع به در نظر گرفتن گزینه‌های دیگر کنید.
یک شیوه عملی این است که سعی کنید از چندین زبان در منطق خود استفاده کنید، تا بتوانید از قدرت هر کدام بهره‌برید.
نتیجه‌گیری
- 5 زبان برنامه‌نویسی پی ال سی توسط استاندارد IEC تأیید شده است.
- زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی پی ال سی برای پیگیری تکاملات و نیازهای اتوماسیون صنعتی توسعه یافته‌اند.
- هیچ زبان برنامه‌نویسی پی ال سی بهترین نیست، اما برای هر برنامه اتوماسیونی بهترین انتخاب وجود دارد.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
