چگونه بخش کنترل صنعت را بدست بگیریم؟
اگر بخواهیم درباره آینده صنعت صحبت کنیم، بخش کنترل مهم‌ترین بخش مطلب خواهد بود. کنترل یعنی توانایی درک، تصمیم‌گیری و هدایت یک فرآیند صنعتی که بدون دخالت انسان پیش می‌رود. در این مسیر نرم‌افزارها و ابزارها مانند پل میان انسان و ماشین قرار دارند که جهت تبدیل ایده‌های کنترلی به واقعیت، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله نقشه راهی برای کسانی که می‌خواهند بخش کنترل صنعت را بدست بگیرند، طراحی نموده‌ایم. همچنین به چگونگی آموزش مفاهیم پایه تا اجرا پروژه‌های واقعی می‌پردازیم.
اهمیت کنترل صنعت
در گذشته، بسیاری از فرآیندهای تولیدی به صورت دستی انجام می‌شد. با رشد فناوری‌ها و تکنولوژی، سیستم‌های خودکار ماشینی به دلیل برخورداری از قابلیت‌های همچون دقت، سرعت و تکرارپذیری، جایگزین نیروی انسانی شده‌اند. در این میان، کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر نقش کلیدی ایفا می‌کنند. PLC ها به صنایع کمک می‌کنند که خطاهای انسانی کاهش یابند و سرعت تولید بالا برود. همچنین با کمک PLC کیفیت محصول ثابت مانده و کمک می‌کند که داده‌های فرآیند به درستی جمع‌آوری شوند تا برای تحلیل و بهینه‌سازی مورد استفاده قرار بگیرند.
به بیان ساده، کسی که کنترل صنعت را بفهمد، می‌تواند بر روند تولید به خوبی مسلط شود. این همان جایی است که آینده‌ی مهندسی صنعت رقم می‌خورد.
آشنایی با PLC
PLC (Programmable Logic Controller) یک کنترل‌کننده دیجیتال است که وظیفه دارد ورودی‌ها را از حسگرها دریافت کند و آن‌ها تحلیل کند. و در مرحله بعد، براساس برنامه‌ای که در حافظه‌اش ذخیره شده است، خروجی‌های مناسب را فعال کند. PLCها از منطق دیجیتال استفاده می‌کنند، اما بسیاری از مدل‌ها سیگنال‌های آنالوگ را هم پشتیبانی می‌کنند تا بتوانند داده‌هایی مانند دما یا فشار را تحلیل کنند. برنامه‌نویسی PLC نقش حیاتی در اتوماسیون صنعتی ایفا می‌کند و به فرآیندهای پیچیده امکان عملکرد موثر و قابل اعتماد را فراهم می‌کند. از این رو آموزش پی ال سی به طور اصولی منجر به افزایش بهره‌وری و بهبود ایمنی سیستم صنعتی خواهد شد. در ادامه به معرفی اجزاء اصلی PLC می‌پردازیم.
* واحد پردازش (CPU): مغز سیستم که دستورات منطقی را اجرا می‌کند.
* ماژول ورودی: دریافت سیگنال از کلیدها، حسگرها، سوئیچ‌ها و دیگر تجهیزات
* ماژول خروجی: ارسال فرمان به موتور، رله و یا شیر برقی
* منبع تغذیه: تامین انرژی لازم برای سیستم
* رابط ارتباطی: برای اتصال PLC به کامپیوتر و یا شبکه صنعتی
مسیر یادگیری کنترل صنعت
برای اینکه بتوانید در مسیر طراحی سیستم‌های اتوماسیون صنعتی قرار بگیرید، نیاز به گذراندن مراحل مختلفی دارد. اما می‌توان گفت مهم‌ترین رکن این مسیر، بدست گرفتن کنترل صنعت می‌باشد. برای دستیابی به این هدف نیاز است سه گام اساسی را طی کنید.
گام اول: درک مفاهیم پایه کنترل
پیش از هر چیز باید با مفاهیم منطق، سیگنال، فیدبک، تایمر و سنسور آشنا شوید. کنترل در اصل همان تصمیم‌گیری هوشمند بر پایه اطلاعات است. درک این مفاهیم به شما کمک می‌کند تا وقتی از PLC یا نرم‌افزار استفاده می‌کنید، صرفا کدنویسی نکنید، بلکه منطق سیستم را طراحی کنید.
گام دوم: کار با PLC
تجهیز PLC قابلیت برنامه‌نویسی و ایجاد مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها را دارد. برنامه‌های PLC نحوه عملکرد کنترلر، نظارت بر ورودی‌ها، اجرا عملیات منطقی و کنترل خروجی‌ها را برای انجام صحیح فرآیندها مشخص می‌کنند. برنامه‌نویسی PLC معمولا شامل مراحل مختلفی می‌شود، که شامل درک الزامات، طراحی منطق، نوشتن برنامه، آپلود برنامه، پیاده‌سازی تغییرات و راه‌اندازی می‌شود.
گام سوم: استفاده از ابزارهای برنامه‌نویسی PLC
پی ال سی ها معمولا با زبان نردبانی Ladder برنامه‌ریزی می‌شوند. این زبان شبیه مدارهای رله‌ای قدیمی است و فهم آن برای مهندسان برق و مکانیک بسیار ساده است. برای شروع یادگیری ابزارهای برنامه نویسی PLC، انتخاب بین پلتفرم‌های مختلف و دستگاه‌های برندهای متنوع، می‌تواند دشوار باشد. بهتر است از میان برندهای معتبر اتوماسیون، یکی را که به طور گسترده در منطقه شما استفاده می‌شود را انتخاب کنید، چراکه منابع یادگیری و پشتیبانی بهتری را فراهم می‌کند.
شروع مسیر کنترل اتوماسیون صنعتی
برای کسب تجربه در تنظیم و برنامه‌نویسی PLC ها، دوره‌ها و بسته‌های نرم‌افزاری مجازی وجود دارد که می‌توانید دروس فراگرفته را شبیه‌سازی کرده و مفاهیم اولیه و پیشرفته را گام‌به‌گام پیش ببرید. برای معرفی یکی از بهترین نرم‌افزارهای مقدماتی PLC، می‌توان به WPLSoft اشاره نمود. این ابزار برنامه‌نویسی PLC به طور تخصصی توسط شرکت تولیدکننده تجهیزات صنعتی، دلتا الکتریک عرضه شده است. با دانلود WPLSoft می‌توان پلی میان آموزش و صنعت ایجاد نمود. چراکه می‌توانید منطق خود را در این نرم‌افزار طراحی کنید، آن را شبیه‌سازی کنید، خطاها را ببینید و سپس همان کد را روی یک PLC واقعی اجرا کنید.
از شبیه‌سازی تا پروژه واقعی
یکی از بهترین ویژگی‌های PLC و نرم‌افزارهای آن، قابلیت تست و شبیه‌سازی است. شما می‌توانید پروژه‌های صنعتی را بدون نیاز به تجهیزات واقعی طراحی و امتحان کنید. مراحل کار را می‌توان طبق موارد زیر بیان نمود.
* طراحی برنامه در WPLSoft
* اجرای Simulation Mode و تست منطقی عملکرد
* اصلاح خطاها و بهینه‌سازی کد
* انتقال برنامه به PLC واقعی
* مانیتورینگ لحظه‌ای عملکرد سیستم
این روند باعث می‌شود حتی در خانه و یا محیط آموزشی بتوانید اصول کنترل صنعتی را تمرین کنید.
تسلط بر بخش کنترل صنعت
اگر هدف بدست گرفتن کنترل صنعت باشد، دانستن تنها WPLSoft کافی نیست. بلکه باید مجموعه‌ای از مهارت‌ها را در کنار آن یاد بگیرید. مانند:
* برق صنعتی و مدار فرمان: تا بتوانید ورودی‌ها و خروجی‌های واقعی را به PLC متصل کنید.
* سنسورها و عملگرها: درک عملکرد سنسورهای مجاورت، نوری، فشاری و عملگرهایی مانند موتورهای AC/DC
* شبکه‌های صنعتی: یادگیری پروتکل‌هایی مانند Modbus و Ethernet برای ارتباط بین دستگاه‌ها.
* HMI و SCADA: برای نمایش گرافیکی داده‌ها و کنترل فرآیندها از طریق پنل‌های لمسی
* مستندسازی و ایمنی صنعتی: طراحی مدارها، مستندسازی پروژه و رعایت اصول ایمنی در محیط‌های واقعی
آینده شغلی و صنعتی
مهندسانی که به plc و اتوماسیون مسلط باشند، در حوزه‌های مختلفی می‌توانند مشغول به کار شوند. از جمله این فرصت‌های شغلی می‌توان به طراحی خطوط تولید خودکار، نگهداری و تعمیر سیستم‌های کنترل، طراحی تابلو برق صنعتی، مشاوره و اجرا پروژه‌های اتوماسیون در کارخانه‌ها و آموزش و پژوهش در زمینه کنترل هوشمند، اشاره نمود. با گسترش صنعت 4.0، هوش مصنوعی، اینترنت اشیا و رباتیک، نقش پی ال سی ها نیز پیشرفته‌تر خواهد شد. تسلط بر این مهارت‌ها یعنی آماده بودن برای آینده‌ای که کنترل در آن حرف اول را می‌زند. در نهایت می‌توان گفت کسی که بتواند یک فرآیند را طراحی، کنترل و بهینه‌سازی کند، در واقع صاحب کنترل صنعت خواهد بود.
