زبان برنامه نویسی plc (معرفی، کاربردها، معایب و مزایا)

منطق پلکانی (Ladder Logic) یکی از پنج زبان‌‌ برنامه ‌نویسی برتر پی ‌ال‌ سی (plc) است. اما کدام ویژگی باعث محبوبیت زیاد این زبان برنامه ‌نویسی شده است و برای کسب مهارت در این زبان چه مراحلی را باید طی کرد؟ منطق پلکانی یک زبان برنامه نویسی بوده و یکی از اولین زبان های برنامه نویسی است که تاکنون برای پی ال سی ها یا کنترل‌کننده‌ های منطقی قابل برنامه ‌ریزی به‌ کار رفته است.

اگر علاقه ‌مند به کار با پی ال سی ها هستید پس باید مبانی منطق پلکانی و اهمیت آن برای این ماشین ‌ها را بشناسید. یادگیری منطق پلکانی در اصل مانند یادگیری یک زبان برنامه نویسی جدید است اما خوشبختانه، اگر پیش از این تا حدی دانش عملی از کار با پی ال سی ها آموخته اید، منطق پلکانی را سریع تر یاد خواهید گرفت. در این مقاله، درباره تاریخچه منطق پلکانی، علّت محبوبیت آن، برنامه‌ریزی پلکانی و مبانی منطق پلکانی بحث خواهیم کرد.

تاریخچه منطق پلکانی

برای درک تاریخچه منطق پلکانی اجازه دهید ابتدا مفهوم کنترل فرآیند را تعریف کنیم. کنترل فرآیند عموماً به‌ عنوان حوزه ای شناخته می شود که از سیستم های کنترل صنعتی برای دستیابی به پایایی و امنیت در زمان تولید بهره می ‌گیرد و دستیابی به آن صرفاً از طریق کار دستی انسانی امکان پذیر نیست.

منطق پلکانی به عنوان روشی برای ثبت طراحی و ساخت قفسه های رله دار به کار رفته در کنترل تولید و فرآیند آغاز می شود. قفسه های رله دار نوعی سیستم های ذخیره سازی هستند که برای تجهیزات شبکه سازی و ارتباطات به کار می‌ روند و پیش از دهه اول قرن ۲۱ کاربرد متداولی داشتند. در برخی کاربرد های عمومی، قفسه های رله دار شماره گذاری می شدند که معمولاً مانند سلول های صفحه گسترده به صورت بالا به پایین و چپ به راست بود.

حتما دانلود کنید: آموزشی مهندسی الکترونیک با 25 درس رایگان

ممکن بود هر یک از دستگاه ها به واسطه نمادی به همراه دستگاه های سازگار با خودشان معرفی شوند. دستگاه های خارجی مانند پمپ ها و گرم کن ها همچنین بر روی بردار نیز نمایش داده می شدند. با این حال، رله ها گران قیمت بودند و به دلیل کهنه شدن قطعات مکانیکی آن ها و سوختن قطعات در اثر جریان برق به کار رفته در دستگاه به سرعت خراب می شدند. با اختراع پی ال سی ها، حفظ سیستم های مشابه ضرورت پیدا کرد و در نتیجه، منطق پلکانی به عنوان اولین زبان برنامه نویسی پی ال سی توسعه یافت.

علّت محبوبیت منطق پلکانی چیست؟

منطق پلکانی محبوب ترین روش برنامه نویسی پی ال سی است زیرا یک زبان برنامه نویسی مبتنی بر گرافیک و تقلید منطق رله است. مهندسین، متخصصین برق و دانشجویان با پیشینه آشنایی قبلی با منطق رله، گذار از مدار الکتریکی به منطق پلکانی را نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی متن‌محور آسان‌تر می‌دانند.

منطق پلکانی برای بهره مندی از همان ظاهر بردارهای پلکانی الکتریکی طراحی شده است اما در عوض، در آن ارتباطات فیزیکی و مارپیچ‌ها با قطعات حافظه جایگزین شده‌اند. در هنگام برنامه نویسی منطق پلکانی در یک پی ال سی، ماهیت گرافیکی کشیدن و رها کردن بردارهای پلکانی در ایجاد سریع کدها مؤثر است. منطق پلکانی همچنین در عیب یابی کدها نیز مؤثر است زیرا به لحاظ بصری، جریان منطق برگرفته از ریل آغازین ال اچ اس (LHS) را می توان از طریق نمادهای منطقی و به سمت ریل انتهایی آر اچ اس مشاهده کرد.

اجزای کلیدی

حتما بخوانید: نکاتی برای افراد مبتدی در طراحی و الکترونیک

پی ال سی هم مانند رایانه ها از طریق سیگنال های باینری با استفاده از ۱ یا ۰ عمل می کنند که این نوع داده‌ها را بولی (Boolean) می نامند. در هنگام اجرای یک برنامه منطق پلکانی در یک پی ال سی هفت جزء اساسی وجود دارند که شناخت آن ها مهم است:

ریل ها (Rails): خطوط عمودی تا انتهایی ترین صفحه امتداد می یابند. در صورت قرار گرفتن در یک مدار منطقی رله دار ممکن بود نشانگر اتصالات فعال و صفر ولت منبع برق باشند که در آن، جریان برق از بخش سمت چپ به بخش سمت راست در حرکت بود.

پله ها (Rungs): خطوط افقی هستند که ریل ها را به عبارات منطقی متصل می کنند. در صورتی قرار گرفتن در یک مدار منطقی رله دار ممکن بود نشانگر سیم های متصل کننده منبع برق به اجزای راه گزینی و رله باشند. هر پله به ترتیب افزایشی شماره گذاری می شود.

ورودی ها (Inputs): ورودی ها اعمال کنترل کننده خارجی از جمله یک دکمه فشاری فشرده شده یا کلید حدی راه اندازی شده هستند.

خروجی ها (Outputs): خروجی ها دستگاه های خارجی از جمله یک موتور الکتریکی هستند که روشن و خاموش می شوند.

عبارات منطقی (Logic Expressions): به صورت ترکیب با ورودی ها و خروجی ها و برای قاعده ‌بندی عملیات کنترل مطلوب است.

نشان گذاری آدرس/ اسامی برچسب ها (Address Notation/Tag Names): نشان گذاری آدرس، ورودی، خروجی و ساختار آدرس دهی حافظه عبارات منطقی پی ال سی ها را توصیف می ‌کند.

نظرات (Comments): نظرات یا همان توضیحات، در آغاز هر پله نمایش داده می‌ شوند و برای توصیف عبارات منطقی و عملیات کنترل به کار می‌ روند که در آن‌ها پله یا گروهی از پله ها در حال اجرا هستند.

برای اجرای منطق پلکانی، واحد پردازش منطقی (سی پی یو) پی ال سی ها واحدهای فیزیکی مرتبط با ماژول های ورودی و خروجی را می خواند و وضعیت آن ها در حافظه سی پی یو را به روز رسانی می کند. سپس سی پی یو با اجرای هر پله از چپ به راست به تدریج به زیر پلکان می رسد. پس از اینکه سی پی یو به آخرین پله رسید، خروجی های حقیقی را به روز رسانی می کند و سپس دور برگردان می زند و دوباره از ابتدا آغاز می کند.

این ویدیو را تماشا کنید

حتما دانلود کنید: فیلم آموزش گام به گام نقشه کشی برق ساختمان با اتوکد 

شما هم می توانید در منطق پلکانی به مهارت برسید

از آنجایی که منطق پلکانی محبوب ترین زبان برنامه نویسی به کار رفته در پی ال سی ها به شمار می رود، اگر به کار با آن‌ها علاقه‌ مند هستید، یادگیری آن ها برایتان الزامی است. برنامه نویسی پلکانی یک زبان بصری است و از آنجایی که مدارهای رله دار الکتریکی را تقلید می کند، بیشتر افراد یادگیری مبانی منطق پلکانی را آسان می دانند.