معرفی بهترین زبان برنامه نویسی PLC

رایج‌ترین زبان برنامه نویسی PLC که اغلب در بین برنامه نویسان بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند کدم‌اند؟ در این پست وبلاگ از مکتب خونه قصد داریم با انواع زبان‌های برنامه نویسی پی ال سی آشنا شویم و یک نتیجه‌گیری کلی در رابطه با انتخاب آن‌ها ارائه دهیم.

قبل از اینکه به بررسی لیست زبان برنامه نویسی برای انجام امور plc خود بپردازیم، ابتدا برنامه نویسی PLC را تعریف می‌کنیم. PLC مخفف Programmable Logic Controller است و به‌عنوان یک کامپیوتر ویژه‌برنامه ریزی شده برای عملیات خاص در صنایعی مانند خودروسازی، نفت و یا فولاد کار به کار می‌رود. امروزه شرکت‌ها از PLC در ماشین‌آلات بسیاری در صنایع مختلف استفاده می‌کنند.

پنج نوع مختلف زبان برنامه نویسی PLC

پنج نوع زبان برای برنامه نویسی PLC وجود دارد که همگی بخشی از استاندارد بین‌المللی IEC (کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیکی) ۶۱۱۳۱-۳ هستند. طبق این استاندارد، پنج نوع زبان برنامه نویسی PLC مختلف عبارت‌اند از:

• Ladder Diagram(LD)
• Function Block Diagram(FBD)
• Structured Text(ST)
• Instruction List(IL)
• Sequential Function Chart(SFC)

در ادامه به بررسی هرکدام یک از زبان‌ها خواهیم پرداخت و مزایای هرکدام را بیان خواهیم کرد.

۱) نمودار نردبانی یا برنامه نویسی به روش نردبانی (LD)

Ladder Diagram که زبان برنامه نویسی نردبانی نامیده می‌شود از معروف‌ترین زبان های برنامه نویسی PLC به‌حساب می‌آید. این زبان یک برنامه را با یک نمودار گرافیکی نشان می‌دهد. نمودارهای نردبانی LD پس از سیم‌کشی الکتریکی کنتاکت ها و رله‌های مورداستفاده برای ایجاد منطق مدل‌سازی شده است. زمانی که کارها پیچیده می‌شوند این زبان پاسخگوی مناسبی نخواهد بود و برای برنامه نویسی PLC مدولار زبان مناسبی نیست.

این زبان برنامه نویسی بسیار شبیه به قفسه‌های رله است، هر دستگاه در قفسه رله با یک نماد در نمودار نردبان نشان داده می‌شود. انتخاب نام نردبان برای این زبان بر اساس الگوی زبان برنامه نویسی شبیه به یک نردبان، با دو ریل عمودی که اتصال الکتریکی را بین یک سری پله‌های افقی را نشان می‌دهد، صورت گرفته است. این زبان تقریباً در تمام مینی PLC ها کاربرد دارد.

مزایای زبان برنامه نویسی plc نردبانی یا LD:

• آسان برای یادگیری و درک
• قابل‌اطمینان‌تر از کنترل‌کننده مدار الکترونیکی
• راحت‌ترین زبان برای نشان دادن منطق گسسته
• تشخیص عیب آسان

۲) Function Block Diagram یا نمودار بلوک تابع

Function Block Diagram (FBD) یکی دیگر از انواع زبان برنامه نویسی PLC است که یک‌زبان محبوب است و یک‌زبان گرافیکی مانند نمودار نردبانی (LD) است.

بلوک‌ها شامل رویه‌ها یا عملکردهایی هستند که روی سیم‌های ورودی عمل کرده و نتیجه را به دست می‌آورند. برنامه‌های ساخته‌شده با این زبان این به‌راحتی خود را به استانداردسازی، تعدیل و نگهداری وفق می‌دهند. اغلب برنامه نویسان پی ال سی این زبان را به LD ترجیح می‌دهند و مزایای آن در مقایسه با زبان نردبانی بسیار بیشتر به چشم می‌خورند.

در Function Block Diagram ورودی‌ها و خروجی‌ها در بلوک‌ها توسط خطوط اتصال به هم متصل می‌شوند. بلوک‌های تابع عمدتاً برای انجام کارهای تکراری مانند استارتر، کنترل حلقه بسته، حلقه‌های PID و غیره استفاده می‌شوند.

مزایای زبان نمودار بلوک تابع (FBD):

• گرافیکی و آسان
• یک بلوک شامل چندین خط منطق است که از انجام کارهای تکراری می‌کاهد
• سربار کمتر

۳) Structured Text – جزء بهترین زبان برنامه نویسی PLC

یک‌زبان سطح بالا که ساختاری شبیه زبان برنامه نویسی پاسکال و همچنین زبان C دارد. کاربرانی که در زبان‌های متنی سطح بالا آموزش‌دیده‌اند با ST راحت خواهند بود.

ST یا STX مخفف Structured Text، یکی از انواع زبان برنامه نویسی PLC است. ST شامل دستورات اعم از دستورات ساده و دستورات پیچیده مانند IF، WHILE، CASE، RETURN، FOR، REPEAT و غیره است. این یک‌زبان PLC بسیار قدرتمند است و به‌راحتی می‌تواند منطق پیچیده ریاضی را اجرا کند. 

مزایای متن ساختاریافته (ST):

• بسیار خوب با الگوریتم‌های پیچیده و منطق ریاضی
• به دلیل فرمت کد نویسی استاندارد، به‌راحتی می‌توان برنامه نویسی را تغییر داد.

۴) فهرست دستورالعمل یا Instruction List (IL) 

Instruction List (IL) یکی از زبان‌های برنامه نویسی PLC است و بسیار شبیه به زبان برنامه نویسی اسمبلی است. مجموعه‌ای از لیست‌های دستورالعمل در این زبان برنامه نویسی PLC قابل‌مشاهده است که تا حدود به‌سادگی آن کمک کرده است. این زبان حاوی کد فشرده و مناسب برای پروژه‌های کوچک است. اگر این زبان خیلی قدرتمند نیست ولی به نسبت زبان‌های دیگر برای استفاده و مستندسازی آسان‌تر هستند.

کدهای یادگاری مانند LD، AND، OR، A و غیره در این زبان برنامه نویسی پی ال سی استفاده می‌شود. گاهی اوقات هنگام استفاده از این زبان برنامه نویسی به‌راحتی می‌توان کد را به خاطر آورد.

مزایای زبان Instruction List:

• سرعت اجرای بالا
• مصرف حافظه کمتر در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه نویسی پی ال سی

۵) نمودار توابع متوالی یا Sequential Function Chart (SFC)

این زبان گرافیکی برای عملیات متوالی موازی هم‌زمان عالی است. در این زبان برنامه نویسی PLC، عناصر برنامه نویسی PLC مانند بلوک‌های تابع (FB) یا متن ساخت‌یافته (ST) را در کنار هم می‌توانید قرار دهید. فرمت آن جریان کلی برنامه را به‌خوبی نشان می‌دهد و درک آن را سریع‌تر و آسان‌تر می‌کند که برنامه چه‌کاری انجام می‌دهد. در زبان SFC عیب‌یابی و بهبود برنامه آسان است.

نمودار توابع متوالی (SFC) نیز یک‌زبان برنامه نویسی گرافیکی است که شبیه به نمودار جریان مانند منطق است. در این زبان برنامه نویسی PLC، برنامه به مراحلی تقسیم می‌شود. هر مرحله شامل یک عمل است که زمانی رخ می‌دهد که یک برنامه نویس بخواهد آن‌ها اتفاق بیفتند. مراحل می‌توانند فعال یا غیرفعال باشند.

مزایای نمودار تابع متوالی (SFC)

• درک کنترل کلی برنامه آسان است.
• آسان برای طراحی و اصلاح منطق به دلیل دستورالعمل‌های مکرر.

نتیجه‌گیری

این مقاله ما اطلاعات نسبتاً کاملی در مورد انواع مختلف زبان برنامه نویسی PLC بود. طبق گفته اکثر برنامه نویسان و کاربران PLC، Ladder Diagram به دلیل درک آسان و شباهت آن به منطق رله، محبوب‌ترین و مورداستفاده‌ترین زبان برنامه نویسی PLC است.

یک باور رایج این است که شما می‌توانید به‌سرعت بین زبان‌های بالا سوئیچ کنید اما این چندان حرف درستی نیست. اگرچه آن‌ها دارای عناصر مشترک هستند، اما تفاوت‌هایی نیز دارند که امکان سوئیچ بین آن‌ها را کمی سخت می‌کند.

نمی‌توان گفت که هیچ‌کدام از زبان‌های برنامه نویسی بالا نسبت به دیگری برتری دارد اما متناسب با نوع کاربرد هرکدام می‌تواند نسبت به دیگری برتری داشته باشد. لطفاً تجربیات خود را در مورد انواع زبان‌های برنامه نویسی PLC و به‌صورت کلی در مورد برنامه نویسی PLC به اشتراک بگذارید.