0

آموزش برنامه نویسی آردوینو

در مطالب قبلی از سری مطالب آموزش PLC در مورد تاریخچه PLC و نحوه پیدایش این دستگاه حیاتی در اتوماسیون توضیحاتی ارائه شد. اگر قصد یادگیری برنامه نویسی PLC را دارید، در این مطلب سعی شده تا محبوب ترین زبان های برنامه نویسی PLC را به شما معرفی کنیم. پس از مطالعه ی این مطلب می توانید شناخت نسبتا خوبی نسبت به زبان های برنامه نویسی پی ال سی کسب کنید.

زبان های رایج برنامه نویسی پی ال سی در واقع همگی بر اساس استاندارد ۶۱۱۳۱-۳ کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک یا IEC طراحی شده اند. IEC با وضع استاندارد هایی در مورد PLC ها باعث شده تا شرکت های سازنده PLC از یک روند واحد پیروی کنند و زبان های برنامه نویسی یکسانی برای انواع مدل های PLC ساخته شده در شرکت های مختلف وجود داشته باشد.

۵ زبان رایج و محبوب برنامه نویسی PLC به شرح زیر هستند:

  • دیاگرام نردبانی یا Ladder Diagram (LD)
  • زبان SFC یا چارت توابع ترتیبی (Sequential Function Chart)
  • زبان FBD یا بلوک دیاگرام توابع (Function Block Diagram)
  • زبان ST یا متون ساختار یافته (Structured Text)
  • زبان IL یا لیست دستورالعمل ها (Instruction List)

در اولین بخش از این مطلب دیاگرام نردبانی یا Ladder Diagram که یک زبان برنامه نویسی گرافیکی برای PLC است را معرفی خواهم نمود. در میان متخصصین به این زبان لَدِر (Ladder) گفته می شود.

۱٫ دیاگرام نردبانی یا Ladder Diagram

زبان لدر در واقع محبوب ترین زبان برنامه نویسی پی ال سی در میان اتوماسیون کاران صنعتی است. این زبان در واقع برگرفته از شماتیک های تابلو های رله ای قدیمی است و به گونه ای طراحی شده تا افرادی که قبلا مدار فرمان های رله ای را طراحی می کردند بتوانند به سادگی و با همان دانش قبلی تابلو های اتوماسیون صنعتی را طراحی کنند. در واقع در زبان لدر شما همه المان ها را به صورت گرافیکی مانند زمانی که یک تابلو برق رله ای را روی کاغذ رسم می کنید در نرم افزار طراحی می کنید. تفاوت اصلی این کار با طراحی تابلو های رله ای این است که در تابلو های رله ای باید به ازای هر شماتیک یک قطعه سخت افزاری در تابلو قرار می گرفت و سیم کشی اتفاق می افتاد اما این بار نقشه طراحی شده را بر روی PLC انتقال می دهید و PLC جایگزین سیم کشی ها و بسیاری قطعات مکانیکی مدار فرمان می شود.

برنامه نویسی پی ال سی به زبان لدر Ladder
نمونه ای از یک برنامه PLC به زبان لدر

در واقع زبان Ladder باعث می شود تا بتوانید به سادگی یک مدار فرمان الکترونیکی طراحی کنید و برای این کار نیازی به یادگیری زبان های برنامه نویسی و .. نباشد. علت نام گذاری این زبان به نام Ladder یا نردبان شباهت فرم گرافیکی برنامه های طراحی شده به نردبان با استفاده از این منطق است. در واقع تمام برنامه هایی که با این منطق نوشته می شوند به صورت یک نردبان طراحی می شوند. دو خط عمودی از بالا به سمت پایین می آیند که خط سمت چپ نشان دهنده ریل پاور و خط سمت راست ریل زمین است. برای هر یک از مصرف کنندگان باید یک خط افقی رسم شود که مصرف کننده در سمت راست و مدار های کنترل در سمت چپ این خط رسم می شوند که به هریک از خطوط افقی یک Rung یا پله نردبان گفته می شود.

۲٫ زبان SFC (چارت توابع ترتیبی)

زبان SFC یا Sequential Function Charts یکی از زبان های برنامه نویسی استاندارد پی ال سی است. SFC نیز مانند لدر یک زبان گرافیکی برای برنامه نویسی PLC هاست. اگر با الگوریتم و فلوچارت آشنایی داشته باشید، زبان SFC شباهت زیادی به فلوچارت دارد. در زبان SFC از Step و Transition برای طراحی برنامه ها استفاده می شود.

Step ها در واقع در برگیرنده عملیات هایی است که در قسمت های مختلف برنامه باید انجام شوند. Transition ها هم مسیر های انتقالی هستند که برنامه را بر اساس شرایط مختلف از یک Step به Step دیگری انتقال می دهند.

برنامه نویسی پی ال سی به زبان SFC
برنامه نویسی پی ال سی به زبان SFC

بر خلاف فلوچارت ها که از هر مرحله تنها می توان به یک مرحله دیگر رفت، در SFC می توان از یک Step به صورت همزمان به چند Step دیگر رفت. در واقع Transition ها در SFC نظیر به نظیر نیستند و می توانند از یک Step به چند Step متصل شوند.

۳٫ زبان FBD (بلوک دیاگرام توابع)

زبان FBD یا Function Block Diagram نیز مانند زبان لدر و زبان SFC یک زبان گرافیکی برنامه نویسی PLC است. در این زبان عملیات های مورد نظر به صورت چندین بلوک دیاگرام طراحی می شوند که هر بلوک دیاگرام می تواند حاوی توابعی باشد و مقادیری را به عنوان ورودی دریافت می کند و می تواند خروجی های مختلفی داشته باشد. بلوک دیاگرام ها نیز با توجه به روند مورد نظر برنامه نویس با استفاده از خطوطی به یکدیگر متصل می شوند.

برنامه نویسی PLC به زبان FBD

در این زبان که به نظر کمی پیچیده تر می رسد شما می توانید چندین بلوک تابع را به یکدیگر متصل کنید و یک صفحه یا Sheet را ایجاد کنید و سپس از Sheet ها در ساخت بلوک تابع های جدید دیگر استفاده کنید و به این ترتیب می توانید مانند بسیاری از زبان های برنامه نویسی کامپیوتری، توابع تو در تو ( nested functions ) ایجاد کنید.

۴٫ زبان ST (متون ساختار یافته)

برخلاف زبان های قبلی که به صورت گرافیکی عمل می نمودند زبان ST یا Structured Text مثل زبان های سطح بالای کامپیوتری مانند C و بیسیک یک زبان نوشتاری ( برپایه متن )‌ است. در زبان های قبلی کاربر می توانست برنامه ها را مانند یک نقشه روی مانیتور مشاهده کند اما در اینجا با دیدن برنامه متوجه ارتباطات و عملکرد های برنامه نمی شوید. برای درک برنامه های PLC نوشته شده به زبان ST باید با Syntax یا قواعد این زبان آشنایی داشته باشید تا بتوانید برنامه را تحلیل و بررسی کنید.

زبان برنامه نویسی ST برای PLC

زبان ST یک زبان قدرتمند برای طراحی برنامه های پیچیده با PLC است. در این زبان شما می توانید الگوریتم های مورد نظرتان را با استفاده از توابع مختلف و محاسبات منطقی و ریاضی پیاده سازی کنید. اگر میانه خوبی با برنامه نویسی غیر ویژوال دارید احتمالا این زبان برای شما جذاب تر از زبان های گرافیکی مانند Ladder است. در زبان ST شما می توانید مانند زبان های برنامه نویسی کامپیوتری از متغیر ها و آرایه ها استفاده کنید. ساختار های شرطی مانند IF و CASE و ساختار های حلقه مانند WHILE و FOR نیز در زبان برنامه نویسی ST قابل استفاده هستند.

اگر با زبان های برنامه نویسی C یا BASIC آشنایی داشته باشید، یادگیری این زبان برای شما ساده تر و جذاب تر از سایر زبان های برنامه نویسی PLC معرفی شده است.

زبان ST مزایایی را در اختیار شما قرار می دهد که شما می توانید پروژه های PLC بزرگ را به صورت ساختار مند و با استفاده از محاسبات ریاضی انجام دهید. برخی از کارهایی که با استفاده از این زبان قابل انجام است با استفاده از زبان های گرافیکی به سادگی قابل انجام نیست.

۵٫ زبان IL (لیست دستورالعمل ها)

زبان IL یا Instruction List مانند زبان ST یک زبان متنی است و در این زبان خبری از المان های گرافیکی نیست. این زبان برخلاف زبان ST یک زبان سطح بالا نیست و دستورات محدود تری را در اختیار برنامه نویسان قرار می دهد. در صورتی که زبان ST را به زبان C تشبیه کنیم می توان زبان IL را به زبان اسمبلی تشبیه کرد.

در این زبان سطح پایین برنامه نویسی پی ال سی خبری از ساختار های شرطی و حلقه و مفاهیم جدید برنامه نویسی نیست. برنامه نویسان IL با دستوراتی مانند LD,AND و OR برنامه خود را می نویسند.

برنامه نویسی پی ال سی به زبان IL

در میان زبان های معرفی شده در بالا زبان IL دارای سخت ترین Syntax برای برنامه نویس است. با این حال زمانی که سرعت بالای اجرای کد و حجم پایین برنامه در کاربرد های خاص اهمیت پیدا کند، زبان IL می تواند برنامه های بهینه تری را برایمان ایجاد کند. اما به یاد داشته باشید برای پروژه های معمول و پروژه های عادی صنعتی تقریبا تمام زبان های معرفی شده قابل استفاده هستند. زبان IL را به نام STL یا Statement List هم می شناسند.

بهترین زبان برنامه نویسی PLC کدام است؟

یکی از سوالاتی که بسیاری از کاربرانی که قصد یادگیری برنامه نویسی PLC را دارند با آن روبرو هستند، این است که بهترین زبان برنامه نویسی PLC کدام است؟ اگر این سوال را از حرفه ای های صنعت اتوماسیون بپرسید با توجه به پیشینه ی هرکدام می توانید جواب های متفاوتی دریافت کنید. در حال حاضر ربان LADDER به علت تشابه به مدار های فرمان توسط تکنسین های برق و مهندسین اتوماسیون بسیاری به کار گرفته می شود و تقریبا پرطرفدارترین زبان برنامه نویسی پی ال سی به شمار می رود. اما اینکه کدام زبان برای شما مناسب تر است بیش از همه چیز به دو نکته مرتبط می شود. ۱) پیشینه ها و دانش قبلی شما ۲) بازارکار مورد نظر شما

اغلب افرادی که با طراحی مدارات فرمان رله ای آشنا هستند و تحصیلات یا دانش کاربردی در زمینه های برق صنعتی یا الکتروتکنیک دارند زبان لدر را به علت تشابه به نقشه های مدار فرمان بیشتر می پسندند و افرادی که میانه خوبی با برنامه نویسی با زبان های سطح بالای غیر ویژوال دارند و منطق کامپیوتر ها را می شناسند احتمالا با زبان ST احساس راحتی بیشتری دارند.

پاسخ این سوال که کدام زبان PLC برای شما مناسب است کاملا وابسته به نیاز ها و علایق شماست. یک برنامه را می توان با زبان های مختلفی نوشت تا نتایج یکسانی داشته باشد. شما باید بر اساس نیاز ها و علایق خودتان یک زبان را به صورت کامل و دقیق یاد بگیرید و بر زیر و بم آن زبان برنامه نویسی مسلط شوید تا در حرفه خود به عنوان یک برنامه نویس حرفه ای شناخته شوید.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.