یک PLC و ورودی خروجی‌های آن
PLC یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر (programmable logic controller) رایانهٔ کنترل‌گر تک منظوره‌است که بدلیل ویژگی‌های خاصّش بیشتر برای کنترل فرآیندهای مکانیکی یا صنعتی مانند خطوط تولید استفاده می‌شود. اما کاربردهای فراوان دیگری نیز دارد.
مفهوم PLC
PLC یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر:
1. برنامه پذیر است. یعنی رایانه است. اما یک رایانهٔ ویژه برای منظوری ویژه
2. PLC ست. یعنی با دانستن اصول ساده و پایهٔ منطق که پیش‌نیازی هم ندارد، می‌توان اساس کار آن را درک و تحلیل کرد.
3. PLC کنترل‌گر است. مانند مدار فرمان الکتریکی.
4. PLC منطقی ست. برخلاف مدار فرمان الکتریکی.
مزیت PLC نسبت به رایانه
PLC برخلاف یک رایانهٔ عادی غیر صنعتی:
• برای کار در شرایط سخت ساخته می‌شود. شامل:
o غبار
o رطوبت
o گرما و سرما
o نویز الکتریکی و نوسان برق
o و...
• برنامه‌های داده شده به PLC در حافظهٔ آن ذخیره می‌شوند. PLC دو نوع حافظه دارد :موقّت (که یا با یک باتری پشتیبانی شود) و دائم.
• برای انجام وظیفهٔ ویژه اش، امکان اتصال و کنترل ورودی‌ها و خروجی‌های زیادی را برای حسگرها و محرک‌های متعدد و گوناگون دارد.
• قابلیت خواندن و پردازش مقادیر و متغیّر‌ها. شامل:
o مقادیر لیمیت سوییچ‌ها
o متغییرهای آنالوگ (مانند مقادیر حس‌گرهای گرما و فشار)
o موقعیت‌ها در سیستم‌های موقعیت‌یاب را دارد.
• قابلیت فعّال نمودن دستگاه‌های خاص. شامل:
o موتورهای الکتریکی
o سیلندرهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی
o رله‌های مغناطیسی و سیم‌پیچها
o خروجی‌های آنالوگ را فعال کند.
مزیت PLC نسبت به مدار فرمان
PLC جایگزین مناسب مدار فرمان الکتریکی ست. اما چون منطقی ست، بهتر است.کنترل منطقی از کنترلی ست که در آن صدور فرمانها نیازمند برآورده شدن تعدادی توابع و خواست‌های منطقی باشد
ساختار
ساختار PLC مشابه ساختار رایانه است. شامل:
1. پردازنده و حافظهٔ نیمه‌هادی
قسمت پردازنده دارای ارتباطاتی با قسمت‌های مختلف داخل و خارج خود می‌باشد.
حافظهٔ را توضیح خواهیم داد
1. ماژل‌های I/O
2. منبع تغذیه
در PLCهای کوچک همهٔ موارد (پردازنده، I/O، منبع تغذیه در یک واحد و در PLCهای بزرگتر هر یک در واحدی مجزّا جای داده شده‌اند.
حافظهٔ PLC دو نوع است:
• ROM یا حافظهٔ دائم (Read only memory)تراشه‌ایست خاص؛ حاوی برنامه‌ای که:
o توسط کارخانه سازنده تعبیه شده‌است.
o وظیفه‌ای مشابه سیستم عامل DOS در رایانه‌های شخصی دارد
o در حین عملیات CPU نمی‌تواند تغییر یابد یا پاک شود. حتّی به هنگام فطع تغذیه CPU
• RAM یا حافظهٔ موقّت (Random Access memory) تراشه‌ایست نیمه‌هادی که می‌توان در آن برنامه نوشت.
o ابزار برنامه نویسی ، که معمولاً یک واحد پردازنده با صفحه نمایش و صفحه کلید می‌باشد (بعنوان مثال یک کامپیوتر شخصی، یک PLC در خانواده زیمنس) به‌عنوان یک واحد مجزا از طریق سیم به واحد اصلی متصل است.
o برنامه در این حافظه ذخیره می‌شود
o امکان برنامه‌ریزی، تغییر و پاک کردن آنها توسط برنامه‌ریز وجود دارد.
o حافظهٔ موقّت می‌تواند از نوعی غیر از RAM انتخاب شود.
اطلاعات موجود در حافظه‌های RAM با قطع تغذیه، پاک می‌گردند.
اغلب CPUها مجهز به یک باتری پشتیبان هستند. بنابراین اگر تغذیه ورودی فطع شود و درپی‌آن منبع تغذیه نتواند ولتاژ سیستم را تامین کند، باتریِ پشتیبان، برنامهٔ ذخیره شده در RAM را حفظ می‌کند.