منطق نردبان (Ladder Logic) چیست؟

آیا می‌خواهید کنترل صنعت را در دستان خود بگیرید؟ با منطق نردبانی آشنا شوید!

سلام دوستان عزیز!

شاید اسم "منطق نردبانی" یا "Ladder Logic" به گوشتون خورده باشه، مخصوصا اگه یه کم با صنعت و اتوماسیون صنعتی سر و کار داشته باشید. ولی نگران نباشید، قرار نیست یه مبحث خیلی پیچیده رو با هم بررسی کنیم. هدف من اینه که به زبان ساده بهتون بگم منطق نردبانی چیه، کجاها استفاده میشه و چرا انقدر مهمه.

منطق نردبانی چیه اصلاً؟

تصور کنید یه نردبان دارید. حالا روی هر پله این نردبان، یه سری کلید و لامپ گذاشتید. با بالا و پایین رفتن از نردبان و وصل و قطع کردن این کلیدها، می‌تونید لامپ‌ها رو روشن و خاموش کنید. منطق نردبانی هم یه چیزی شبیه به همینه! یه جور زبون برنامه‌نویسی تصویریه که برای کنترل دستگاه‌ها و فرایندهای صنعتی استفاده میشه.

به عبارت دیگه، منطق نردبانی یه روش برای نوشتن برنامه برای PLC یا همون کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی هست. PLCها کامپیوترهای کوچیکی هستن که توی کارخونه‌ها، نیروگاه‌ها، و خیلی جاهای دیگه برای کنترل کردن دستگاه‌ها و فرایندهای مختلف به کار میرن. این دستگاها میتونن موتورها، شیرها، سنسورها یا هر وسیله دییگری باشن.

چرا اسمش "نردبانی" است؟

شکل ظاهری این زبون برنامه‌نویسی شبیه به یه نردبونه. دو تا خط عمودی داریم که بهشون "ریل" (Rail) میگن و بین این ریل‌ها، یه سری خطوط افقی هست که بهشون "رونگ" (Rung) میگن. هر رونگ یه دستورالعمل یا یه شرط رو نشون میده. وقتی که این رونگ‌ها به ترتیب از بالا به پایین اجرا میشن، فرایند کنترلی انجام میشه. این تصویر به شکل نردبان باعث شده که اسم این منطق، "نردبانی" بشه.

اجزای اصلی منطق نردبانی

حالا بیاید یه کم دقیق‌تر بشیم و اجزای اصلی منطق نردبانی رو بشناسیم:

• ریل‌ها (Rails): دو تا خط عمودی که برق رو تامین می‌کنن. معمولاً بهشون "فاز" و "نول" هم میگن.
• رونگ‌ها (Rungs): خطوط افقی که بین ریل‌ها قرار میگیرن و دستورالعمل‌ها رو شامل میشن. هر رونگ یه شرط رو بررسی میکنه و بر اساس نتیجه اون شرط، یه کاری رو انجام میده.
• تماس‌ها (Contacts): مثل کلیدهای برقی هستن. میتونن باز (Open) یا بسته (Closed) باشن. باز بودن و بسته بودن تماس‌ها بر اساس وضعیت یه ورودی (مثل سنسور) یا یه متغیر دیگه تعیین میشه.
• سیم‌پیچ‌ها (Coils): مثل لامپ هستن. وقتی که جریان برق به سیم‌پیچ میرسه، فعال میشه و یه خروجی رو تغییر میده. مثلاً ممکنه یه موتور رو روشن کنه یا یه شیر رو باز کنه.

یه مثال ساده

تصور کنید می‌خوایم یه لامپ رو با یه کلید روشن و خاموش کنیم. توی منطق نردبانی، اینجوری میشه:

    -------| |-------( )-------
           کلید      لامپ
    

توی این مثال، علامت | | نشون‌دهنده یه تماس باز (Normally Open Contact) هست که همون کلید ماست. وقتی کلید رو فشار میدیم، تماس بسته میشه و جریان برق از ریل سمت چپ به ریل سمت راست میرسه و سیم‌پیچ ( ) که لامپ ماست، فعال میشه و لامپ روشن میشه. وقتی کلید رو رها میکنیم، تماس باز میشه، جریان برق قطع میشه و لامپ خاموش میشه.

کاربردهای منطق نردبانی

منطق نردبانی توی صنایع مختلف کاربردهای خیلی زیادی داره. چندتا مثال براتون میزنم:

• کنترل خطوط تولید: توی کارخونه‌های تولیدی، منطق نردبانی برای کنترل کردن حرکت قطعات، روشن و خاموش کردن دستگاه‌ها، و نظارت بر کیفیت محصولات استفاده میشه.
• کنترل سیستم‌های HVAC: سیستم‌های گرمایش، تهویه و مطبوع‌سازی (HVAC) توی ساختمون‌های بزرگ با استفاده از منطق نردبانی کنترل میشن.
• کنترل سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب: توی تصفیه‌خونه‌ها، منطق نردبانی برای کنترل پمپ‌ها، شیرها، و سایر دستگاه‌های مربوط به تصفیه آب و فاضلاب استفاده میشه.
• کنترل ربات‌ها: خیلی از ربات‌های صنعتی با استفاده از منطق نردبانی برنامه‌ریزی میشن.

مزایای استفاده از منطق نردبانی

منطق نردبانی یه سری مزیت‌های مهم داره که باعث شده توی صنعت انقدر محبوب بشه:

• سادگی: یادگیری و استفاده از منطق نردبانی نسبتاً آسونه، به خصوص برای کسایی که با مدارهای الکتریکی آشنایی دارن.
• عیب‌یابی آسان: به خاطر شکل تصویریش، عیب‌یابی برنامه‌های منطق نردبانی خیلی آسونتر از زبون‌های برنامه‌نویسی دیگه است.
• استاندارد بودن: منطق نردبانی یه استاندارد صنعتیه و تقریباً همه PLCها ازش پشتیبانی میکنن.
• قابلیت اطمینان بالا: برنامه‌های منطق نردبانی معمولاً خیلی پایدار و قابل اعتماد هستن.

جمع‌بندی

منطق نردبانی یه زبون برنامه‌نویسی تصویریه که برای کنترل دستگاه‌ها و فرایندهای صنعتی با استفاده از PLCها استفاده میشه. این زبون برنامه‌نویسی شبیه به یه نردبونه و از اجزایی مثل ریل‌ها، رونگ‌ها، تماس‌ها و سیم‌پیچ‌ها تشکیل شده. منطق نردبانی توی صنایع مختلف کاربردهای زیادی داره و به خاطر سادگی، عیب‌یابی آسان، استاندارد بودن و قابلیت اطمینان بالا، یه انتخاب محبوب برای کنترل فرایندهای صنعتیه. امیدوارم که این توضیحات یه دید کلی از منطق نردبانی به شما داده باشه. اگه سؤال دیگه‌ای داشتید، خوشحال میشم جواب بدم.

یک مثال دیگر با جدول

فرض کنید میخواهیم یک سیستم را طوری طراحی کنیم که اگر دو سنسور فعال شدند، یک پمپ آب روشن شود. میتونیم این رو به صورت زیر در نظر بگیریم:

سنسور 1	سنسور 2	پمپ آب
خاموش	خاموش	خاموش
روشن	خاموش	خاموش
خاموش	روشن	خاموش
روشن	روشن	روشن

برنامه منطق نردبانی برای این سیستم میتواند به شکل زیر باشد:

    -------| |-------| |-------( )-------
         سنسور 1  سنسور 2   پمپ آب
    

این برنامه نشون میده که سنسور 1 و سنسور 2 به صورت سری (And) به پمپ آب وصل شده اند. یعنی برای روشن شدن پمپ آب، هر دو سنسور باید فعال باشند.

کلیدواژه‌ها

PLC, منطق نردبانی, Ladder Logic, اتوماسیون صنعتی, کنترل صنعتی, برنامه‌نویسی PLC, سنسور, پمپ, مدار فرمان, رله.

منطق نردبانی چیه و برای چی استفاده میشه؟

منطق نردبانی یه زبون برنامه‌نویسی تصویریه که برای کنترل دستگاه‌ها و فرایندهای صنعتی استفاده میشه. ازش برای برنامه‌نویسی PLCها استفاده میشه که کامپیوترهای کوچیکی هستن و توی کارخونه‌ها و جاهای دیگه برای کنترل کردن دستگاه‌ها به کار میرن.

آیا یادگیری منطق نردبانی سخته؟

یادگیری منطق نردبانی نسبتاً آسونه، به خصوص اگه با مدارهای الکتریکی آشنایی داشته باشید. چون شکل تصویری داره، درک و استفاده ازش راحت‌تر از زبون‌های برنامه‌نویسی متنیه. اما برای کار در سطح حرفه ای نیاز به ممارصت و تمرین زیادی دارد

آیا میتونم از منطق نردبانی برای پروژه‌های خونگی استفاده کنم؟

شاید به صورت مستقیم نه، اما شما میتونید از میکروکنترلرها به همراه رله ها و یک نرم افزار مشابه ساز برای کارهای خانگی خود مانند آبیاری گلدان ها یا کنترل روشنایی استفاده کنید.

چه تفاوتی بین زبان های C و پایتون با منطق نردبانی وجود دارد؟

زبانهای C و پایتون زبانی برای توسعه نرم افزار هستند در حالیکه منطق نردبانی زبانی برای کنترل سخت افزار است. هر چند زبانهای C و پایتون قدرت بیشتری نسبت به منطق نردبانی دارد اما منطق نردبانی برای کنترل های صنعتی بسیار مناسب تر است.