PLC קיצור של "בקר לוגי ניתן לתכנות". זהו מכשיר בקרת אוטומציה תעשייתית המסוגל לשלוט אוטומטית על פעולת מכונות או ציוד ייצור. בקר לוגי הניתן לתכנות מורכב מיחידות פונקציונליות כגון CPU, זיכרון הוראות ונתונים, ממשקי קלט/פלט, ספק כוח וממירים דיגיטליים-ל-אנלוגיים. PLCs משיגים שליטה על ידי כתיבת תוכניות לניהול אותות פלט. עם התקדמות טכנולוגית מתמשכת, פונקציונליות ה-PLC הפכה יותר ויותר מתוחכמת, וכיום הם נמצאים בשימוש נרחב בתחומים כמו ייצור מכאני, הנדסת חשמל וחשמל, פטרוכימיה, תחבורה וחיסכון במים וכוח הידרו.
עקרון הפעולה של PLC מבוסס על כניסות, יציאות ולוגיקת תוכנית. ה-PLC משדר אותות כניסה מחיישנים שונים למעבד; אותות קלט אלה כוללים טמפרטורה, לחץ, קצב זרימה, מתגים, לחצנים ועוד. על ידי עיבוד אותות קלט אלה, ה-PLC שולט על אותות פלט-כגון מנועים, שסתומים ואורות-על פי-לוגיקה מתוכנתת מראש לניהול מכונות או תהליכים.
פעולת ה-PLC נשלטת-בתוכנית; תוכנית זו נכתבת על ידי מתכנת ולאחר מכן מורידה אל בקר ה-PLC. תוכניות PLC נכתבות בדרך כלל באמצעות לוגיקה סולם, שפת תכנות הדומה לתרשים מעגל חשמלי פשוט. ה-PLC מזהה ומגיב לאותות קלט בהתאם להוראות התוכנית, ובכך משפר את היעילות ומפחית טעויות אנוש.
כאשר אותות קלט משתנים, המעבד של ה-PLC קורא ומעבד במהירות את האותות הללו, תוך ביצוע לוגיקה של תוכנית מוגדרת מראש כדי לקבוע את מצב אותות המוצא. בדרך זו משיג ה-PLC בקרה מהירה ומדויקת, ובכך תומך בבקרת קווי ייצור אוטומטיים ותהליכים נוספים.
המבנה הבסיסי של PLC מורכב בעיקר מהרכיבים הבאים:
1. יחידת עיבוד מרכזית (CPU): המעבד הוא מרכיב הליבה של ה-PLC. היא אחראית על כל תהליך הבקרה, כולל רכישת אותות כניסה, פעולות לוגיות ובקרה על אותות פלט. המעבד כולל בדרך כלל רכיבים כגון מיקרו-מעבד, זיכרון ושעון.
2. מודולי קלט/פלט (מודולי קלט/פלט): מודולי קלט/פלט משמשים כממשק בין ה-PLC להתקנים חיצוניים. הם אוספים אותות מחיישנים חיצוניים, מפעילים והתקנים אחרים כדי לספק מידע קלט ל-CPU, ובמקביל משדרים אותות בקרה המעובדים על-ידי ה-CPU אל מפעילים חיצוניים והתקנים אחרים.
3. זיכרון: הזיכרון ב-PLC כולל בדרך כלל זיכרון תוכניות וזיכרון נתונים. זיכרון התוכנה מאחסן את תוכניות הבקרה שנכתבו על ידי המשתמש, בעוד שזיכרון הנתונים מאחסן נתונים שונים הנדרשים במהלך הפעולה.
4. התקן תכנות: התקני תכנות, כגון מחשבים, משתמשים בתוכנת תכנות ספציפית כדי לתכנת ולאפות באגים ב-PLC, מה שמאפשר למשתמשים לשלוט במערכת האוטומציה. התקנים אלה חייבים לתמוך בשפות תכנות ובפרוטוקולים רלוונטיים.
5. ממשקי תקשורת: ממשקי התקשורת של ה-PLC מחברים את ה-PLC להתקני אוטומציה ומחשבים אחרים, ומקלים על העברת נתונים ובקרה אינטראקטיבית. ממשקי תקשורת נפוצים כוללים יציאות טוריות ויציאות Ethernet.
רכיבים אלה פועלים יחד כדי ליצור את המבנה הבסיסי של PLC. בתהליך הטמעת בקרה אוטומטית, ה-PLC ממנף את מאפייני הבקרה היציבים, האמינים והגמישים שלו כדי לספק תמיכה איתנה לפרויקטים הנדסיים ופעולות ייצור.