انواع داده در PLC – شامل بیت، بایت، عدد Integer(صحیح)، عدد Real(حقیقی)، Strin
g(رشته ای)
در برنامهنویسی PLC، درک انواع داده (Data Types) در PLC برای نوشتن منطق کنترلی کارآمد، قابلاعتماد و با قابلیت نگهداری آسان، امری ضروری است. انواع داده مشخص میکنند که اطلاعات چگونه در حافظه ذخیره میشوند، چه مقدار فضا اشغال میکنند و چه نوع عملیاتهایی میتوان روی آنها انجام داد. از سیگنالهای ساده روشن/خاموش گرفته تا مقادیر عددی پیچیده و پیامهای متنی، PLCها برای مدیریت دقیق فرایندهای صنعتی به انواع داده گوناگون متکی هستند.
این مقاله پرکاربردترین انواع داده در PLC را با مثالهای واضح، زبان ساده و کاربردهای عملی توضیح میدهد؛ بهطوریکه هم برای مبتدیان و هم برای مهندسان شاغل بهراحتی قابلدرک باشد.
بدون درک دقیق انواع داده و قالبهای آنها، یک برنامهنویس PLC نمیتواند یک برنامه کنترلی را بهطور مؤثر طراحی، ساختاردهی یا اجرا کند. انواع داده در PLC را میتوان بهطور کلی به دستههای زیر تقسیم کرد:
اکنون آنها را یکبهیک بررسی میکنیم.
انواع داده در PLC
بیت کوچکترین و پایهایترین واحد داده در PLC است. هر متغیر در PLC در نهایت از بیتهای منفرد تشکیل شده است و یک بیت فقط میتواند یکی از دو مقدار ممکن را ذخیره کند: ۰ یا ۱.
برای درک بهتر، واحد پول ایران را در نظر بگیرید. «ریال» کوچکترین واحد پول است و چندین ریال با هم یک «تومان» را تشکیل میدهند. به همین شکل، تمام انواع داده در PLC از یک بیت آغاز میشوند و با ترکیب تعداد زیادی بیت ساخته میشوند.
از آنجا که یک بیت فقط بیانگر درست یا نادرست (TRUE/FALSE) یا روشن/خاموش (ON/OFF) است، به آن نوع داده بولی (Boolean) نیز گفته میشود.
نکات کلیدی:
مثال:
Motor_Run = 1 → موتور روشن استMotor_Run = 0 → موتور خاموش استاین نوع داده ساده، پایه و اساس تمام برنامههای PLC و منطقهای کنترلی را تشکیل میدهد.
یک بایت از کنار هم قرار گرفتن ۸ بیت تشکیل میشود. در یک بایت، راستترین بیت LSB (Least Significant Bit – کمارزشترین بیت) و چپترین بیت MSB (Most Significant Bit – پرارزشترین بیت) نامیده میشود. هر بیت وزن مخصوص به خود را دارد و تعداد کل مقادیری که یک بایت میتواند نمایش دهد با فرمول ۲ⁿ تعیین میشود که در آن n تعداد بیتها است.
از آنجا که یک بایت شامل ۸ بیت است، میتواند ۲⁸ = ۲۵۶ حالت یا ترکیب مختلف را نمایش دهد.
یک بایت برابر با ۸ بیت است
بایتها را میتوان به دستههای زیر تقسیم کرد:
نکات کلیدی:
مثال:
یک بایت واحد میتواند برای نمایش وضعیت ۸ سنسور دیجیتال استفاده شود که همگی در یک محل حافظه PLC ذخیره شدهاند. در بسیاری از پلتفرمهای PLC، بایت همچنین با عنوان عدد صحیح کوتاه (Short Integer) شناخته میشود که آن را به یک نوع داده فشرده و کارآمد برای پردازش اطلاعات دیجیتال تبدیل میکند.
عدد صحیح (INT) یک نوع داده عددی بدون اعشار است که با ترکیب ۱۶ بیت یا دو بایت تشکیل میشود. در این ساختار، بایت کمارزشتر LSB (Least Significant Byte) و بایت پرارزشتر MSB (Most Significant Byte) نامیده میشود.
با استفاده از ۱۶ بیت، یک عدد صحیح میتواند ۲¹⁶ = ۶۵,۵۳۶ مقدار ممکن را نمایش دهد. هنگامی که بهصورت دارای علامت (Signed) استفاده میشود، فقط اعداد صحیح را ذخیره میکند و از مقادیر اعشاری پشتیبانی نمیکند.
نکات کلیدی INT:
در اصطلاحات PLC، عدد صحیح اغلب Word (کلمه) نامیده میشود. خود کلمه معمولاً بدون علامت است، اما وقتی بهصورت INT تفسیر شود، میتواند مقادیر دارای علامت را نمایش دهد.
کاربردهای رایج INT:
مثال:
Counter_Value = 125
اعداد INT یکی از پرکاربردترین انواع داده در برنامهنویسی PLC هستند، زیرا تعادل مناسبی بین دامنه مقادیر، میزان استفاده از حافظه و سرعت پردازش ایجاد میکنند.
عدد صحیح دوبل (DINT) نسخه توسعهیافته عدد INT استاندارد است که برای پردازش مقادیر عددی بسیار بزرگتر طراحی شده است. این نوع داده از ۳۲ بیت تشکیل میشود و میتواند
۲³² = ۴,۲۹۴,۹۶۷,۲۹۶ حالت یا ترکیب مختلف را نمایش دهد. وقتی بهصورت داده دارای علامت استفاده شود، بازه مقادیر آن از –۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۸ تا +۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۷ است؛ بنابراین برای کاربردهایی مناسب است که دامنه INT معمولی کافی نیست.
نکات کلیدی:
در ساختار حافظه PLC، یک عدد صحیح دوبل از دو کلمه (Word) متوالی استفاده میکند. برای مثال، در PLCهای اشنایدر (Schneider):
%MW0 و %MW1 با هم یک DINT را تشکیل میدهند%MD0 هر دو محل کلمه را اشغال میکند%MD2 خواهد بودکاربردهای رایج DINT :
مثال:
ردیابی تعداد کل تولید که در طول دورههای طولانی بهرهبرداری انباشته میشود.
نوع داده Real برای ذخیره مقادیر اعشاری (Floating-Point) استفاده میشود و معمولاً بهصورت فرمت اعشاری IEEE با ۳۲ بیت پیادهسازی میگردد. اگرچه همان ۳۲ بیت فضای حافظهای را اشغال میکند که یک عدد صحیح دوبل (DINT) استفاده میکند، اما تفاوت اصلی این است که متغیر Real میتواند کسرها و اعداد اعشاری را بهصورت مستقیم پردازش کند و دقت بسیار بالاتری نسبت به انواع داده مبتنی بر عدد صحیح ارائه میدهد.
بازه تقریبی مقادیر برای نوع داده Real برابر است با: –۳٫۴۰۲۸۲۳۵ × ۱۰³⁸ تا +۳٫۴۰۲۸۲۳۵ × ۱۰³⁸ که آن را برای طیف گستردهای از محاسبات مهندسی مناسب میسازد.
مانند عدد صحیح دوبل، یک مقدار Real نیز در حافظه PLC دو WORD متوالی را اشغال میکند.
نکات کلیدی:
کاربردهای رایج:
مثال:
Temperature = 36.75 نوع داده Real در برنامههای PLC که نیاز به مقادیر آنالوگ دقیق و محاسبات ریاضی دارند، کاملاً ضروری است.
String یک نوع داده است که برای ذخیره دنبالهای از کاراکترها شامل حروف، اعداد و نمادهای خاص استفاده میشود. هر سازنده PLC روش خاص خود و ناحیه حافظه رزروشدهای را برای مدیریت متغیرهای String تعریف میکند، بنابراین حداکثر طول و ساختار رشته میتواند بسته به برند PLC و پیکربندی آن متفاوت باشد.
نیاز حافظه برای یک String معمولاً بهصورت زیر است:
نکات کلیدی نوع داده String:
کاربردهای رایج نوع داده String:
مثال:
Alarm_Text = "High Temperature"
رشتهها نقش مهمی در ارتباط با اپراتور و عیبیابی سیستم ایفا میکنند و باعث میشوند برنامههای PLC کاربرپسندتر و نظارتپذیرتر باشند.
انتخاب صحیح انواع داده در PLC بسیار حیاتی است، زیرا:
انتخاب نادرست نوع داده میتواند منجر به نتایج نادرست، رفتار غیرمنتظره سیستم یا بروز خطاهای سیستمی شود.
| نوع داده | اندازه | نوع مقدار | کاربرد رایج |
| Bit / BOOL | ۱ بیت | روشن / خاموش (ON / OFF) | سیگنالهای دیجیتال |
| Byte | ۸ بیت | ۰ تا ۲۵۵ | دادههای دیجیتال گروهبندیشده |
| Integer (INT) | ۱۶ بیت | اعداد صحیح | شمارندهها |
| Double Integer (DINT) | ۳۲ بیت | اعداد صحیح بزرگ | شمارشهای با بازه بالا |
| Real | ۳۲ بیت | اعداد اعشاری | مقادیر آنالوگ |
| String | متغیر | متن | پیامها و آلارمها |
درک انواع داده در PLC یک مهارت پایه و اساسی برای هر فردی است که در حوزه اتوماسیون صنعتی فعالیت میکند. از عملیات ساده مبتنی بر بیت گرفته تا محاسبات پیچیده با اعداد Real و پیامهای متنی مبتنی بر String، هر نوع داده هدف و کاربرد مشخصی دارد. استفاده از نوع داده مناسب نهتنها عملکرد سیستم را بهبود میبخشد، بلکه باعث میشود برنامههای PLC خواناتر، عیبیابی آنها آسانتر و نگهداری آنها سادهتر شود.
با تسلط بر انواع داده در PLC، میتوانید سیستمهای کنترلی قابلاعتمادتر طراحی کرده و منطقهای اتوماسیون حرفهای بنویسید که در محیطهای صنعتی واقعی، بهصورت کارآمد و پایدار عمل کنند.
