مقاله بررسی PLC و تفاوت آن با کامپیوتر در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

مقدمه: 1

فصل اول. 2

انواع حافظه های خواندنی.. 2

حافظه های فقط خواندنی.. 2

حافظه‌های اغلب خواندنی (RMM) 2

فصل دوم. 4

انواع سیستم‌های کنترل. 4

سیستم‌های کنترل سخت‌افزاری.. 4

سیستم‌های کنترل نرم‌افزاری.. 5

فصل سوم. 6

ساختار PLC. 6

فصل چهارم. 9

تفاوت PLC با کامپیوتر 9

فصل پنجم.. 12

کاربردهای PLC در صنایع مختلف... 12

فصل ششم.. 14

سخت‌افزار PLC. 14

مدول منبع تغذیه (PS) 14

واحد پردازش مرکزی (CPU) 15

حافظه (Memory) 16

ترمینال ورودی (Input Module) 16

ترمینال خروجی (Output Module) 17

مدول ارتباط پروسسوری (CP) 17

مدول رابط (IM) 17

فصل هفتم.. 18

نرم‌افزار PLC. 18

فصل هشتم.. 20

واحد برنامه‌نویسی (PG) 20

منابع : 22
مقدمه:



در اینجا بحثی را در مورد ساختار PLCو تفاوت آن با

کامپیوتر ذکر می کنیم.پس از آن به این موضوع می پردازیم که امروزه PLC در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی چه کاربردهایی خواهد داشت.

پس از آن سخت افزار PLC را مورد مطالعه قرار می دهیم و در آنجا به شرح جزئیات این سخت افزارها در PLC می پردازیم.




فصل اول
انواع حافظه های خواندنی




حافظه های فقط خواندنی

حافظه‌های فقط خواندنی به دو گروه تقسیم می‌شوند:

1- (Read Only Memory) ROM

2- (Programmed Read Only Memory) PROM

در صورتی که محتوای این نوع حافظه در موقع ساخت توسط سازنده برنامه‌ریزی شود به آن ROM گفته می‌شود. ولی اگر به گونه‌ای باشد که توسط مصرف‌کننده و تنها برای یکبار قابل برنامه‌ریزی باشد به آن PROM می‌گویند.


حافظه‌های اغلب خواندنی (RMM)

این نوع حافظه نیز مانند ROM بوده از آن جهت نگهداری اطلاعات مختلف استفاده می‌شود. اگردر ثبت بیت‌های اطلاعاتی حافظه‌های PROM , ROM که فقط برای یکبار قابل برنامه‌ریزی هستند اشتباهی رخ دهد راهی جز دور انداختن حافظه وجود ندارد. اما این گروه از حافظه‌ها که می‌توان محتویات آنها را پاک کرد این ضعف را برطرف می‌کند و می‌توان از آنها چندین بار استفاده نمود و برنامه‌های مختلف را در آنها ضبط و پس از اتمام کار آنها را پاک کرد. این نوع حافظه‌ها بر اساس نوع پاک‌شدن اطلاعات به دو گروه تقسیم‌بندی می‌شوند. (البته خاصیت پاک‌شدن آنها مربوط به تکنولوژی ساخت آنها است.)

1- (Erasable Programmed Read Only Memory) EPROM

2- (Electrically Erasable Programmed ROM) EEPROM
فصل دوم
انواع سیستم‌های کنترل





سیستم‌های کنترل را می‌توان بنا به روش کنترل آنها به دودسته تقسیم نمود:

1- سیستم‌های کنترل سخت‌افزاری

2- سیستم‌های کنترل نرم‌افزاری


سیستم‌های کنترل سخت‌افزاری

این سیستم‌ها شامل مداراتی هستند که با استفاده از رله‌ها و عناصر الکترونیکی مانند دیودها و ترانزیستورها ساخته می‌شوند. برنامه کنترل در این سیستم‌ها نتیجه روابط بین عناصر مدار الکتریکی است و به راحتی قابل تغییر نمی‌باشد. به عبارت دیگر تغییر در برنامه کنترل به معنی تغییر در سخت‌افزار سیستم است البته در برخی از این کنترل کننده‌ها که با استفاده از کلیدهای انتخاب‌کننده (Selectors) ، یا شبکه دیودی (Diode Matrix) ساخته می‌شوند، برنامه کنترل را می‌توان تا اندازه‌ای تغییر داد. اگرچه اعمال این تغییرات، محدود و در برخی موارد بسیار مشکل است.


سیستم‌های کنترل نرم‌افزاری

این کنترل کننده‌ها دارای حافظه‌ای هستند که برنامه کنترل در آن ذخیره می‌شود. مهمترین مزیت این سیستم‌ها در آن است که نحوه کنترل را با تغییر برنامه و بدون نیاز به تغییر در سخت‌افزار سیستم می‌توان عوض کرد، زیرا نحوه کنترل سیستم توسط سخت‌افزار سیستم تعیین نمی‌شود بلکه برنامه‌ای که در حافظه ذخیره شده یعنی نرم‌افزار سیستم، نحوه کنترل را مشخص می‌کند لذا این سیستم‌ها بسیار قابل انعطاف بوده، کاربردهای فراوانی دارند. بسته به نوع حافظه این سیستم‌ها، شیوه تغییر در برنامه‌ها متفاوت است. اگرازحافظه RAM استفاده شود، بدون دخالت فیزیکی و تنها با اضافه یا کم‌نمودن چند سطر برنامه می‌توان برنامه جدید را به اجرا در آورد.

در صورتی که از حافظه ROM استفاده شود به اجرا درآوردن برنامه جدید تنها با تعویض حافظه ROM امکان‌پذیر است.




فصل سوم
ساختار PLC



“ PLC “ از عبارت Programmable Logic Controller به معنای کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی گرفته شده است. به عبارت دیگر PLC عبارت از یک کنترل‌کننده منطقی است که می‌توان منطق کنترل را توسط برنامه برای آن تعریف نمود و در صورت نیاز، به راحتی آن را تغییر داد.

وظیفه PLC قبلاً بر عهده مدارهای فرمان رله‌ای بود که استفاده از آنها در محیط‌های صنعتی جدید منسوخ گردیده است. اولین اشکالی که در این مدارها ظاهر می‌شود آن است که با افزایش تعداد رله ها حجم و وزن مدار فرمان بسیاربزرگ شده ، هم چنین موجب افزایش قیمت آن می گردد. برای رفع این اشکال، مدارهای فرمان الکترونیکی ساخته شدند ولی با وجود این، هنگامی که تغییری در روند یا عملکرد ماشین صورت می‌گیرد مثلاً در یک دستگاه پرس، ابعاد وزن، سختی و زمان قرار‌گرفتن قطعه زیر بازوی پرس تغییر می‌کند، لازم است تغییرات بسیاری در سخت‌افزار سیستم کنترل داده شود، به عبارت دیگر اتصالات و عناصر مدار فرمان باید تغییر کند.

با استفاده از PLC تغییر در روند تولید یا عملکرد ماشین به آسانی صورت می‌پذیرد، زیرا دیگر لازم نیست سیم‌کشی‌ها (Wiring) و سخت‌افزار سیستم کنترل تغییر کند و تنها کافی است چند سطر برنامه نوشت و به PLC ارسال کرد تا کنترل مورد نظر تحقق یابد.

هرکس که با مدارهای فرمان الکتریکی رله‌ای کارکرده باشد به خوبی می‌داند که پس از طراحی یک تابلوی فرمان، چنانچه نکته‌ای از قلم افتاده باشد، مشکلات مختلفی ظهور نموده، هزینه‌ها و اتلاف وقت بسیاری را به دنبال خواهد داشت. به علاوه گاهی افزایش و کاهش چندقطعه در تابلوی فرمان به دلایل مختلف مانند محدودیت فضا، عملاً غیرممکن و یا مستلزم انجام سیم‌کشی‌های مجدد و پرهزینه می‌باشد.

اکنون برای توجه بیشتر به تفاوت‌ها و مزایای PLC نسبت به مدارات فرمان رله‌ای، مزایای مهم PLC را نسبت به مدارات یادشده بر می‌شماریم.

1- استفاده از PLC موجب کاهش حجم تابلوی فرمان می‌گردد.

2- استفاده از PLC مخصوصاً در فرآیندهای عظیم موجب صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه، لوازم و قطعات می‌گردد.

3- PLCها استهلاک مکانیکی ندارند، بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس‌های دوره‌ای نخواهند داشت.

4- PLCها انرژی کمتری مصرف می‌کنند.

5- PLCها بر خلاف مدارات کنتاکتوری، نویزهای الکتریکی و صوتی ایجاد نمی‌کنند.

6- استفاده از یک PLC منحصر به پروسه و فرآیند خاصی نیست و با تغییر برنامه می‌توان به آسانی از آن برای کنترل پروسه‌های دیگر استفاده نمود.

7- طراحی و اجرای مدارهای کنترل و فرمان با استفاده از PLCها بسیار سریع و آسان است.

8- برای عیب‌یابی مدارات فرمان الکترومکانیکی، الگوریتم و منطق خاصی را نمی‌توان پیشنهاد نمود. این امر بیشتر تجربی بوده، بستگی به سابقه آشنایی فرد تعمیرکار با سیستم دارد. در صورتی که عیب‌یابی در مدارات فرمان کنترل شده توسط PLC به آسانی و با سرعت بیشتری انجام می‌گیرد.

9- PLCها می‌توانند با استفاده از برنامه‌های مخصوص، وجود نقص و اشکال در پروسه تحت کنترل را به سرعت تعیین و اعلام نمایند.




حافظه (Memory)

حافظه محلی است که اطلاعات و برنامه کنترل در آن ذخیره می‌شوند. علاوه بر این، سیستم عامل که عهده‌دار مدیریت کلی بر PLC است در حافظه قرار دارد. تمایز در عملکرد PLCها، عمدتاً به دلیل برنامه سیستم عامل و طراحی خاص CPU آنهاست. در حالت کلی در PLCها دو نوع حافظه وجود دارد:

1- حافظه موقت (RAM) که محل نگهداری فلگ‌ها، تایمرها، شمارنده ها و برنامه‌های کاربر است.

2- حافظه دائم (EPROM,EEPROM) که جهت نگهداری و ذخیره همیشگی برنامه کاربر استفاده می‌گردد.


ترمینال ورودی (Input Module)

این واحد محل دریافت اطلاعات از فرآیند یا پروسه تحت کنترل می‌باشد. تعداد ورودی‌ها در PLCهای مختلف، متفاوت است. ورودی‌هایی که در سیستم‌های PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حالت کلی به صورت زیر می‌باشند:

الف) ورودی‌های دیجیتال (Digital Input)

ب) ورودی‌های آنالوگ (Analog Input)


ترمینال خروجی (Output Module)

این واحد، محل صدور و فرمانهای PLC به پروسه تحت کنترل می‌باشد. تعداد این خروجی‌ها در PLCهای مختلف متفاوت است. خروجی‌های استفاده شده در PLCها به دو صورت زیر وجود دارند:

الف) خروجی‌های دیجیتال (Digital Output)

ب) خروجی‌های آنالوگ (Analog Output)

مدول ارتباط پروسسوری (CP)

این مدول، ارتباط بین CPU مرکزی را با CPUهای جانبی برقرار می‌سازد.


مدول رابط (IM)

در صورت نیاز به اضافه نمودن واحدهای دیگر ورودی و خروجی به PLC یا جهت اتصال پانل اپراتوری و پروگرامر به PLC از این مدول ارتباطی استفاده می‌شود. در صورتی که چندین PLC به صورت شبکه به یکدیگر متصل شوند از واحد IM جهت ارتباط آنها استفاده می‌گردد.