پروژه کارآموزی کار با دستگاه Plc در 60 صفحه ورد قابل ویرایش

پیشگفتار :

در طول دوره کارآموزی در زمینه های مختلف فعالیت نمودم و با تجارت ارزنده ای آشنا شدم ، آشنایی با برخی از دستگاههای Plc را می توان به عنوان شاخص ترین فعالیت انجام شده در طول این دوره معرفی نمود ، در این پروژه به بررسی آموخته های اینجانب در طول دوره کاراموزی می پردازیم .



مقدمه :

پی‌ال‌سی :در دنیای برق دو فناوری مهم با نام PLC شناخته میشوند یکی کنترلر های منطقی برنامه پذیر و دیگری حامل خطوط قدرت در این مقاله کنترلر های خطی برنامه پذیر برسی شده اند: مخفف (به انگلیسی: Programmable Logic Controller) که معادل فارسی «کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر» است، رایانه? کنترل گر تک منظوره‌ای است که به دلیل ویژگی‌های خاصّش بیشتر برای کنترل فرآیندهای مکانیکی یا صنعتی مانند خطوط تولید استفاده می‌شود.



مفهوم PLC

PLC یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر:

برنامه پذیر است. یعنی رایانه است. اما یک رایانه? ویژه برای منظوری ویژه

PLC ست. یعنی با دانستن اصول ساده و پایه? منطق که پیش‌نیازی هم ندارد، می‌توان اساس کار آن را درک و تحلیل کرد.

PLC کنترل گر است.

PLC منطقی ست. برخلاف مدار فرمان الکتریکی.

مزیت PLC نسبت به رایانه



PLC برخلاف یک رایانه? عادی غیر صنعتی:

برای کار در شرایط سخت ساخته می‌شود. شامل:

غبار

رطوبت

گرما و سرما

نویز الکتریکی و نوسان برق

و..

برنامه‌های داده شده به PLC در حافظه آن ذخیره می‌شوند. PLC دو نوع حافظه دارد :موقت (که یا با یک باتری پشتیبانی شود) و دائم.

برای انجام وظیفه? 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 متغیرها. شامل:

مقادیر لیمیت سوئیچ ها

متغیرهای آنالوگ (مانند مقادیر حس‌گرهای گرما و فشار)

موقعیت‌ها در سیستم‌های موقعیت‌یاب را دارد.



قابلیت فعّال نمودن دستگاه‌های خاص. شامل:


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 رایانه‌است. شامل:

پردازنده و حافظه? نیمه‌هادی

قسمت پردازنده دارای ارتباطاتی با قسمت‌های مختلف داخل و خارج خود می‌باشد.

حافظه? را توضیح خواهیم داد

ماژل‌های I/O

منبع تغذیه

در PLC‌های کوچک همه? موارد (پردازنده، I/O، منبع تغذیه در یک واحد و در PLC‌های بزرگتر هر یک در واحدی مجزّا جای داده شده‌اند.



حافظه? PLC دو نوع است:

ROM یا حافظه? دائم (Read only memory)تراشه‌ایست خاص؛ حاوی برنامه‌ای که:

توسط کارخانه سازنده تعبیه شده‌است.

وظیفه‌ای مشابه سیستم عامل DOS در رایانه‌های شخصی دارد

در حین عملیات CPU نمی‌تواند تغییر یابد یا پاک شود. حتّی به هنگام فطع تغذیه CPU

RAM یا حافظه? موقّت (Random Access memory) تراشه‌ایست نیمه‌هادی که می‌توان در آن برنامه نوشت.

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.

برنامه در این حافظه ذخیره می‌شود

امکان برنامه‌ریزی، تغییر و پاک کردن آنها توسط برنامه‌ریز وجود دارد.

حافظه? 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، برنامه? ذخیره شده در RAM را حفظ می‌کند.

انواع PLC‌ها



اهمیّت روش نمایش در برنامه نویسی

اصطلاحات فرم یا طرز نمایش، و فرمول بندی یا شکل دهی در ریاضیات کابرد زیادی یافته‌اند. علّت در اینجا بارز تر می‌شود: برنامه یک نظم دهی ست، و نظم برای انسان حتماً نیازمند شکل است. پس نمی‌توان گفت روش‌های نمایش فرع برنامه‌اند و تعریف برنامه اصل آن. زیرا نوشتن یک برنامه چیزی جز نمایش دستورات در جای صحیح نیست.



آموزش شکل‌دهی برنامه? PLC به روش نمایش نوشتاری یا الگوریتم



به هر دستور یک رشته خط برنامه گفته می‌شود هر خظ برنامه معمولاً یکی از ترکیبهای منطقی ریاضی را در بر دارد؛ که همچنین کنترل و را به عهده دارند در این روش هر چند خط برنامه که عمل خاصی را انجام می‌دهند یک سگمنت گفته می‌شود و یک برنامه می‌تواند شامل یک سگمنت و یا بیشتر باشد. هر برنامه با یک «نقطه‌ویرگول(;)» شروع شده و با "BE" به پایان می‌رسد. ریز پردازنده از سطر اول برنامه شروع به خواندن و اجرای دستورات می‌کند تا به دستور "BE" برسد. مدت زمان لازم برای اجرای این کار را سیکل زمانی اجرای برنامه می‌گویند برای تسریع در اجرای برنامه و کاهش این سیکل زمانی می‌توان پردازنده‌ای با سرعت بالا به کار برد که مشمول هزینه خواهد بود و یا برنامه را سامان‌دهی بهتری نمود. هر کدام از ورودی‌ها، خروجی‌ها و فلگ‌ها در دسته‌های ?‌بیتی سازمان‌دهی می‌شوند و در آدرس‌دهی ابتدا باید آدرس بایت مربوط و سپس آدرس بیت تعیین شود.



ساختار برنامه

در نوشتن برنامه‌های پیچیده که معمولا طولانی هستند برنامه‌های فرعی را در بخش‌های جداگانه می‌نویسند و سپس آنها را در برنامه اصلی به کار می‌برند، هر کدام از این بخش‌ها در یک بلاک خاص نوشته می‌شود.



در کل پنج نوع بلوک وجود دارد که عبارتند از:

بلوکهای برنامه یا PB : تشکیل دهنده? برنامه? کنترل یک فرایند می‌باشند که از شماره? ? تا ??? شماره گذاری شده‌اند. کاربر برنامه را به تشخیص خود در هر بلوک "PB" می‌نویسد و در انتهای آن از "BE" استفاده می‌نماید. بلوکهای ترتیبی یا SB: در کنترل‌های ترکیبی مثل راه اندازی خط‌های تولید استفاده می‌شود. بلوکهای تابع ساز یا FB: توابعی که در طول برنامه بارها مورد استفاده هستند و در خود برنامه تعریف نشده‌اند مثل ضرب دو عدد باینری که از شماره ? تا ??? شماره گذاری شده‌اند. هر FB از دو بخش تشکیل شده‌است. FBها اجزا و انواعی دارند:

اجزاء FB:

سر خط بلوک که شامل نام و سایر مشخصات بلوک است

بدنه بلوک که شامل توابع و دستوراتی است که باید در بلوک اجرا شود. علاوه بر دستورات S? یک سری دستورات مربوط به سوپالمنتری نیز موجود است که فقط در این بلوک اجرا می‌شود.

انواع FB:

Standard FB: که در همان اعمال منطقی نظیر ضرب و تفریق و... تعریف شده‌است. آنها به‌صورت بسته‌های نرم‌افزاری در اختیار کاربر قرار می‌گیرند.

Assignable FB: که در اجرای آن می‌توان عملوندها را در هر پروسه تعیین نمود، تعریف کرد و یا تغییر داد.

بلوکهای اطلاعاتی DB: تعداد ??? بلوک برای ذخیره اطلاعاتی در نظر گرفته شده که هنگام اجرای برنامه مورد استفاده‌اند. همچون، پیغامها، هشدارها و...

اطلاعات در بلوکهای DB سه نوع است:

PLC ها با کاربرد محلی:

این نوع PLC ها برای کنترل سیستم های با حجم کوچک با تعداد ورودی و خروجی های محدود استفاده می گردند. به علت قابلیت محدودتر ، این نوع PLC ها برای کنترل همزمان تعداد کمتری از فرایند ها یا کنترل دستگاه های مجزای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. اغلب شرکت های سازنده، این نوع PLC ها را به همراه سایر PLC به بازار ارائه نموده اند ولی برخی از شرکت های سازنده آن را با نام میکرو PLC به بازار ارائه می نمایند ، از جمله این نوع PLC می توان به نمونه زیر اشاره کرد:


1- مینی PLC ساخت کارخانه زیمنس آلمان با نام LOGO

2- مینی PLC ساخت کارخانه تله مکانیک فرانسه با نام Zelio

3- PLC مولر آلمان

4- PLC ، LG کره

5- ………

PLC ها با کاربرد گسترده:

این نوع PLC ها برای کنترل سایت کارخانجات بزرگ استفاده می شود. معمولا در این کارخانجات ؛ PLC ها در قسمت های مختلف سایت کارخانه وجود داشته و کنترل محلی بر قسمت های تحت پوشش خود انجام می دهند و اطلاعات مورد نیاز را با استفاده از روشهای گوناگون به اتاق کنترل مرکزی منتقل می کنند که در آن محل با استفاده از روش های مختلف مونیتورینگ صنعتی ، اطلاعات به شکل گرافیکی تبدیل کرده و بر روی صفحه مونیوتور نمایش می دهند. در این حال اپراتور تنها با دانستن روش کار با کامپیوتر و بودن نیاز به اطلاعات تخصصی می تواند سیستم را کنترل کند.

کنترل منطقی چیست؟

کنترل منطقی عبارت است از کنترلی که دآن صدور فرمانها ،مستلزم براورده شدن یکسری توابع وخواست های منطقی باشد و دستگاه PLC می تواند این نیاز را برطرف کند.

میدانیم که قبل از آمدن سیستم های کنترل منطقی ، وظیفه کنترل صنعتی بر عهده مدار های فرمان الکتریکی بوده است ، مدارات الکتریکی مشکلات بسیاری داشتند که PLC ها آنها را رفع نمودند.

PLC ها مزایای بسیاری نسبت به مدارات فرمان الکتریکی دارند که ازجمله می توان به موارد زیر اشاره داشت:

1) استفاده ازPLC موجب کاهش حجم تابلو های فرمان و کاهش در هزینه های لوازم وقطعات می گردد.

2)با استفاده از PLC استهلاک مکانیکی قطعات ازبین رفته ، عمر مفید سیستم به اندازه قابل توجهی زیاد می شود

3)دستگاه PLC با جریان و ولتاژهای پایین کار کرده در نتیجه انرژی کمتری مصرف می نماید.

4)سیستم هایPLC در مقابل نویز های الکتریکی و صوتی ایزوله هستند.

5)طراحی مدارها در سیستم های PLC بسیار راحت صورت می گیرد و در صورت نیاز به تغییرات،به آسانی و مدت زمان کم می توان بدون انجام تغییرات در کل مدار، برنامه را عوض کرد.

6)عیب یابی وتهلیل مدارات خیلی راحت صورت می گیرد.

7)سرعت عمل ودقت در انجام مراحل مختلف از خصوصیات مهم سیستم های PLC می باشد.

در صنعت دو نوع کنترل موجود است:

الف) کنترل سخت افزاری

ب)کنترل نرم افزاری



ج- بلوکهای تابع ساز FB :

توابعی که در طول برنامه بارها مورد استفاده هستند و در خود برنامه تعریف نشده اند مثل ضرب دو عدد باینری که از شماره 0 تا 255 شماره گذاری شده اند . هر FB از دو بخش تشکیل شده است . که شامل 1- سر خط بلوک که شامل نام و سایر مشخصات بلوک است 2- بدنه بلوک که شامل توابع و دستوراتی است که باید در بلوک اجرا شود ، علاوه بر دستورات S5 یک سری دستورات مربوط به سوپالمنتری نیز موجود است که فقط در این بلوک اجرا می شود. در واقع دو نوع FB وجود دارد .1- standard FB که در همان اعمال منطقی نظیر ضرب و تفریق و ... تعریف شده است و آنها به صورت بسته های نرم افزاری در اختیار کاربر قرار می گیرید . و 2-assignable FB که در اجرای آن می توان عملوند ها را در هر پروسه تعیین نمود ، تعریف کرد و یا تغییر داد . د- بلوکهای اطلاعاتی DB : 256 بلوک برای ذخیره اطلاعات که هنگام اجرای برنامه مورد استفاده اند همچون ، پیغامها ، هشدارها و ... در نظر گرفته شده اند . سه نوع اطلاعات در بلوکهای DB وجود که شامل اطلاعات دیتا ، متن و الگوی بیت می باشد . می توان در هر بلوکی اطلاعات DB را فراخوانی نمود . مثلا برای فراخوانی سطر صدم از DB 50 به صورت زیر عمل می نماییم . C DB 50 نام بلوک L DW 100 نام سطر اطلاعات ذخیره شده در DB ها با یکی از فرمتهای زیر هستند : 1-KH برای اعداد در مبنی 16 2-KF برای اعداد در مبنی 10 3-KT برای اعداد ثبات TV 4-KC برای شمارنده ها 5-KY 16 بیت ، دو بایت چپ و راست تقسیم می شوند DL و DR که کاملا مجزا از هم هستند . 6-KM برای متون 7-KG اعداد اعشاری و اعداد بسیار بزرگ و بسیار کوچک ه-بلوک سازماندهی OB : این بلوک ساختار برنامه را مشخص می نماید هر OB بایک شماره خاص مشخص می شود که شامل موارد زیر هستند : OB 1 : در شروع هر سیکل برنامه ، سیستم عامل اولین سطر این بلوک را اجرا می کند . و آخرین سطر آن پایان بخش برنامه است . در واقع مشخص کننده ساختار برنامه است . OB 21: هنگامی که PLC از Start به Stop سویچ می شود این بلوک رخ می دهد. OB 22: هنگامی که پاور ON می شود این بلوک رخ می دهد . OB 34: نشان دهنده وضعیت باتری می باشد که در صورت تضعیف و یا وقوع ایراد در آن تا رفع اشکال مکررا تکرا خواهد شد . دستور العملهای PLC 1- اصلی : توابعی که در تمام بلوکها قابل اجرا هستند به غیر از جمع و تفریق تمام دستور ها می توان به عنوان ورودی و خروجی به کار روند . 2- تکمیلی : توابع ترکیبی نظیر دستورات جابجایی ، توابع ، Shift و نیز دستورات تبدیلی می باشد .که فقط در FB و حالت STL قابل اجرا هستند . 3- سیستم : شامل دستوراتی است که مستقیما روی سیستم عامل PLC تاثیر دارد و مخصوص برنامه نویسان حرفه ای است . خواندن صفر : برای خواندن عدد صفر از ورودی از دستور AN استفاده می شود که صفر یا یک در ورودی به صورت یک یا ثفر در می آید (معکوس می شود) در LAD و در CSF کانتاکت در حالت عادی باز (NO) وقتی دکمه ی فشار فشرده یا کلیدی روشن گردد در ورودی ظاهر می شود و بر عکس. کنتاکت در حالت عادی بسته (NC) : وقتی دکمه فشار فشرده یا کلیدی روشن گردد در ورودی 0 ظاهر می شود و بر عکس . مثال : برنامه ای بنویسید که با دو کلید A و B که به صورت سری به هم وصل هستند خروجی را روشن و خاموش نمایند . A I 0.1 A I 0.2 = Q 0.0 BE فلگ یا پرچم : هر فلگ یک بیت از حافظه پی ال سی می باشد که آن را می توان معادل خروجی مجازی دانست . این بیت مانند هر بیت از حافظه می تواند دو مقدار صفر یا یک بگیرد با این تفاوت که فلگها حافظه های موقتی هستند . آدرس دهی فلگها همانند ورودی ها و خروجی ها است . کاربرد فلگها در برنامه هایی است که OR قبل از AND دارد و با حذف پرانتز ها می توان از فلگ استفاده کرد . البته گاهی ممکن است برنامه طولانی تر شود . مثال: O I 1.4 O I 1.5 = F 6.0 O I 2.0 O I 2.1 = F 6.1 A F 6.0 A F 6.1 = Q 3.0 BE