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.

مقاله بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) در 31 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست

عنوان صحفه

مقدمه..................................................................................................................... 1

کنترل کننده های قابل برنامه‌ریزی (PLC) ها........................................................ 2

برنامه نویسی (PLC) ها........................................................................................ 7

PLCهای زیمنس.................................................................................................... 11

PLC لوگو.............................................................................................................. 14




مقدمه:

هر سیستم کنترلی را به سه بخش اصلی می‌توان تقسیم کرد: ورودی، بخش پردازشگر و خروجی. سیگنالهای ورودی توسط مبدل‌ها که کمیت‌های فیزیکی را به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل می‌کنند فراهم می‌شوند. یک سیستم کنترل باید بتواند بر طریقه عملکردی یک فرآیند دخالت و تسلط داشته باشد. این کار با استفاده المان‌های خروجی، از قبیل پمپ‌ها، موتورها، پیستون‌ها، رله‌ها و … انجام می‌شود.

یک طرح کنترلی به دو روش قابل اجرا است:

با استفاده از سیستم‌های کنترل غیرقابل تغییر توسط اپراتور و نیز با استفاده از کنترل کننده‌های قابل برنامه‌ریزی.

رله‌ یکی از قطعات مهم در بیشتر سیستم‌های کنترل مدرن است. این قطعه‌ یک سوئیچ الکتریکی با ظرفیت جریانی بالاست. یک سیستم رله‌ای ممکن است شامل چند صدیا حتی چند هزار کنتاکت باشد.

PLCها به عنوان جانشینی برای سیستم‌های منطقی رله‌ای و تایمری غیرقابل تغییر توسط اپراتور طراحی شدند تا به جای تابلوهای کنترل متداول قدیمی استفاده شوند. این کار به وسیله برنامه‌ریزی آن‌ها و اجرای دستورالعمل‌های منطقی ساده که اغلب به شکل دیاگرام نردبانی است، صورت می‌گیرد. PLCها دارای یک سری توابع درونی از قبیل: تایمرها و شمارنده‌ها و شیفت رجیسترها می‌باشند که امکان کنترل مناسب را‏، حتی با استفاده از کوچک‌ترین PLC نیز، فراهم می‌آورند.

یک PLC با خواندن سیگنال‌های ورودی، کار خود را شروع کرده و سپس دستورالعمل‌های منطقی (که قبلاَ برنامه‌ریزی شده و در حافظه جای گرفته است) را بر روی این سیگنال‌های ورودی اعمال می‌کند و در پایان، سیگنال‌های خروجی مطلوب را برای راه‌اندازی تجهیزات و ماشین‌آلات تولید می‌نماید. تجهیزات استانداردی درون PLCها تعبیه شده‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد مستقیماَ و بدون نیاز به واسطه‌های مداری یا رله‌ها، به المان خروجی یا محرک (actuator) و مبدل‌های ورودی (مانند پمپ‌ها و سوپاپ‌ها) متصل شوند.

با استفاده از PLCها، اصلاح و تغییر یک سیستم کنترل بدون نیاز به تغییر محل اتصالات سیم‌ها ممکن شده است.

برخی ویژگی‌های خاص، آن‌ها را ابزاری مناسب جهت انجام عملیات کنترل صنعتی نموده است. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:

l تجهیزات حفاظت کننده‌ها PLCها از نویز و شرایط نامساعد محیطی

l ساختار PLCها، که به سادگی امکان تعویض یا افزودن واحد یا واحدهایی را به PLC می‌دهد. (مثلاَ واحد ورودی/ خروجی)

l اتصالات استاندارد ورودی/ خروجی و نیز سطوح سیگنال استاندارد

l زبان برنامه‌نویسی قابل درک و آسان (مانند دیاگرام نردبانی یا نمودار وظایف)

محدوده PLCهای در دسترس، از PLCهای جامع و کامل کوچک با 20 ورودی/ خروجی و 500 مرحله یا گام برنامه‌نویسی تا سیستم‌های مدولار با مدول‌های قابل افزایش را دربرگرفته است مدول‌ها برای انجام وظایفی نظیر:

l ورودی/ خروجی آنالوگ

l کنترل PID (تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر)

l ارتباطات

l نمایش گرافیکی

l ورودی/ خروجی اضافی

l حافظه‌های اضافی و … استفاده می‌شوند.


کنترل کننده های قابل برنامه‌ریزی (PLC)ها:

PLCها، کامپیوترهایی ساخته شده به منظور خاص هستند که شامل سه قسمت اجرایی اصلی می‌باشند: پردازش‌گر، ورودی/ خروجی و حافظه. سیگنال‌ها از طریق ورودی به PLC فرستاده شده و آن‌گاه در حافظه، ذخیره می‌شوند. سپس سیگنال‌های خروجی به منظور راه‌اندازی تجهیزات مورد نظر، تولید می‌شوند.

در PLCهای کوچک‌تر، این عملیات توسط کارت‌های ویژه‌ای انجام می‌گیرند که به صورت واحدهای بسیار فشرده‌ای ساخته شده‌اند، در حالی که ساختار PLCهای بزرگتر به صورت مدولار با مدول‌هایی که بر روی شیارهای تعبیه شده بر روی دستگاه نصب می‌شود، بنا گردیده است. این امر امکان توسعه سیستم را- در صورت ضرورت- به سادگی فراهم می‌آورد. در هر دوی این موارد بوردهای مداری ویژه‌ای، به سادگی تعویض یا برداشته می‌شود و امکانات تعمیر سیستم نیز به سادگی فراهم می‌آید.

CPU بر تمام عملیاتی که در PLC رخ می‌دهد‏، کنترل و نظارت دارد و دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی شده و ذخیره شده را اجرا می‌کند.

تمام PLCهای مدرن برای ذخیره برنامه از حافظه‌های نیمه هادی مانند EPROM, RAM یا EEPROM استفاده می‌کنند.

عملاَ از RAM برای تکمیل برنامه مقدماتی و تست آن استفاده می‌شود، زیرا که امکان تغییر و اصلاح راحت برنامه را فراهم می‌آورد.

پس از این که یک برنامه تکمیل شد و مورد آزمایش قرار گرفت می‌توان آن را در PROM یا EPROM، که اغلب ارزانتر از قطعات RAM می‌باشند، بار (Load) کرد. برنامه‌ریزی PROM معمولاَ توسط یک برنامه‌ریز مخصوص صورت می‌گیرد.

PLC‌های کوچک معمولاَ تا حدی به دلیل ابعاد فیزیکی دستگاه دارای حجم حافظه محدود و ثابتی می‌باشند. حجم این حافظه‌ها بسته به تولیدکننده آن‌ها بین 300 تا 1000 دستورالعمل متفاوت است. این حجم حافظه ممکن است کمتر از آنی به نظر آید که مناسب جهت امور کنترلی باشد‏، اما تقریباَ حدود 90 درصد عملیات مورد نیاز کنترل‌های دودویی با کمتر از 1000 دستورالعمل قابل اجرا می‌باشند. بنابراین فضای حافظه لازم برای بیشتر کاربردها فراهم خواهد آمد.

PLCهای بزرگتر از مدول‌های حافظه‌ای استفاده می‌کنند که بین K1 تا K64 فضای حافظه را فراهم می‌آورند. این مدول‌ها امکان گسترش سیستم را با افزودن کارت‌های حافظه RAM یا PROM به PLC فرام می‌آورند.

معیار اولیه مشخص کننده اندازه PLCها، در قالب حجم حافظه برنامه و حداکثر تعداد ورودی و خروجی‌هایی که سیستم قادر به پشتیبانی از آن‌هاست ارائه می‎شود. اما به منظور ارزیابی و محک مناسب هر PLC، باید خصوصیات دیگری از آن، از قبیل نوع پردازشگر، زمان اجرای یک سیکل برنامه، تسهیلات زبان برنامه‌نویسی، توابع (از قبیل شمارنده، تایمر و …) قابلیت توسعه و … را نیز در نظر بگیریم.

معمولاَ، PLCهای کوچک و «مینی PLCها» به صورت واحدهای قدرتمند، کارآ و فشرده‌ای طراحی می‌شوند که قابل جاسازی بر روی، یا کنار تجهیزات تحت کنترل باشند. آن‌ها عمدتاَ به عنوان جایگزین سیستم‌های رله‌ای غیرقابل تغییر توسط اپراتور، تایمر، شمارنده و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند تا بخش‌های مجزا و منفرد کارخانجات یا ماشین‌آلات را کنترل کنند، اما می‌توان آن‌ها برای هماهنگ کردن عملکرد چند ماشین در تلفیق با یکدیگر سود جست.

PLCهای کوچک قادر به توسعه تعداد کانال‌های ورودی و خروجی با استفاده از یک یا دو مدول ورودی/ خروجی می‌باشند.

PLCهای بزرگ برای استفاده در کارخانجات عظیم یا ماشین‌های بزرگی که به کنترل پیوسته نیازمندند، طراحی شده‌اند.

همچنین آن‌ها به عنوان کنترل کننده‌ ناظر آن نظارت (monitor) و کنترل کردن چندین PLC دیگر یا سایر ماشین‌های هوشمند به کار می‌روند.

در PLC‌های بزرگ از:

l پردازشگر 16 بیتی به عنوان پردازشگر اصلی جهت محاسبات دیجیتالی و همچنین به کارگیری متن.

l پردازشگرهای تک‌بیتی به عنوان پردازشگر همکار برای محاسبه سریع‏، ذخیره‌سازی و …

l پردازشگرهای جانبی، برای انجام وظایف اضافی که تابع زمان می‌باشند مانند:

کنترل حلقه بسته PID ، کنترل موقعیت، محاسبات عددی با ممیز شناور، تشخیص عیب و رصد ، ارتباطات بین ماشین‌های هوشمند برای ورودی/ خروجی توزیع شده، دیاگرام‌های تقلیدی از وضعیت فرآیند یا دیاگرام‌های فرآیندنما ، نصبگاه‌های ورودی/ خروجی با فاصله دور استفاده می‌شود.

STARTUP FLAG:

در اولین سیکل از برنامه مصرف کننده تنظیم می‌شود و متوالیاَ بعنوان STARTUP FLAG در برنامه مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین M8 می‌تواند مانند دیگر MARDERها در برنامه مورد استفاده قرار گیرد.

FIXED LEVE:

با HI=1, LO=0 مشخص می‌شوند.

OPEN CONINECTOR (X):

در مواردی که نیاز به سیم‌بندی نمی‌باشد از این پایه استفاده می‌شود.

از مزایای این برنامه این است که می‌توان انواع مدارات را طراحی و در کامپیوتر شخصی تست کرد حتی بدون داشتن LOGO.

برای برنامه‌نویسی می‌توان از دو زبان برنامه‌نویسی که در این نرم‌افزار پس از طراحی به یکدیگر تبدیل می‌شوند استفاده نمود.

BFها توابع خواصی می‌باشند که با منطقی خاص ورودی/ خروجی را بهم ارتباط می‌دهند. پایه‌های بکار رفته در این توابع شامل ورودی 1 خروجی Q یا X می‌باشند. در جایی که نیاز به سیم‌بندی پایه نباشد از X استفاده می‌شود این توابع شامل:

AND:

از لحاظ مداری ارتباط سریال تعدادی کنتاکت Normally open می‌باشند و خروجی در صورتی یک می‌شود که کلیه ورودیها یک باشند.

AND WI TH RLO:

شکل سمت چپ در این تابع خروجی در صورتی یک می‌شود که همه ورودیها باشند و حداقل یک ورودی در سیکل قبلی حالت صفر داشته باشد.

NAND:

شامل اتصال موازی تعداد کنتاکت Normaly clos می‌باشد و خروجی زمانی یک می‌شود که همه ورودیها یک باشند.

AND WI TH RLO:

خروجی ANND زمانی یک می‌شود که حداقل یک وروی حالت صفر داشته باشد و همه ورودیها در سیکل قبل یک باشند.

OR:

شامل اتصال موازی تعداد کنتاکت Normaly open می‌باشد و خروجی زمانی یک می‌شود که حداقل یکی از ورودیها یک باشند.

NOR:

اتصال سریال تعدادی کنتاکت Normaly close می‌باشد و خروجی زمانی یک می‌شود که همه ورودیها صفر باشند و با یک شدن هر یک از ورودیها خروجی صفر می‌شود.

XOR:

اتصال دو کنتاکت Changeover می‌باشد و خروجی زمانی یک است که ورودیها حالت متفاوت داشته باشند. (هر دو یک یا صفر باشند خروجی صفر است).

ضمناَ گیت NOT هر چه در ورودی باشد عکس آنرا در خروجی اعمال می‌کند.

Specal function:

از لحاظ ورودیها با BFها متفاوتند و شامل توابع زمانی retentivity و انتخاب پارامترهای مختلف برای Update کردن برنامه باشد.

S(set): اجازه یک کردن خروجی را می‌دهد.

R (reset): بر همه ورودیها تقدم دارد و خروجی را صفر می‌کند.

Trg (tigger): برای شروع اجرای عملیات یک تابع استفاده می‌شود.

Con (counter): شمارش پالس را انجام می‌دهد.

Fre (frequency): سیگنالهای فرکانس سنجیده شده به این ورودی داده می‌شود.

Dir (direction): جهتی را که شمار نه باید شمارش نماید مشخص می‌کند.

En (enabel): تابع را فعال می‌کند در صورت صفر بودن En ورودیهای دیگر برای بلوک در نظر گرفته می‌شود.

Inv (ivert): با فعال شدن سیگنال خروجی بلوک معکوس می‌شود.

Rel (reset all): همه مقادیر داخلی reset می‌شود.

X: در صورت در نظر گرفتن این کانکتور برای Sf ، مقدار صفر برای آن در نظر گرفته می‌شود.

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