PLC چیست؟
در این مقاله سعی داریم در زمینه آموزش plc و راجب اینکه PLC چیست و کاربرد آن در اتوماسیون صنعتی را برای شما تعریف کنیم و آن را مورد بررسی قرار دهیم. PLC یا به نوعی کنترل گر منطقی برنامه پذیر یک رایانه دیجیتال صنعتی است که در صنعت کاربردهای متفاوتی دارد مانند کنترل انواع دستگاه های رباتیک ، خطوط مونتاژ و… می باشد. که امروزه با پیشرفت های متفاوت آن کاربردهایی که دارد روز به روز افزایش می یابد چرا که PLC ها هر کاری را می توانند به صورت اتوماتیک و یا در بعضی موارد به صورت دستی که توسط ما می باشند انجام داده و سرعت کار را بسیار بالا ببرند و علاوه بر آن می توانند در شرایط های مختلف محیطی از جمله رطوبت،غبار،سرما و گرما،نوسان های برق، بدون صدمه خاصی عملکرد خود را به طور صحیح نشان دهند.
جهت مطالعه در زمینه معرفی LOGO و کاربرد آن کلیک کنید.
همچنین جهت مطالعه درباره PLC-S7 200 کلیک کنید.
جهت مشاهده تمام دوره های آموزشی و مطالب رایگان برق در کلیه گرایشات کلیک کنید.
آموزش PLC چیست؟
در این بخش به قابلیت هایی از آموزش PLC میپردازیم که می توان با کمک این قابلیت ها در صنعت برق استفاده های متفاوتی از کنترل تجهیزات برق صنعتی کرد که مهم ترین آنها قابلیت برنامه ریزی در پی ال سی ها می باشد و پس از انجام این کار آنها می توانند ساعت ها یا روزها با برنامه ای که در آنها تنظیم شده است به طور مرتب کار کنند و یا سر زمان مشخص شده خاموش شوند.
برنامه نویسی plc
در واقع برنامه ریزی در پی ال سی کار ساده ای نیست و نیاز به متخصصین و مهندسینی می باشد که در این کار سررشته بسیار بالایی دارند زیرا در صورت هرگونه صدمه برای انواع دستگاه های PLC هزینه زیادی باید صرف جایگزینی آن گردد. در ادامه این مطلب نکاتی در مورد المان های برنامه نویسی و زبان های برنامه نویسی plc را خدمت شما عزیزان ارائه خواهیم کرد.
ساختار PLC چیست؟
1) پردازنده CPU
قسمت پردازندهCPU در PLC دارای ارتباطات مختلفی با بخش های قسمت های خارجی و داخلی خود می باشد. پردازنده پی ال سی ها به این گونه عمل میکند که المان ورودی را از طریق کارت input دریافت میکند آن ها را پردازش میکند و به سیگنال های الکتریکی تبدیل میکند. به عنوان مثال ورودی آنالوگ plc ما دارای یک سنسور دما سنج میباشد حرارت تشخیص داده شده توسط سنسور به کارت input آنالوگ plc به صورت پالس ارسال میشود توسط بخش پردازنده cpu بررسی میشود و تبدیل به سیگنال الکتریکی میشود و سپس به کارت خروجی output که میتواند متصل به کنتاکتور ها یا رله ها باشد منتقل میشود. در مورد کارت های ورودی و خروجی در ادامه همین مطلب صحبت میکنیم. در صورت مطالعه سنسور های برق صنعتی میتوانید به مقاله بررسی سنسور های برق صنعتی مراجعه فرمایید.
2) منبع تغذیه
در PLCهایی که کوچک هستند تمام اجزا و منبع تغذیه PLC در یک واحد قرار دارند ولی در PLCهای بزرگ تر هر یک از اجزای آن همه در یک واحد مجزا قرار دارد. منبع تغذیه plc جهت تغذیه بخش پردازنده cpu و دیگر ماژول های موجود در plc مورد استفاده قرار میگیرد بسته به نوع cpu و تعداد ماژول های plc منبع تغذیه های plc مختلفی تهیه میشود
مشخصات منبع تغذیه مدل 1207 را بررسی می کنیم :
1)سیگنال ورودی منبع تغذیه 1207 از نوع تک فاز متناوب میباشد
2)تغذیه ورودی این منبع تغذیه 120 ولت AC و 230 ولت AC میباشد
3)جریان دریافتی منبع تغذیه در ولتاژ 120ولت برابر با 2 آمپر میباشد
4)جریان دریافتی منبع تغذیه در ولتاژ 230ولت برابر با 67 آمپر میباشد.
5)تنظیم دریافت تغذیه ورودی از نوع ۱۲۰ولت یا ۲۳۰ولت به صورت اتوماتیک توسط منبع تغذیه صورت میگیرد
6)سیگنال خروجی منبع تغذیه 1207 معادل 24 ولت DC میباشد
7)حداکثر جریان خروجی منبع تغذیه 1207 معادل 5 آمپر است
8)حداکثر توان خروجی منبع تغذیه 1207 معادل 60 وات است
3) حافظه PLC
حافظه PLC از دو نوع می باشد:
ROM یا همان حافظه دائم می باشد که شامل برنامه ای می باشد که توسط کارخانه سازنده آن قرار داده شده است و عملکرد آن شبیه به سیستم عامل DOS می باشد و ویژگی مهمی که دارد این است که در حین انجام کار حافظه آن دائمی بوده و CPU نمی تواند پاک شود.
RAM یا همان حافظه موقت یک نوع تراشه نیمه رسانا می باشد که می توان در آن برنامه مورد نظر را نوشت اما امکان تغییر یا پاک شدن برنامه وجود دارد و باید آن را حتمی ذخیره نمود و ابزار برنامه نویسی آن میتواند یک صفحه کلید و صفحه نمایش باشد.
اجزاء PLC چیست
PLC ها در صنعت برق کارخانجات متنوع بسیاری دارند و هر کدام در نوعی از طراحی و ساخت انواع آنها فعالیت دارند. آنها از جهت های مختلفی می توانند با یکدیگر متفاوت باشند مانند حافظه ها، اندازه ها، تعداد ورودی و خروجی ها و … که هر کدام توسط شرکت های مختلف سازنده آنها طراحی شدنه اند. به plcهایی که تمام اجزا آن ها باهم باشد plc کامپکت میگویند و تمام اجزا plc روی rac قرار میگیرند (رک) ها ریل هایی هستند که متناسب با قرار گرفتن اجزا plc ها طراحی شده اند. در واقع اگر بخواهیم نحوه کارگرد plc ها را بررسی کنیم.
باید بگوییم که بعد از خواندن ورودی هایی که به کارت input متصل میشوند این ورودی ها به واحد پردازشگر پی ال سی (CPU) انتقال میابند و بعد از پردازش نتیجه آن خروجی ما است که به کارت های OUTPUT متصل میشوند این روند در PLC ها بار ها تکرار میشود و به هر بار طی کردن این مسیر اصطلاحا یک سیکل اسکن گفته میشود که زمان آن از ۱۰ms تا ۱۰۰ms طول میکشد که به میزان حجم PROGRAM بستگی دارد . ورودی ها میتوانند شستی ها سنسور ها لیمیت سوییچ ها باشند و خروجی ها عبارت اند از رله های فرمان کنتاکتورها و سایر تجهیزات برق صنعتی اعمال کننده ای که در مقاله انواع تجهیزات برق صنعتی توضیح داده شده است.
دستگاه LOGO یا مینی PLC چیست؟
دستگاه logo یا مینی plc چیست؟ مینی PLC ها یا LOGO ها سطح ساده تر با اجزا محدودتری از PLC ها ساخته شده اند. لوگو ها از ورژن ۱تا ۸ در بازار موجود است و معمولا برای راه اندازی اتوماسیون های کوچکتر طراحی شده به عنوان مثال برای اتوماسیون های خانگی و هوشمند سازی خانه استفاده میشود که تنظیم نور سالن کنترل پرده های خانه چراغ ها و … را میتوان با LOGO برنامه ریزی کرد.به طور کلی در ساخت این کنترلر یا ماژول منطقی از از اجزای سخت افزاری استفاده شده که به معرفی آن ها میپردازیم : پنل کنترلی که شامل صفحه نمایش و کلید ها میباشد ، منبع تغذیه ، درگاه اتصال ماژول های توسعه ، درگاه اتصال کارت حافظه ، ورودی و خروجی ها (تعداد آن ها به مدل دستگاه بستگی دارد)
ماژول های PLC چیست
در ادامه مبحث اینکه PLC چیست؛ بهتر است بدانیم plc ها ماژول های ورودی و خروجی به دو دسته دیجیتال و آنالوگ تقسیم میشوند ماژول های ورودی دیجیتال سیگنال هایی غیر پیوسته هستند که فقط دو وضعیت ON و OFF دارند مثل سنسور ها یا شستی ها یا لیمیت سوییچ ها ولی در ماژول های آنالوگ ما سیگنال های پیوسته ای داریم که دو وضعیته نیستند و بسته به پارامتر های فرایندی مثل دما فشار ارتفاع و یا سطح که رنج مشخصی ندارند قابل تغییر هستند به این نوع ماژول ها ورودی آنالوگ میگویند.
باید بدانیم که ماژول های ورودی دیجیتال از نظر ولتاژ ورودی به دو دسته ولتاژ مستقیم DC و ولتاژ متناوب AC تقسیم میشوند. یک نکته در مورد ورودی های آنالوگ باید بدانیم پارامتر های فرایندی مثل دما و فشار که پیش تر گفته شد؛ توسط سنسور به سیگنال الکتریکی تبدیل شده و سپس توسط ترانسمیتر با تبدیل سیگنال الکتریکی استاندارد به کارت ورودی آنالوگ ارسال میگردد.
همانطور که ماژول های ورودی به دوسته دیجیتال و آنالوگ تقسیم میشوند؛ ماژول های خروجی نیز به دو دسته دیجیتال و آنالوگ تقسیم میشوند. مشخص است که خروجی های دیجیتال باید دارای سیگنال های ON و OFF باشد بنابراین میتوان به عنوان مثال از کنتاکتور ها یا چراغ سیگنال ها رله ها و موتور ها نام برد. برای ماژول های خروجی آنالوگ میتوانیم از VALVE(شیر) های کنترلی که بین ۰ تا ۱۰۰ درصد باز و بسته میشوند نام ببریم. ماژول های خروجی دیجیتال از نظر ولتاژ به دو دسته ولتاژ DC وAC تقسیم میشوند.
مدل های مختلف PLC و شرکت های آنها:
1- LOGO و MOELLER ساخت شرکتی در آلمان به نام Simens
2- ZELIO ساخت شرکتی در فرانسه به نام Telemecanique
3- ZEN ساخت شرکتی در ژاپن به نام Omron
اینکه plc چیست و ملاک های اصلی راجب انتخاب یک PLC برای عملکرد مناسب برای کار های مختلف چه باید باشد؛باید به همه آنها توجه شود این ملاک ها عبارتند از: تعداد ورودی و خروجی ها، تعداد شمارنده ها یا همان کانتر، تعداد تایمرها ، فضای حافظه، سرعت اجرای برنامه ای که برای آن مشخص شده، تعداد فلگ ها، نوع فلگ ها و تایمرها.
نرم افزار PLC و برنامه نویسی
ما در مبحث اینکه plcچیست و چه کاربردی دارد باید بدانیم PLC ها به یک PROGRAM خاصی نیاز داریم که همان کاری که از PLC میخواهیم برای ما انجام دهد. برنامه های PLC به ۵ زبان برنامه نویسی میشوند که سه دسته اول : Ladder diagram نردبانی ، زبان FBD بلوکی ، زبان sfcجز برنامه های گرافیکی هستند و زبان های ST و IL جز دسته های برنامه نویسی متنی هستند . ما در این بخش به معرفی زبان های گرافیکی سه دسته اول میپردازیم.
زبان برنامه نویسی FBD یا بلوکی
تعدادی بلوک که هر کدام وظیفه خاص خود را دارد در نرم افزار جای گذاری میکنیم بلوک های پایه را به بلوک های مرتبط متصل میکنیم. طبق اصول برنامه نویسی ورودی ها در سمت چپ و خروجی ها در سمت راست باید بلوک گذاری شوند. روی هر بلوک مشخصه نوع عملکرد آن به صورت حروف اختصاری نشان داده شده است.
این بلوک اگر ورودی است با حرف i اگر خروجی است با حرف q نمایش داده میشود . تعداد خروجی ها و ورودی های بلوک بستگی به نوع پروژه و عملکرد آن دارد. برای برنامه نویسی plc ها نیاز به شناخت انواع گیت ها داریم که در ادامه توضیح خواهیم داد.
آشنایی با گیت های منطقی
گیت منطقی plc چیست؟ وظیفه کنترل دستوری مدار را میدهند. جهت مطالعه بیشتر در زمینه معرفی گیت های منطقی کلیک کنید.
گیت and(و)
گیت اولی که میخواهیم با آن آشنا شویم گیت AND(و) میباشد که دستور سری بودن مدار را میدهد. دارای دو پایه ورودی و یک خروجی است. البته پایه های ورودی میتواند بیشتر باشد عملکرد این گیت به اینگونه است که اگر دوپایه ورودی هر دو متصل یا ۱ باشند گیت فعال شده و خروجی را به ما میدهد. حتی یکی از پایه ها قطع یا ۰ باشد خروجی ۰ است؛ این گیت دستور یک مدار سری را میدهد .
گیت OR(یا)
در مدار سری هر دو کلید باید وصل باشد تا به عنوان مثال یک لامپ روشن شود. گیت بعدی که به معرفی آن میپردازیم گیت OR(یا) میباشد. دستور منطقی موازی بودن مدار را میدهد.
پایه های این گیت مانند پایه های گیت قبلی است با ایت تفاوت در عملکرد که هر نیازی نیس هر دو پایه ۱ باشند تا خروجی ۱ شود کافیست یکی از پایه ها ۱ باشد خروجی هم ۱ میشود. اگر دو پایه ورودی هم زمان ۱ باشد خروجی ۱ است و اگر همزمان ۰ باشند خروجی ۰ خواهد بود. گیت بعدی گیت NOT است که دستور معکوس بودن ورودی ها را میدهد اگر ورودی ۱ باشد تبدیل به ۰ کرده و اگر ورودی ۰ باشد تبدیل به ۱ میکند.
سمبل گیت های منطقی
در بخش بالا مبحث plc چیست سه گیت اصلی منطقی را معرفی کردیم. در این بخش به معرفی و آشنایی با گیت هایی که از ترکیب سه گیت اصلی ایجاد شده اند میپردازیم.
گیت NAND
این گیت ، عمل دو تابع AND و NOT را با هم ادغام کرده، و در یک گیت نشان می دهد. این مدار شامل دو یاچند ورودی و یک خروجی است. در گیت NAND در صورتی خروجی ما یک می شود که هر دو ورودی ما یک نباشند. گیت بعدی ترکیبی که با آن آشنا میشویم گیت NOR میباشد.
گیت NOR
این گیت هم عمل دو گیت OR و NOT را با هم ادغام کرده ، در یک گیت نشان می دهد. و شامل دو یا چند ورودی و یک خروجی می شود. در گیت NOR در صورتی خروجی ما یک می شود که هر دو ورودی ما صفر باشند.گیت بعدی ترکیبی XOR است.
گیت ترکیبی XOR
شامل دو یا چند ورودی و یک خروجی است. در گیت XOR در صورتی خروجی ما یک می شود که فقط یکی از ورودیهای ما یک باشد.
حتی اگر دو ورودی ۱ باشند خروجی ۰ است.گیت آخر که معرفی میکنیم گیت XNOR میباشد. عمل دو گیت XOR و NOT را باهم ادغام کرده و در یکی نشان می دهد. شامل دو یا چند ورودی و یک خروجی است. در گیت XNOR در صورتی خروجی یک می شود که یا هر دو ورودی صفر و یا هر دو ورودی یک باشد.
آشنایی با محیط نرم افزار step ۷ سیماتیک منجر
در این ادامه مطلب میخواهیم در مورد این که برنامه نویسی plc چیست و با چه نرم افزاری انجام میشود صحبت کنیم.نرم افزاری که میخواهیم به آشنایی با محیط آن بپردازیم یکی از ساده ترین نرم افزار های برنامه نویسی plc است. در این بخش محیط نرم افزار را بررسی میکنیم المان های موجود در نرم افزار را معرفی میکنیم.
محیط نرم افزار سیماتیک منجر
پس از نصب برنامه سیماتیک منجر s7یک نرم افزار تکمیلی به نام simatic plcsim s7 را نیز نصب کنید. برای سیمولیشن و شبیه سازی پروژه ها از آن استفاده کنید. وارد محیط نرم افزار شوید و cpu مورد نظر را انتخاب کنید در مرحله بعد با انتخاب OB(بلاگ اصلی برنامه نویسی) و زبان برنامه نویسی را انتخاب کرده و گزینه NEXT را کلیک کنید.
در مرحله بعد باید نامی برای پروژه خود انتخاب کنید بعد از نام گذاری گزینه NEXT را کلیک کنید. سپس بعد باید پیکربندی سخت افزاری پروژه را انجام دهید. در ابتدا یک ایستگاه کاری تعریف میکنیم. در آن از s7 300 plc یا s7 400 استفاده میکنیم .میتوانیم چندین ایستگاه را با چندین PLC داشته باشیم.تمامی آن ها با کابل شبکه صنعتی به هم متصل باشند.
پروژه plc
برای آغاز پروژه از منوی INSERT گزینه ی STATION و پی ال سی مورد نظر را انتخاب میکنیم.در ایستگاه کاری ایجاد شده روی HARDWARE کلیک کرده و سپس در منوی سمت راست نرم اف
زار قطعات سخت افزاری مورد نظر را باید انتخاب نماییم که باید ابتدا یک RACK ایجاد کنیم.
هر رک ۱۱ ردیف است هر ردیف را یک اسلاپ میگویند که ماژول های مورد نظر داخل این اسلاپ ها قرار میگیرند. در پیکر بندی 300 نیاز به انتخاب ماژول منبع تغذیه(Power supply) نداریم ولی در سری 400 نیاز است.
انتخاب منبع تغذیه plc
در ادامه مقاله plc چیست شرح میدهیم که برای منبع تغذیه از گزینه simatic فولدر ps300 را میزنیم و روی منبع مورد نظر کلیک میکنیم. میتوانیم cpu مورد نظر را در همان منوی سمت راست تغییر دهیم و cpu مورد نظر خود را انتخاب کنیم. بعد از اتمام این مرحله از پیکربندی در صورت نیاز به کارت های ورودی و خروجی میتوانیم از منوی راست فایل sm300 و مدل کارت که ورودی است یا خروجی دیجیتال است یا آنالوگ انتخاب کنیم و پس از اتمام مراحل پیکربندی باید اطلاعات را به plc دانلود کنیم ابتدا اطلاعات را save and compitc کرده و سپس گزینه دانلود را کلیک میکنیم.
