تابلوهای کنترل معمولی plc

PLC یا Programmable Logic Controller که به نام Programmable Controller نیز شناخته می شود کنترل کننده برنامه پذیری است که از خانواده کامپیوتر ها به شمار می آید.

این کنترل کننده معمولا در مقاصد صنعتی به کار می رود ورودی ها را می گیرد و بر اساس برنامه ای که در حافظه نوشته شده است خروجی لازم را برای ماشین یا فرایندی که تحت کنترل آن است صادر می نماید.

 

امروزه تابلوهای کنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا که معایب زیادی دارند. از آنجا که این نوع تابلوها با رله‌های الکترو‌مکانیکی کنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌کنند، سیم‌کشی تابلو کار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌کند. در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشکل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز کردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود که این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.

 

با بوجود آمدن PLC، مفهوم کنترل و طراحی سیستم‌های کنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت کرده است و استفاده از این کنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. که به برخی از این موارد در زیر اشاره کرده‌ایم. که با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های کنترلی پی برد:
سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای تا ۸۰٪ کاهش می‌یابد.
از آنجاییکه PLC توان بسیار کمی مصرف می‌کند، توان مصرفی بشدت کاهش پیدا خواهد کرد.

توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌کند.
برعکس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های کنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام اینکار خواهد شد.
در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله ، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و… بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری کاسته شود.
از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میکرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.
ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.
وقتی توابع کنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

پی ال سی ( plc) چیست

پی ال سی ( plc) چیست

پی ال سی به معنی کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی پس از اختراع ترانزیستور و با پیشرفت سریع علم الکترونیک وکامپیوتر مدارات الکترونیکی انعطاف پذیرشده و این قابلیت ایجاد شد که یک مدار الکترونیکی پر از طراحی و پیاده سازی سخت افزاری به صورت نرم افزار قابل برنامه ریزی تبدیل شده و عمل دلخواه هر شخصی در زمینه مدار مربوطه را انجام دهد به تدریج این مدارات حالت استاندارد به خود گرفت ونام پی ال سی را به خود اختصاص داد بنابراین پی ال سی ابزاری است کهبا درک نسبی محیط کار از طریق سیگنالهای ورودی وپردازش سیگنالها مطابق برنامه داده شده به فرمانهای لازم خروجیهای مناسب را صادر میکندبه عبارتی دیگر پی ال سی مغز سیستم و کنترل در صنعت امروز میباشد .

 

به مرورتابلوهای قدیمی که پر از رله و کنتاکتور و تایمر وکانتر بود جای خودرا به پی ال سی داده و نظم جدیدی را پذیرفته است بزرگترین مزیت پی ال سی برنامه پذیر بودن آن است و همین امر سبب انعطاف پذیری برای پی ال سی میگردد بنابر این در صنایع مختلف از پی ال سی استفاده میگردد ودر هر صنعتی متناسب با آن صنعت برنامه لازم برای پی ال سی نوشته و روی آن نصب میگردد .پی ال سی لوگو کوچکترین پی ال سی ساخت شرکت زیمنس میباشد که باکارائی بالا و وزن کم در صنایع و ماشین آلات بسته بندی پرکنها پله برقی و غیره کاربرد دارد .نوعی از این پی ال سی دارای صفحه نمایش بوده وتوسط کلیدهای روی آن یا باکامپیوتر قابل برنامه ریزی میباشدامروزه تابلوهای کنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا که معایب زیادی دارند.

 

از آنجا که این نوع تابلوها با رله‌هایالکترو‌مکانیکی کنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌کنند، سیم‌کشی تابلو کار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌کند.در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشکل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز کردن سیستم بایستی ماشین را بمدتطولانی متوقف نمود که این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.با بوجود آمدن PLC، مفهوم کنترل و طراحی سیستم‌های کنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت کرده است و استفاده از این کنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. که به برخی از این موارددر زیر اشاره کرده‌ایم. که با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های کنترلی پی برد:سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای تا ۸۰٪ کاهش می‌یابد. از آنجاییکه PLC توان بسیار کمی مصرف می‌کند، توان مصرفی بشدت کاهش پیدا خواهد کرد. توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌کند.

 

برعکس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های کنترلی اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام می‌دهیم.در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام اینکار خواهد شد. در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله ، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و… بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری کاسته شود. از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میکرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است،لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود. ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است. وقتی توابع کنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیادباشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

فواید پی ال سی ها در صنعت و اتوماسیون های صنعتی در کشور

کاربرد PLC در صنعت

امروزه در بین کشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهکارهایی برای کنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد که مدیران و مسئولان صنایع در این کشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند که سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد که لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبکه کرده و با یک کامپیوتر مرکزی مدیریت نمود تا بتوان کار کنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.
قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فرکانس بالا...) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، ... ) و همچنین امکانات اتصال به شبکه ، ابعاد بسیار کوچک ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده که بتوان کنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.

 

زمان پاسخ‌گویی Scan Time

این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه کاربر دارد. از یک میکرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی که I/O از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسکن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور کردن برنامه کنترلی اغلب به زمان اسکن می‌افزاید چرا که CPU کنترلر مجبور است وضعیت کنتاکتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و... را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.

 

قطعات ورودی

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی، اتوماتیک و حس‌گرهای خودکار می‌باشد. قطعات ورودی نظیر شستی‌های استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میکرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالکتریک، proximity ، level sensor ، ترموکوپل، PT100 و... PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مکانیزم حرکت و موقعیت جسم، تست کردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌کند.
سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، که در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

 

قطعات خروجی

همانطوری که می‌دانید یک سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور، اینورتر، شیربرقی ، هیتر و ... کامل نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملکرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه کنترلی سیستم هستند در خروجی‌های PLC نیز مدهای مختلفی برای اعمال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد.

نقش کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی :

در یک سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم کنترلی عمل می‌کند. هنگام اجرای یک برنامه کنترلی که در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم را بررسی می‌کند. این کار را با گرفتن فیدبک از قطعات ورودی و سنسورها انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه کنترلی خود منتقل می‌کند و نسبت به آن در مورد نحوه عملکرد ماشین تصمیم‌گیری می‌کند و در نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌کند. در زیر مباحث آموزش پی ال سی را تقدیم شما می نماییم.

 

نرم افزار Step 7

Siemens SIMATIC STEP 7 Professional نرم افزار قدرتمند شرکت زیمنس برای برنامه نویسی PLC های تولید شده توسط این شرکت است که در این نرم افزار تمام ورودی و خروجی های PLC اعم از ورودی و خروجی های آنالوگ و دیجیتال٬ مدول شمارشگر٬ مدول وضعیت و غیره تعبیه شده که می‌بایست در صورت استفاده در نرم افزار پیکر بندی سخت افزاری شوند.

PLC یا Programmable Logic Controller یک کنترل کننده‌ی نرم افزاری است که در قسمت ورودی، اطلاعاتی رابه صورت Binary دریافت و آن‌ها را طبق برنامه‌ای که در حافظه‌اش ذخیره شده پردازش می‌کند و نتیجۀ عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت فرمان‌هایی به گیرنده‌ها و اجرا کننده‌های فرمان (Actuators) ارسال می‌کند. به عبارت دیگر PLC عبارت از یک کنترل کننده‌ی منطقی است که می‌توان منطق کنترل را توسط برنامه برای آن تعریف نمود و در صورت نیاز، به راحتی آن را تغییر داد. اولین PLC در سال 1968 در آمریکا ساخته شد و در سال 1973 وارد بازار آلمان شد و اکنون در جهان شرکت‌های مختلفی چون شرکت زیمنس آلمان در زمینه ساخت و کاربرد PLC فعالیت دارند که اکثر PLC های موجود در ایران از محصولات شرکت زیمنس بوده و همچنین آموزش‌های سیستم‌های اتوماسیون صنعتی که در مراکز آموزشی فنی و حرفه‌ای صورت می‌پذیرد بر پایه‌ی همین سخت‌افزارهای شرکت زیمنس است.

شرکت زیمنس برای سیستم‌های اتوماسیون، سری PLC های S400-S300-S200 (معروف‌ترین و پرکاربردترین سری در ایران) را تولید کرده که برنامه ریزی و پیکربندی سخت افزاری این سری از PLC ها را می‌توان با استفاده از نرم افزار SIMATIC Manager انجام داد.  زبان برنامه نویسی مورد استفاده در این نرم افزار STEP 7 است که در حالت گرافیک (استفاده از بلوک‌های آماده موجود در برنامه) بسیار ساده نیز هست.
پس از برنامه نویسی در این نرم افزار با استفاده از قسمت Simulation نرم افزار می‌توان برنامه نوشته شده را شبیه سازی کرده و در صورت وجود خطا آن را برطرف کرد. در نرم افزار SIMATIC Manager شما با تمامی سخت افزارهای موجود در یک PLC سر و کار دارید؛ از منبع تغذیه PLC گرفته تا مدل‌های مختلف CPU و سایر اجزا PLC ها.

توانایی تسلط بر این نرم افزار بسیار حائز اهمیت بوده و بهتر است تا هر مهندس الکترونیک بتواند به خوبی با این برنامه کار کند چرا که امتیازی بزرگ برای وی به حساب می‌آید.

منبع: https://www.mehregan.us