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 [1] در این مقاله کنترلر های خطی برنامه پذیر برسی شده اند: مخفف (به انگلیسی: Programmable Logic Controller) که معادل فارسی «کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر» است، رایانهٔ کنترل‌گر 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 رایانهٔ ویژه برای منظوری ویژه

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

PLC کنترل‌گر است. مانند مدار فرمان الکتریکی.

PLC منطقی ست. برخلاف مدار فرمان الکتریکی.

مزیت PLC نسبت به رایانه

PLC برخلاف یک رایانهٔ 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 حافظهٔ آن ذخیره می‌شوند. PLC دو نوع حافظه دارد :موقّت (که یا با یک باتری پشتیبانی شود) و دائم.

برای انجام وظیفهٔ 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 متغیّرها. شامل:

مقادیر لیمیت سوییچ‌ها

متغییرهای آنالوگ (مانند مقادیر حس‌گرهای گرما و فشار)

موقعیت‌ها در سیستم‌های موقعیت‌یاب را دارد.

قابلیت فعّال نمودن دستگاه‌های خاص. شامل:

موتورهای الکتریکی

سیلندرهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی

رله‌های مغناطیسی و سیم‌پیچها

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 حافظهٔ نیمه‌هادی

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

حافظهٔ را توضیح خواهیم داد

ماژل‌های I/O

منبع تغذیه

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

حافظهٔ PLC دو نوع است:

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

توسط کارخانه سازنده تعبیه شده‌است.

وظیفه‌ای مشابه سیستم‌عامل DOS در رایانه‌های شخصی دارد

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

RAM یا حافظهٔ 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.

حافظهٔ 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، برنامهٔ ذخیره شده در RAM را حفظ می‌کند.

انواع PLC‌ها

در صنعت PLC بیش از یکصد کارخانه با تنوع بسیار در طراحی و ساخت انواع مختلف PLC فعالیت می‌کنند. PLC‌ها را می‌توان از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی، وسعت عملیات (محلی یا وسیع) و ... دسته‌بندی نمود. باید توجه داشت که برای ارزیابی قابلیت یک PLC باید ویژگی‌های دیگری مانند پردازنده، زمان اجرای یک سیکل، سادگی زبان برنامه نویسی، قابلیت توسعه و ... را در نظر گرفت.

از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی

از نظر وسعت عملیات

PLCها با کاربرد محلی

کاربرد: کنترل سیستم‌هایی با حجم کوچک (تعداد ورودی و خروجی‌های محدود) و برای کنترل همزمان تعداد کمتری از پروسه‌ها یا کنترل دستگاه‌های مجزای صنعتی (به علت قابلیت محدودتر) ارائه: اغلب شرکت‌های سازنده، این نوعPLCها را همراه دیگر PLCها به بازار ارائه می‌دهند ولی برخی از شرکت‌های سازنده آنرا با نام میکرو PLC ارائه می‌نمایند. از جمله این نوع PLCها می‌توان به نمونه‌های زیر اشاره کرد:

LOGO ساخت شرکت زیمنس آلمان

Zelio ساخت شرکت تله مکانیک فرانسه

مولر آلمان

LG کره

PLCها با کاربرد وسیع

کاربرد: کنترل سایت کارخانه‌ها.

معمولا در صنایع بزرگ، PLCها یا پروزت‌های ورودی – خروجی در قسمت‌های مختلف سایت کارخانه وجود داشته و کنترل محلی بر قسمت‌های تحت پوشش خود انجام می‌دهند. سپس اطلاعات مورد نیاز با استفاده از روشهای مختلف انتقال داده‌ها به اتاق کنترل مرکزی منتقل شده و که در آن محل با استفاده از روش‌های مختلف مونیتورینگ صنعتی، اطلاعات به را شکل گرافیکی تبدیل کرده و بر روی صفحه مانیتور نمایش می‌دهند. در این حال اپراتور تنها با دانستن روش کار با رایانه و بدون نیاز به اطلاعات تخصصی می‌تواند سیستم را کنترل کند.

ارائه: از جمله معروف ترین PLCها از این خانواده را که می‌توان نام برد عبارتند از:

S۷ و S۵ شرکت زیمنس

شرکت OMRON ژاپن

شرکت تله مکانیک فرانسه

شرکت میتسوبیشی ژاپن

شرکت LG کره

شرکت آلن برادلی آمریکا

از سایر نظرگاه‌ها

داشتن دیدگاه کاملی نسبت به تنوّع PLC‌ها مهمترین موضوع در انتخاب یک PLC مناسب است. لذا باید به این جنبه‌های تنوّع توجّه داشت

تعداد ورودی‌ها

تعداد خروجی‌ها

تعداد فلگ‌ها

تعداد شمارندگان(کانترها)

تعداد تایمرها

نوع فلگ‌ها و تایمرها

اندازه حافظه

سرعت اجرای برنامه SCAN TIME

نوع برنامه کاری دستگاه

از طرفی امروزه عموماً از PLCهای «زیمنس S۵» استفاده می‌شود. از طرفی هم بیشتر خط تولیدهای جدید رو به استفاده از نسخه جدید PLCهای «زیمنس S۷» رفته‌اند که در آن خیلی از مشکات نسخه قبلی رفع شده و کنترل‌ها بسیار ساده تر گردیده‌است.