خانه آخرین نوشته ها پیالسی چیست؟؟؟

پیالسی چیست؟؟؟

۰
پیالسی چیست؟؟؟

پیالسی یا همان پی ال سی و یا PLCها یک نوع کنترل کننده منطقی (Logical) از خانواده کامپیوترها هستند که برای کاربردهای صنعتی طراحی و ساخته شده اند. از PLCها برای انجام خودکار عملیات در کارخانجات تولیدی استفاده می شود.

برای دیدن آموزش PLC کلیک کنید.

کار عمده و اصلی یک (پیالسی) PLC، گرفتن اطلاعات از واحد تحت کنترل به عنوان ورودی سیستم، تصمیم گیری با توجه به مقادیر ورودی ها و برنامه ایی که در آن تعبیه شده و درنهایت ایجاد خروجی ها و ارسال آنها به سخت افزارهای میانی جهت هدایت ماشینهای تحت کنترل می باشد.

برنامه درون (پیالسی) PLC، مجموعه ایی از دستور العمل هایی است که کاربر آنها را متناسب با نحوه عملکرد مکانیسم و فرایند موجود ایجاد کرده و در درون حافظه (پیالسی) PLC قرار می دهد. وقتی برنامه اجرا می شود، (پیالسی) PLC سیستم را بر اساس مشخصات فرایند مورد نظر، راه می برد.

شماتیک PLC همراه با اتصالات آن به تجهیزات درون سایت
شماتیک PLC همراه با اتصالات آن به تجهیزات درون سایت

اجزاء تشکیل دهنده یک (پیالسی) PLC

برای انجام عملیات کنترلی ، تمامی (پیالسی) PLCها دارای مجموعه ای از سخت افزارهای گوناگون هستند که هر یک وظیفه مشخصی را انجام می دهند. در این قسمت به معرفی این المان ها پرداخته می شود. این المان ها که به شرح زیر می باشند، در تمامی (پیالسی) PLCها وجود دارند.

  • منبع تغذیه
  • CPU
  • کارت های ورودی / خروجی
نمایش شماتیک سخت افزار PLC
نمایش شماتیک سخت افزار PLC

منبع تغذیه

منبع تغذیه، برای برق رسانی به تمام قطعات سیستم به کار می رود و مقادیر معمول آن ۲۴ ولت مستقیم، ۱۱۰ ولت متناوب و ۲۳۰ ولت متناوب است. بنابر این ، کاربر باید پیش از خرید (پیالسی) PLC، امکان تغذیه (پیالسی) PLC را بررسی کند.

نمونه ای از یک ماژول منبع تغذیه (PS)
نمونه ای از یک ماژول منبع تغذیه (PS)

منابع تغذیه مورد استفاده در PLC معمولا از نوع Switching Power Supply با خروجی بسیار دقیق هستند. قبل از خرید منبع تغذیه بهتر است مصرف جریان کلیه کارت های PLC محاسبه و سپس Power Supply با جریان دهی بالاتری تهیه شود.

واحدپردازش مرکزی Central Processing Unit) CPU)

CPU، مغز PLC است، یعنی دستگاهی که تمام عملکرد ها را با ترتیبی درست کنترل میکند. اما باید توجه داشت که CPU هوشمند نیست وخودش فکر نمی کند بلکه فقط از مجموعه دستور العمل هایی که در حافظه آن قرار می گیرد، تبعیت می کند. CPUها بر اساس مقدار حافظه و سرعتی که دارند و همچنین تعداد ورودی و خروجی هایی که می پذیرند ، دسته بندی می شوند.

نمونه ای از یک ماژول PLC
نمونه ای از یک ماژول PLC

معمولا روی بدنه CPU تعدادی LED وجود دارد که وضعیت جاری آن را نشان می دهند. تعداد و معنی این LEDها در PLCهای گوناگون متفاوت است.

یک (پیالسی) PLC به طور کلی دارای سه وضعیت کاری زیر است:

  • STOP: برنامه درون PLC اجرا نمی شود و خروجی ها غیر فعال هستند.
  • RUN: برنامه دورن PLC اجرا می شود و خروجی ها فعال هستند.
  • Fault: به دلیل بروز اشکالی ، اجرای برنامه متوقف شده و PLC به وضعیت STOP رفته است.

همچنین یک Selector نیز وجود دارد که به وسیله آن می توان وضعیت کاری (پیالسی) PLC را انتخاب کرد. یعنی به حالت STOP یا RUN تغییر وضعیت داد و یا در صورت لزوم حافظه (پیالسی) PLC را RESET کرد.

جزئیات یک ماژول PLC
جزئیات یک ماژول PLC

واحدهای ورودی و خروجی ( I/O Units ):

سیگنالها و پیغامهایی که در واحد تحت کنترل هستند توسط کارت های ورودی و خروجی با CPU در ارتباط هستند. کارت های ورودی و خروجی بر اساس مدارات درون خود با سیگنالها و بوسیله باس داخلی با CPU در ارتباط می باشند.

شماتیک تجهیزات ورودی و خروجی همراه با اتصالات آن به PLC
شماتیک تجهیزات ورودی و خروجی همراه با اتصالات آن به PLC

وظیفه اصلی کارت ورودی، دریافت سیگنالهای مختلف از سایت و تغییر شکل آنها به صورتی است که قابل استفاده برای CPU بر اساس این وقایع و برنامه ایی که از پیش در آن وجود دارد، تصمیم گیری کرده و نتایج خروجی را تولید می کند. وظیفه خروجی ها مهیا کردن این نتایج بصورت قا بل ارائه به سایت می باشد.

نمونه ای از یک ماژول I/O
نمونه ای از یک ماژول I/O
نمایش اتصالات یک ماژول خروجی به لامپها
نمایش اتصالات یک ماژول خروجی به لامپها

واحد حافظه ( Memory Unit ):

جهت نگهداری دستورالعملها ، برنامه و تصاویر تعریف شده، PLC نیاز به حافظه دارد. انواع مختلفی از حافظه در PLC بکار می روند:

  • ROM
  • RAM
  • EPROM
نمونه ای از درون یک ماژول حافظه
نمونه ای از درون یک ماژول حافظه

حافظه ها سایزها و ظرفیتهای تفاوتی دارند ، مثلا ۲M، ۸K ، ۴K…. در ذیل به بررسی چند نوع مختلف از حافظه ها می پردازیم:

  • حافظه فقط خواندنی ROM: ROM را سازنده برنامه نویسی می کند و حافظه دائمی و غیر فراری است که برنامه و داده های سیستم عامل در آن ذخیره می شود.
  • حافظه با دستیابی تصادفی RAM: RAM ها، حافظه هایی خواندنی و نوشتنی و فرار هستند که کاربر می تواند برنامه را درون آنها بنویسید و از روی آنها اجرا کند اما اطلاعات درون آنها با قطع شدن تغذیه شان از بین رفته و پاک می شود.

داده های درون این حافظه انعطاف پذیر را می توان حین کار با PLC نیز اصلاح ذخیره نمود.

  • حافظه فقط خواندنی، برنامه پذیر قابل پاک شدن با برق EEPROM :EEPROMها مشابه ROM است. فرمت EEPROM را می توان با پالسهای الکتریکی پاک کرد ، اما نوشتن داده در آن ، در مقایسه با RAM، وقت بیشتری می گیرد. معمولا، از EEPROM به عنوان حافظه پشتیبان استفاده می کنند.
نمونه ای از یک ماژول حافظه
نمونه ای از یک ماژول حافظه

انواع (پیالسی) PLC

PLCها از لحاظ سخت افزاری به دو کونه کلی در دسترس می باشند:

  • یکپارچه
  • ماژولار

PLC یکپارچه

PLC یکپارچه خود کفاست. یعنی سخت افزار آن، منبع تغذیه CPU و تعداد محدودی ورودی وخروجی رابصورت یک بسته یکپارچه شامل می شود. این نوع PLC مختصرتر، ساده تر و ارزانتر و دارای عملکردی محدودتر از گونه دیگر می باشد و از آن برای کنترل کردن نقاله های کوچک، ماشین های تراش، پرس های ضربه ایی، سیستم های کنترل هیدرولیکی و بادی، …. می توان استفاده نمود.

چند نمونه از PLCهای یکپارچه
چند نمونه از PLCهای یکپارچه

PLC ماژولار

PLC ماژولار از کنار هم قرار گرفتن ماژولهای مختلف، مانند : ماژول منبع تغذیه، ماژول CPU ماژولهای ورودی، ماژولهای خروجی، کارت های شبکه ساخته می شوند.

نمونه ای از PLCهای ماژولار
نمونه ای از PLCهای ماژولار

به علت اینکه در طراحی سیستم کنترل بر اساس این PLC می توان انواع مختلف و تعداد متفاوتی از ماژولها را کنار هم قرار داد، این سیستم قابلیت انعطاف بیشتری دارد و می توان آن را برای کاربرد های خاص، مانند سیستم ها کنترل خود کار ماشین ها و کنترل فرایند، طراحی نمود. همچنین PLCهای ماژولار تعداد ورودی ها و خروجی های بیشتری دارند و قابل توسعه دادن (Expansion) هستند. در نتیجه می توان آنها را به راحتی برای کار در سیستم های بزرگتر با اعمال تغییراتی، استفاده نمود.

ورودی ها و خروجی های PLC

تعریف ورودی ها و خروجی های PLC

برای کنترل کردن سیستمی توسط PLC لازم است که اتفاقاتی که در سیستم روی میدهد به اطلاع PLC برسد تا PLC با بررسی آنها و اجرای منطقی که برایش تعریف شده ، فرامین لازم جهت کنترل سیستم را صادر کند. ماشین ها وابزار هایی که در سیستم وجود دارند، وضعیت های خود و یا اتفاقاتی را که رخ میدهد توسط سیگنالهای الکتریکی بیان می کنند، که این سیگنالها بنا به نوع آن ماشین و یا اتفاق، ماهیت های متفاوتی دارند. مثلا موتوری که در حالت کار کردن است ، یک ولتاژ ۲۴ ولتی را طریق یکی از کنتاکت رله هایش منتقل می کند و چنانچه متوقف باشد، دیگری ولتاژی را منتقل نمی کند. بنابراین دریافت ولتاژ ۲۴ ولت از آن کنتاکت را می توان نشانه کارکردن موتور و عدم دریافت آن را نشانه متوقف بودن آن موتور دانست.

نمونه ای از ارتباطات ماشینها و ابزارها با ورودی های PLC
نمونه ای از ارتباطات ماشینها و ابزارها با ورودی های PLC

برای تصمیم گیری درباره وضعبت این موتور می بایست این سیگنال را که یکی از سیگنالهای موتور است به PLC اعمال نمود . برای اینکار احتیاج به یک کانال ورودی می باشد . این ورودی باید قابلیت دریافت ۲۴ و صف ر ولت واداشته باشد و از آنجائیکه PLC از مدارات منطقی تشکیل شده اند و با سیگنالهای دیجیتال (منطق صفر و یک) سرو کار دارند، سخت افزار ورودی پس از دریافت این ولتاژ می بایست آن را به منطق صفر و یا یک تبدیل کند.

پس بطورخلاصه می توان گفت کار کردن موتور برای PLC با یک بودن ورودی مربوطه و متوقف بودن آن با صفر بودن آن ورودی بیان می شود. اگر ولتاژی روی رله موتور اعمال شود، موتور را وادار به کار کردن می کند و قطع این ولتاژ باعث توقف کار موتور خواهد شد. بنابراین چنانچه بعد از بررسی وضعیت ها و اجرای برنامه، مقرر شد تا موتور از طریق PLC فرمان حرکت را بگیرد منطق یک ایجاد شده توسط برنامه ، به یک کانال خروجی که آن را به ولتاژ مورد نظر تبدیل می کند ، داده می شود . اگر آن کانال خروجی را به رله مربوط به موتور متصل کنیم ، موتور فرمان شروع کار کردن را دریافت خواهد کرد، در غیر اینصورت (اعمال منطق صفر به خروجی) موتور فرمان توقف را می گیرد.

نمونه ای از ارتباطات ماشینها و ابزارها با خروجی های PLC
نمونه ای از ارتباطات ماشینها و ابزارها با خروجی های PLC

نتیجا، عملکرد خروجی، تبدیل مقادیر ایجاد شده توسط برنامه به سیگنال الکتریکی مورد نیاز سیستم جهت ارسال فرمان به موتور می باشد. با مثال فوق با نحوه عملکرد ورودی ها، خروجی ها و نقش سیگنالها آشنا شدید. البته در این مثال سیگنالها همگی دیجیتال بودند. سیگنالهای ورودی و یا خروجی می توانند به صورت دیجیتال و یا آنالوگ باشند.

تعریف سیگنال دیجیتال:

سیگنالی است که تن ها دو وضعیت داشته باش د . مثلا اگر ولتاژ باشد تنها دو مقدار ۰ و ۲۴ را شامل شود . که در این صورت یکی از آنها نماینده منطق صفر و دیگری نماینده منطق یک خواهد بود. تمام وضعیت های دو حالته با سیگنال دیجیتال مشخص می شوند . مثل خاموش / روشن بودن یک موتور یا باز / بسته بودن یک شیر برقی.

نمونه ای از یک سیگنال دیجیتال
نمونه ای از یک سیگنال دیجیتال

تعریف سیگنال آنالوگ:

سیگنالی است که چندین وضعیت را در یک رنج تغییر سیگنال شامل می شود. مثلا چنانچه سیگنال آنالوگ در رنج ۴ تا ۲۰ میلی آمپر باشد، ممکن است تصاویر در این حد را داشته باشد. سیگنال دیجیتال عمدتا در وضعیتهای دو گانه مانند Stop – Start , OFF-ON…. کاربرد دارد، در حالیکه سیگنالهای آنالوگ حاوی مقداری هستند مثلا دمای از ۰ تا ۵۰ درجه ، فشار ۴ تا ۲۰ میلی بار ، ….

نمونه ای از یک سیگنال آنالوگ
نمونه ای از یک سیگنال آنالوگ

تعریف ورودی و خروجی دیجیتال:

ورودی دیجیتال: ورودی های دیجیتال، سیگنال های دیجیتالی هستند که از محیط بیرون توسط سخت افزاری به نام کارت ورودی دیجیتال در PLC دریافت می شوند.

سیگنال های دریافتی از المان های زیر ورودی دیجیتال محسوب می شوند:

  • کنتاکت های رله ها
  • Limit Switch
  • Push Button
  • Proximity Switch
  • Process Switch

کنتاکت های رله ها: برای اطلاع از وضعیت کاری المان هایی نظیر پمپ ها، موتورها و شیرهای برقی.

نمونه ای از یک کنتاکت رله
نمونه ای از یک کنتاکت رله

Limit Switchها: برای آگاهی از رسیدن یک وسیله مکانیکی متحرک به ابتدا / انتهای مسیر حرکت خود.

نمونه هایی از Limit Switch ها
نمونه هایی از Limit Switch ها

Push Buttonها: برای ارسال فرمان on / off یا start / stop.

نمونه هایی از Push Buttonها
نمونه هایی از Push Buttonها

Proximity Switchها: برای حس کردن نزدیکی یک جسم فلزی متحرک.

نمونه هایی از Proximity Switchها
نمونه هایی از Proximity Switchها

Process Switchها: برای اطلاع از رسیدن یک کمیت فیزیکی به حد بالا یا پایین خود. نظیر دما، فشار، سطح و فلو.

نمونه هایی از Process Switchها
نمونه هایی از Process Switchها

خروجی دیجیتال:

خروجی های دیجیتال سیگنال های دیجیتالی هستند که از PLC توسط سخت افزاری به نام کارت خروجی دیجیتال به محیط بیرون منتقل می شوند.

موارد زیر نمونه هایی از خروجی دیجیتال هستند:

  • تحریک کردن بوبین یک رله
  • روشن / خاموش کردن چراغ سیگنال ها

الف ) تحریک کردن بوبین یک رله: برای بستن یک کنتاکت و فرمان دادن به یک کنتاکتور جهت خاموش / روشن کردن پمپ ها و موتورها.

نمونه ای از تحریک کردن بوبین یک رله
نمونه ای از تحریک کردن بوبین یک رله

ب ) روشن / خاموش کردن چراغ سیگنال ها: برای نمایش وضعیت on / off پمپ ها و موتورها یا باز و بسته بودن شیرهای برقی و نیز آلارم دادن (از طریق خاموش / روشن شدن).

نمونه ای از چراغهای سیگنال
نمونه ای از چراغهای سیگنال

مثلا وضعیت روشن یا خاموش بودن یک موتور ، خروجی های دیجیتال ، فرامین دو حالته را PLC به سایت منتقل می کنند. از آنجائیکه دو وضعیت را می توان توسط یک تک بیت نمایش داد. آدرس دهی ورودی ها و خروجی های دیجیتال بصورت یک بیتی می باشد.

تعریف ورودی و خروجی آنالوگ :

ورودی آنالوگ: ورودی های آنالوگ ، سیگنال های آنالوگی هستند که از محیط بیرون توسط سخت افزاری یه نام کارت ورودی آنالوگ در PLC دریافت می شوند. در کارت ورودی آنالوگ ، عمل تبدیل آنالوگ به دیجیتال صورت می گیرد.
سیگنال های دریافتی از المان های زیر ورودی آنالوگ محسوب می شوند:

  • Temperature Instrument
  • Pressure Instrument
  • Level Instrument
  • Flow Instrument
  • Load Cell

نکته آخر کار:

PLCها تاریخچه کوتاهی دارند و از تولد اولین آنها عمر چندانی نمی گذرد. اولین PLCها در دهه ۷۰ برای استفاده در صنایع اتوموبیل سازی طراحی شدند. نخستین بار کنترلرهای برنامه پذیر توسط شرکت Modicon در سال ۱۹۶۸ به در صنعت معرفی شدند که با هدف جایگزینی رله های مکانیکی از آنها استفاده می شد.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here