توضیح مختصری در مورد PLC چیست ؟
PLC
عبارت PLC از سر کلمه های Programmable Logic Controller به معنای کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی .این وسیله شباهت بسیاری با میکروکنترلرها دارد با این تفاوت که PLC کاملا صنعتی می باشد و از لحاظ عملیاتی از میکروکنترلر قوی تر می باشد .PLC :PLC :PLC انجام شود . به عبارت دیگر توسط این برنامه میتوان عملیات کنترل را سازماندهی کرد . این برنامه در حافظه اصلی بارگزاری میشود و قطع تغذیه هم آسیبی به اطلاعات آن نمی رساند .PLC :PLC این مشکلات پایان یافت . یکی از مزایای PLC این است که به علت اینکه تمامی کار به برنامه مربوط است بنابراین به راحتی میتوان آن را شبیه سازی نمود و از صحت برنامه آن قبل از کار آگاهی یافت . در زیر برخی دیگر از مزیت های PLC نسبت به دیگر کنترلرها آمده است :
برنامه
این برنامه که مشخص کننده کاری است که باید توسط
مزیت استفاده از
در گذشته برای کنترل کردن از مدارات فرمان استفاده می شد که به وسیله رله ها و کنتاکتورها و ... طراحی میشدند و دارای پیچیدگی و همچنین حجم فیزیکی زیاد بودند . اما با آمدن
PLC | مدارهای رله ای | مدارهای منطقی الکترونیکی | کامپیوتر | ویژگی |
ارزان | نسبتا ارزان | ارزان | گران قیمت | قیمت با توجه به عملکرد |
خیلی کوچک | بزرگ و حجیم | خیلی کوچک | نسباتا کوچک | حجم و ابعاد |
خیلی سریع | کند | نسباتا سریع | خیلی سریع | سرعت کنترل |
خوب | عالی | خوب | کاملا خوب | نویز الکتریکی |
نصب و برنامه نویسی ساده است | طراحی و نصب مشکل است | طراحی مشکل است | برنامه نویسی مشکل است | نصب و بهره برداری |
آری | خیر | خیر | آری | توانایی محاسبات پیچیده |
بسیار آسان | خیلی مشکل | مشکل | آسان | تغییر نحوه کنترل و ایجاد تغییرات |
از
انواع
به طور کلی اجزای
1-
2-
در نوع یکپارچه تمامی اجزاء
اما در نوع مدولار کلیه اجزای
اجزای یک
1- مدول (قسمت ) تغذیه یا Power Supply ) PS ) :
PLC :وظیفه این بخش تامین ولتاژ بخش های مختلف
***
***
2- واحد پردازش مرکزی یا
وظیفه این بخش دریافت اطلاعات از ورودی ، پردازش بر روی آنها و ارسال به خروجی میباشد . کلیه عملیات منطقی و حسابی و کنترل سیستم در این واحد انجام می شود. عملیات پردازشی که توسط
3- حافظه یا
این بخش وظیفه نگهداری اطلاعات و برنامه را بر عهده دارد و بر سه نوع است :
الف )
ب )
ج )
4-مدول ارتباط پروسسوری یا
وظیفه این بخش ایجاد ارتباط بین
5-
این واحد محل دریافت اطلاعات از فرآیند یا پروسه تحت کنترل میباشد . در کل 2نوع است :
الف )
گاهی برای پردازش توسط
ب )
0 - 10 ( + or - ) Vdc
4 - 20 mA
0 - 20mA
6- ترمینال خروجی (
این واحد محل صدور فرمانهای
الف )
ب )
0 - 10 ( + or - ) Vdc
4 - 20 mA
0 - 20mA
معمولا مدول های خروجی آنالوگ ، مقادیر دیجیتال پردازش شده توسط
***
7- مدول رابط یا Input Module ) IM ) :
در صورتی که نیاز به اضافه نمودن واحدهای دیگر ورودی - خروجی به
8- مدول تابع ساز یا
این مدولها بسته به مدل آنها برای یک یا چند عمل خاص از قبیل شمارش ، کنترل ، کنترل حلقه بسته ، آشکارسازی موقعیت و .. به کار میرود .
طرز کار
ابتدا اطلاعات را به صورت آنالوگ و یا دیجیتال از ورودی دریافت میکند. سپس طبق برنامه ای که درون حافظه آن است بر روی اطلاعات ورودی پردازش میکند و وضعیت خروجی را نسبت به حاصل عملیات تعیین میکند . خروجی نیز میتواند آنالوگ و یا دیجیتال باشد .
FM : به عنوان مثال IP244 مدول کنترل درجه حرارت است .PLC می باشد . ولتاژهای ورودی به این بخش بسته به نوع آن در رنج های Vdc 24 و یا Vac230 / 120میباشد . جریان خروجی آن هم در رنج های 0.5 و 1 و 2 و4 و ... آمپر میباشد.ولتاژ خروجی این قسمت نیز 5 یا2/5 ولت ( 2/5 برای وقتی است که مسافت بین PLC و واحد کنترل شونده زیاد باشد و در خط انتقال تلفات داشته باشیم ) می باشد .در برخی از PLC ها برای نگهداری اطلاعات حافظه موقت ( ثبات ها و پرچم ها و ... ) در هنگام قطع تغذیه از یک باتری پشتیبان ( Backup Battery ) از جنس Lithium استفاده می شود . ولتاژ این باتری معمولا 8/2تا 2/3 ولت میباشد . معمولا بر روی PLC یک LED که نشانگر این است که باتری در حال تمام شدن است ، تعبیه شده تا قبل از تخلیه کامل ، باتری عوض شود .برای تغذیه رله ها و محرک ها ( Actuator ) از ولتاژ DC مستقیم و در برخی موارد 110 یا 230 ولت ؛ که برای تامین آن از یک کارت رابط به نام Relay Bourd استفاده میگردد .CPU :CPU صورت میگیرد ،با توجه به برنامه ای است که در حافظه اصلی قرار داده شده است .Memory :حافظه دائم : برنامه کاربر در این حافظه قرار داده می شود . این حافظه با قطع تغذیه پاک نمیشود و معمولا از نوع EEPROM یا EPROM ساخته میشود .حافظه موقت : این حافظه برای نگهداری اطلاعات به صورت موقت (داده ها و پرچم ها و تایمر ها و شمارنده ها و ... ) استفاده می شود . اطلاعات این بخش با قطع تغذیه از بین میرود . این حافظه از نوع RAM ساخته می شود .کارت حافظه : این کارتها برای استفاده در حافظه اصلی CPU و همچنین در مدولهای CP طراحی میشوند و به صورت RAM یا FALASH EPROM CARD و با ظرفیتهای مختلف در دسترس میباشند . Communication Processor ) CP )CPU مرکزی و قطعات جانبی نظیر PLC های دیگر ، اسکنر ، PC( کامپیوتر) و ... میباشد . ترمینال ورودی ( Input Module ) :ورودی دیجیتال یا Digital Input ) DI ) : این ورودی معمولا به صورت سیگنال صفر ( صفر منطقی ) و 24 ولت dc ( یک منطقی ) می باشد .PLC به تغییر سطوح ولتاژ نیاز است که این کار توسط مدول هایی خاص انجام می شود .ورودی آنالوگ یا Analog Input ) AI ) : این ورودی ها در حالت استاندارد به سه صورت زیر است :Output Module ) :PLC به سیستم کنترل شونده می باشد و بر 2 نوع است : خروجی دیجیتال یا Digital Output ) DO ) : این خروجی به صورت سیگنال 0 ( صفر منطقی ) یا 24 ولت dc ( یک منطقی ) می باشد . اما گاهی ولتاژ داخلی PLC از 24 کمتر است که باید توسط مدول های دیجیتال خروجی جهت رساندن ولتاژ به 24 استفاده کرد .ورودی آنالوگ یا Analog Output ) AO ) : این خروجی ها در حالت استاندارد به سه صورت زیر است :PLC را به سیگنال های آنالوگ تبدیل می نمایند .برای حفاظت از مدارات داخلی PLC نسبت به تغییر ورودی یا خروجی ها و یا عواملی نظیر اتصال کوتاه و ... از مدارات ایزوله کننده ( جدا کننده ) و یا کوپل کننده های نوری ( Optical Coupler ) استفاده می کنند تا محیط داخلی از محیط خارجی جدا شود . این کار را هم برای ورودی و هم برای خروجی انجام می دهند .PLC یا جهت اتصال پانل اپراتوری و پروگرامر به PLC از این مدول ارتباطی استفاده می شود . در صورتی که چندین PLC به صورت شبکه به یکدیگر متصل شوند از واحد IM جهت ارتباط آنها استفاده می گردد .PLC در تمامی کارهایی که نیاز به کنترل دارند می توان استفاده نمود .PLC از نظر سخت افزار :PLC به دو صورت قرار میگیرد :به صورت یکپارچه یا Compact به صورت مدولار ( دارای قسمت های کوچک یا جزء به جزء )PLC بر روی یک برد یکپارچه قرار گرفته اند یا به عبارت دیگر ثابت هستند .PLC به صورت چندین مدول ( قسمت ) بر روی یک برد اصلی به نام راک ( مانند برد مادر در کامپیوتر ) قرار می گیرند .توضیح مختصری در مورد PLC PLC
عبارت PLC از سر کلمه های Programmable Logic Controller به معنای کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی .این وسیله شباهت بسیاری با میکروکنترلرها دارد با این تفاوت که PLC کاملا صنعتی می باشد و از لحاظ عملیاتی از میکروکنترلر قوی تر می باشد . طرز کار ابتدا اطلاعات را به صورت آنالوگ و یا دیجیتال از ورودی دریافت میکند. سپس طبق برنامه ای که درون حافظه آن است بر روی اطلاعات ورودی پردازش میکند و وضعیت خروجی را نسبت به حاصل عملیات تعیین میکند . خروجی نیز میتواند آنالوگ و یا دیجیتال باشد . برنامه این برنامه که مشخص کننده کاری است که باید توسط مزیت استفاده از در گذشته برای کنترل کردن از مدارات فرمان استفاده می شد که به وسیله رله ها و کنتاکتورها و ... طراحی میشدند و دارای پیچیدگی و همچنین حجم فیزیکی زیاد بودند . اما با آمدن
PLC | مدارهای رله ای | مدارهای منطقی الکترونیکی | کامپیوتر | ویژگی |
ارزان | نسبتا ارزان | ارزان | گران قیمت | قیمت با توجه به عملکرد |
خیلی کوچک | بزرگ و حجیم | خیلی کوچک | نسباتا کوچک | حجم و ابعاد |
خیلی سریع | کند | نسباتا سریع | خیلی سریع | سرعت کنترل |
خوب | عالی | خوب | کاملا خوب | نویز الکتریکی |
نصب و برنامه نویسی ساده است | طراحی و نصب مشکل است | طراحی مشکل است | برنامه نویسی مشکل است | نصب و بهره برداری |
آری | خیر | خیر | آری | توانایی محاسبات پیچیده |
بسیار آسان | خیلی مشکل | مشکل | آسان | تغییر نحوه کنترل و ایجاد تغییرات |
از
PLC در تمامی کارهایی که نیاز به کنترل دارند می توان استفاده نمود .انواع
PLC از نظر سخت افزار :به طور کلی اجزای
PLC به دو صورت قرار میگیرد :1-
به صورت یکپارچه یا Compact2-
در نوع یکپارچه تمامی اجزاء
اما در نوع مدولار کلیه اجزای
اجزای یک
PLC :1- مدول (قسمت ) تغذیه یا Power Supply ) PS ) :
وظیفه این بخش تامین ولتاژ بخش های مختلف
PLC می باشد . ولتاژهای ورودی به این بخش بسته به نوع آن در رنج های Vdc 24 و یا Vac230 / 120میباشد . جریان خروجی آن هم در رنج های 0.5 و 1 و 2 و4 و ... آمپر میباشد.ولتاژ خروجی این قسمت نیز 5 یا2/5 ولت ( 2/5 برای وقتی است که مسافت بین PLC و واحد کنترل شونده زیاد باشد و در خط انتقال تلفات داشته باشیم ) می باشد .***
در برخی از PLC ها برای نگهداری اطلاعات حافظه موقت ( ثبات ها و پرچم ها و ... ) در هنگام قطع تغذیه از یک باتری پشتیبان ( Backup Battery ) از جنس Lithium استفاده می شود . ولتاژ این باتری معمولا 8/2تا 2/3 ولت میباشد . معمولا بر روی PLC یک LED که نشانگر این است که باتری در حال تمام شدن است ، تعبیه شده تا قبل از تخلیه کامل ، باتری عوض شود .***
برای تغذیه رله ها و محرک ها ( Actuator ) از ولتاژ DC مستقیم و در برخی موارد 110 یا 230 ولت ؛ که برای تامین آن از یک کارت رابط به نام Relay Bourd استفاده میگردد .2- واحد پردازش مرکزی یا
CPU :وظیفه این بخش دریافت اطلاعات از ورودی ، پردازش بر روی آنها و ارسال به خروجی میباشد . کلیه عملیات منطقی و حسابی و کنترل سیستم در این واحد انجام می شود. عملیات پردازشی که توسط
CPU صورت میگیرد ،با توجه به برنامه ای است که در حافظه اصلی قرار داده شده است .3- حافظه یا
Memory :این بخش وظیفه نگهداری اطلاعات و برنامه را بر عهده دارد و بر سه نوع است :
الف )
حافظه دائم : برنامه کاربر در این حافظه قرار داده می شود . این حافظه با قطع تغذیه پاک نمیشود و معمولا از نوع EEPROM یا EPROM ساخته میشود .ب )
حافظه موقت : این حافظه برای نگهداری اطلاعات به صورت موقت (داده ها و پرچم ها و تایمر ها و شمارنده ها و ... ) استفاده می شود . اطلاعات این بخش با قطع تغذیه از بین میرود . این حافظه از نوع RAM ساخته می شود .ج )
کارت حافظه : این کارتها برای استفاده در حافظه اصلی CPU و همچنین در مدولهای CP طراحی میشوند و به صورت RAM یا FALASH EPROM CARD و با ظرفیتهای مختلف در دسترس میباشند .4-مدول ارتباط پروسسوری یا
Communication Processor ) CP )وظیفه این بخش ایجاد ارتباط بین
CPU مرکزی و قطعات جانبی نظیر PLC های دیگر ، اسکنر ، PC( کامپیوتر) و ... میباشد .5-
ترمینال ورودی ( Input Module ) :این واحد محل دریافت اطلاعات از فرآیند یا پروسه تحت کنترل میباشد . در کل 2نوع است :
الف )
گاهی برای پردازش توسط
ورودی دیجیتال یا Digital Input ) DI ) : این ورودی معمولا به صورت سیگنال صفر ( صفر منطقی ) و 24 ولت dc ( یک منطقی ) می باشد .PLC به تغییر سطوح ولتاژ نیاز است که این کار توسط مدول هایی خاص انجام می شود .ب )
ورودی آنالوگ یا Analog Input ) AI ) : این ورودی ها در حالت استاندارد به سه صورت زیر است :0 - 10 ( + or - ) Vdc
4 - 20 mA
0 - 20mA
6- ترمینال خروجی (
Output Module ) :این واحد محل صدور فرمانهای
PLC به سیستم کنترل شونده می باشد و بر 2 نوع است :الف )
خروجی دیجیتال یا Digital Output ) DO ) : این خروجی به صورت سیگنال 0 ( صفر منطقی ) یا 24 ولت dc ( یک منطقی ) می باشد . اما گاهی ولتاژ داخلی PLC از 24 کمتر است که باید توسط مدول های دیجیتال خروجی جهت رساندن ولتاژ به 24 استفاده کرد .ب )
ورودی آنالوگ یا Analog Output ) AO ) : این خروجی ها در حالت استاندارد به سه صورت زیر است :0 - 10 ( + or - ) Vdc
4 - 20 mA
0 - 20mA
معمولا مدول های خروجی آنالوگ ، مقادیر دیجیتال پردازش شده توسط
PLC را به سیگنال های آنالوگ تبدیل می نمایند .***
برای حفاظت از مدارات داخلی PLC نسبت به تغییر ورودی یا خروجی ها و یا عواملی نظیر اتصال کوتاه و ... از مدارات ایزوله کننده ( جدا کننده ) و یا کوپل کننده های نوری ( Optical Coupler ) استفاده می کنند تا محیط داخلی از محیط خارجی جدا شود . این کار را هم برای ورودی و هم برای خروجی انجام می دهند .7- مدول رابط یا Input Module ) IM ) :
در صورتی که نیاز به اضافه نمودن واحدهای دیگر ورودی - خروجی به
8- مدول تابع ساز یا
FM :این مدولها بسته به مدل آنها برای یک یا چند عمل خاص از قبیل شمارش ، کنترل ، کنترل حلقه بسته ، آشکارسازی موقعیت و .. به کار میرود .
به عنوان مثال IP244 مدول کنترل درجه حرارت است .PLC یا جهت اتصال پانل اپراتوری و پروگرامر به PLC از این مدول ارتباطی استفاده می شود . در صورتی که چندین PLC به صورت شبکه به یکدیگر متصل شوند از واحد IM جهت ارتباط آنها استفاده می گردد . به صورت مدولار ( دارای قسمت های کوچک یا جزء به جزء )PLC بر روی یک برد یکپارچه قرار گرفته اند یا به عبارت دیگر ثابت هستند .PLC به صورت چندین مدول ( قسمت ) بر روی یک برد اصلی به نام راک ( مانند برد مادر در کامپیوتر ) قرار می گیرند .PLC این مشکلات پایان یافت . یکی از مزایای PLC این است که به علت اینکه تمامی کار به برنامه مربوط است بنابراین به راحتی میتوان آن را شبیه سازی نمود و از صحت برنامه آن قبل از کار آگاهی یافت . در زیر برخی دیگر از مزیت های PLC نسبت به دیگر کنترلرها آمده است :
