لینک دریافت رایگان فایل pdf مقاله

plc
PLC یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر دستگاهی است که، به علت دارا بودن قابلیت برنامه‌ریزی درخانه هوشمند مورد استفاده قرار می گیرد. PLCکنترل کننده نرم افزاری است که، در قسمت ورودی اطلاعاتی را به صورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه ایی که در حافظه اش ذخیره شده پردازش می نماید و نتیجه عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت دستورالعمل هایی به گیرنده ها و اجرا کننده های فرمان ارسال می کند. بنابراین با استفاده از PLC می‌توانید، از این قابلیت در راستای تغذیه داده‌هایی برای ورودی به دستگاه بهره مند شوید و پردازش اطلاعات را روی آن‌ها انجام دهید و در نهایت خروجی‌هایی را کنترل کرده یا نمایش دهید. به عبارت دیگر، منظور از برنامه پذیر بودن PLC این است که می تواند مانند رایانه عمل کند. اما یک رایانه ویژه برای هدفی خاص و مشخص. از این جهت با دانستن اصول ساده و پایه ی منطق که به پیش‌نیازخاصی هم احتیاج ندارد، می‌توان اساس کار آن را درک و تحلیل نمود. PLC مانند مدار فرمان الکتریکی کنترل گر است اما مزیت آن نسبت به مدار فرمان، برنامه پذیر بودن آن است.

مزیت های PLC نسبت به یک رایانه

PLC درست برخلاف یک رایانه عادی غیر صنعتی برای کار در شرایط دشوار ساخته شده است و در برابر عواملی مانند: نویز و نوسانات الکتریکی،گرما و سرما،رطوبت و غبار مقاوم می باشد. برنامه‌های داده شده به PLC در حافظه ی دستگاه ذخیره می‌ گردند. PLC دارای دو نوع حافظه است. حافظه موقّت و حافظه دائم که با یک باتری پشتیبانی می شود.
PLC برای انجام وظیفه ویژه اش، امکان اتصال و نیز کنترل بسیاری از، ورودی‌-خروجی‌های حسگرها و محرک های گوناگون را دارد. قابلیت خواندن و پردازش این مقادیر و متغیّرها شامل مقادیر لیمیت سوییچ‌ها، مانند حسگرهای گرما و فشار است، علاوه بر این قابلیت فعّال نمودن دستگاه‌های خاص مانند؛ موتورهای الکتریکی، سیلندرهای پنوماتیکی یا هیدرولیکی، رله‌های مغناطیسی و سیم‌پیچ ها خروجی‌های آنالوگ نیز برای PLC وجود دارد.
PLCکنترل کننده نرم افزاری است که در قسمت ورودی اطلاعات را به صورت باینری دریافت و آنها را طبق برنامه ایی که در حافظه اش ذخیره شده پردازش می نماید و نتیجه عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت دستورالعمل هایی به گیرنده ها و اجرا کننده های فرمان ارسال می کند.

ساختار PLC
از دید ساختاری PLC درست مشابه ساختار رایانه است و از یک بخش پردازنده و حافظه نیمه ‌هادی تشکیل شده است. قسمت پردازنده دارای ارتباطاتی با قسمت‌های مختلف از داخل و خارج خود نیز می باشد. بخش دیگر شامل یک منبع تغذیه است که در PLC های کوچک همه ی موارد (پردازنده، I/O، منبع تغذیه در یک واحد و در PLCهای بزرگتر هر یک در واحدی مجزّا قرار گرفته اند.

PLC دارای دو نوع حافظه است، که یکی به نام حافظه ROM یا حافظه دائم (Read only memory) نامیده می شود، تراشه‌ ایست خاص دارای برنامه‌ که توسط کارخانه سازنده در آن تعبیه شده‌ است و وظیفه‌ای مشابه سیستم‌ عامل DOS در رایانه‌های شخصی دارد. درحین انجام عملیات CPU نمی‌تواند تغییر یابد یا پاک شود حتّی به هنگام قطع تغذیهCPU. نوع دیگری از حافظه PLC، حافظه RAM یا حافظه موقّت (Random Access memory) تراشه‌ای نیمه‌هادیست که در آن می‌توان برنامه نوشت.

plc

برنامه نویسی در PLC
ابزار برنامه‌نویسی، 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 می شود. برنامه در حافظه دستگاه ذخیره می‌شود. از سوی دیگر، امکان برنامه‌ریزی تغییر و پاک کردن آن‌ها نیز توسط برنامه‌ریز وجود دارد. یکی از مزایای دیگرحافظه موقّت این است که می‌تواند از نوعی غیر از RAM انتخاب شود. اطلاعات موجود در حافظه‌های RAM با قطع تغذیه،پاک می‌شوند. اغلب CPUها مجهز به یک باتری پشتیبان هستند؛ بنابراین اگر تغذیه ورودی قطع شود و در پی ‌آن منبع تغذیه نتواند ولتاژ سیستم را تأمین کند، باتریِ پشتیبان، برنامه ذخیره شده را در RAM حفظ می‌نماید.

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

plc های با کاربرد وسیع
معمولا در صنایع بزرگ، PLCها یا پروزت‌های ورودی– خروجی در قسمت‌های مختلف سایت کارخانه وجود دارند 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 در آن محل با استفاده از روش‌های مختلف مانیتورینگ صنعتی، اطلاعات را به شکل گرافیکی تبدیل کرده و بر روی صفحه مانیتور نمایش می‌دهند. در این حالت اپراتور تنها با دانستن روش کار با رایانه و بدون نیاز به اطلاعات تخصصی قادر به کنترل سیستم خواهد بود. از جمله معروف‌ترین PLCهای این خانواده که می‌توان از آن نام برد عبارتند از:
۱٫S7 و SIMATIC S5 شرکت SIEMENS آلمان
۲٫شرکت OMRON ژاپن
۳٫شرکت Telemecanique فرانسه
۴٫شرکت Mitsubishi ژاپن
۵٫شرکت LG کره
۶٫شرکت Allen-Bradley آمریکا
۷٫شرکت ABB سوئیس-سوئد

plc

برنامه نویسی برای PLC
برای نمایش برنامه PLC از سه روش استفاده می‌شود:
•در برنامه نویسی به روش نردبانی به صورت نماد اتصال و سیستم پیچ های مدار فرمان رله‌ای نشان داده می‌شود؛ لذا ساختار برنامه شبیه مدارهای فرمان رله‌ای می‌باشد.
•درشیوه برنامه نویسی فلوچارتی از نمادهای مستطیلی استفاده می‌شود و در هر مستطیل عملکرد منطقه‌ای خاص نمایش داده می‌شود.
•در روش نمایش نوشتاری از دستورات و جملات کلیدی برای برنامه نویسی استفاده می‌شود که در آن هر عبارت دارای دو بخش “عملگرها “و “عملوندها “می‌باشد.

تجهیزات جانبی قابل اتصال به plc

HMI یا واسط‌های کاربری
این تجهیزات برای کاربر امکان پردازش، داده های در حال اجرا را فراهم می آورد تا برنامه‌نویس و طراح که از قبل آن‌ها را تعبیه کرده‌اند، آن را مشاهده نمایند و خروجی داده ها را به صورت گرافیکی دیده یا ورودی‌ها را توسط مانیتورهای دارای صفحه لمسی یا کلیدهای شستی بفشارند. به نوعی می‌توان گفت این تجهیزات می‌توانند هم به عنوان ورودی و هم خروجی ایفای نقش نمایند. به‌طور مثال، می‌توانید دمای حرارت کوره را به صورت گرافیکی روی مانیتور مشاهده نمایید(خروجی)یا با بهره گیری از دکمه استارت پمپ را در آن تعبیه نمود؛ که به صورت تاچ کاربر پمپ را روشن نماید.(ورودی)

شبکه LAN
می‌توان داده‌ها یا خروجی‌ها را از طریق شبکه به نقاط مختلفی انتقال داد، که این کار توسط تجهیزات شبکه‌ای که به PLC متصل می‌گردد انجام می پذیرد. برای مثال امکان بستن شیرهای خطوط انتقال سوخت، در صورت بروز حادثه را می‌توان به عنوان یک کنترل از راه دور که به کمک شبکه انجام می پذیرد عنوان نمود.