مقاله بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC)

دسته: فنی و مهندسی
بازدید: 33 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 79 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 31

مقاله بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) در 31 صفحه ورد قابل ویرایش

قیمت فایل فقط 3,000 تومان

مقاله بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) در 31 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست

عنوان                                                                                                                   صحفه

مقدمه..................................................................................................................... 1

كنترل كننده های قابل برنامه‌ریزی (PLC) ها........................................................ 2

برنامه نویسی (PLC) ها........................................................................................ 7

PLCهای زیمنس.................................................................................................... 11

PLC لوگو.............................................................................................................. 14

مقدمه:

هر سیستم كنترلی را به سه بخش اصلی می‌توان تقسیم كرد: ورودی، بخش پردازشگر و خروجی. سیگنالهای ورودی توسط مبدل‌ها كه كمیت‌های فیزیكی را به سیگنال‌های الكترونیكی تبدیل می‌كنند فراهم می‌شوند. یك سیستم كنترل باید بتواند بر طریقه عملكردی یك فرآیند دخالت و تسلط داشته باشد. این كار با استفاده المان‌های خروجی، از قبیل پمپ‌ها، موتورها، پیستون‌ها، رله‌ها و … انجام می‌شود.

یك طرح كنترلی به دو روش قابل اجرا است:

با استفاده از سیستم‌های كنترل غیرقابل تغییر توسط اپراتور و نیز با استفاده از كنترل كننده‌های قابل برنامه‌ریزی.

رله‌ یكی از قطعات مهم در بیشتر سیستم‌های كنترل مدرن است. این قطعه‌ یك سوئیچ الكتریكی با ظرفیت جریانی بالاست. یك سیستم رله‌ای ممكن است شامل چند صدیا حتی چند هزار كنتاكت باشد.

PLCها به عنوان جانشینی برای سیستم‌های منطقی رله‌ای و تایمری غیرقابل تغییر توسط اپراتور طراحی شدند تا به جای تابلوهای كنترل متداول قدیمی استفاده شوند. این كار به وسیله برنامه‌ریزی آن‌ها و اجرای دستورالعمل‌های منطقی ساده كه اغلب به شكل دیاگرام نردبانی است، صورت می‌گیرد. PLCها دارای یك سری توابع درونی از قبیل: تایمرها و شمارنده‌ها و شیفت رجیسترها می‌باشند كه امكان كنترل مناسب را‏، حتی با استفاده از كوچك‌ترین PLC نیز، فراهم می‌آورند.

یك PLC با خواندن سیگنال‌های ورودی، كار خود را شروع كرده و سپس دستورالعمل‌های منطقی (كه قبلاَ برنامه‌ریزی شده و در حافظه جای گرفته است) را بر روی این سیگنال‌های ورودی اعمال می‌كند و در پایان، سیگنال‌های خروجی مطلوب را برای راه‌اندازی تجهیزات و ماشین‌آلات تولید می‌نماید. تجهیزات استانداردی درون PLCها تعبیه شده‌اند كه به آن‌ها اجازه می‌دهد مستقیماَ و بدون نیاز به واسطه‌های مداری یا رله‌ها، به المان خروجی یا محرك (actuator) و مبدل‌های ورودی (مانند پمپ‌ها و سوپاپ‌ها) متصل شوند.

با استفاده از PLCها، اصلاح و تغییر یك سیستم كنترل بدون نیاز به تغییر محل اتصالات سیم‌ها ممكن شده است.

برخی ویژگی‌های خاص، آن‌ها را ابزاری مناسب جهت انجام عملیات كنترل صنعتی نموده است. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:

l        تجهیزات حفاظت كننده‌ها PLCها از نویز و شرایط نامساعد محیطی

l    ساختار PLCها، كه به سادگی امكان تعویض یا افزودن واحد یا واحدهایی را به PLC می‌دهد. (مثلاَ واحد ورودی/ خروجی)

l        اتصالات استاندارد ورودی/ خروجی و نیز سطوح سیگنال استاندارد

l        زبان برنامه‌نویسی قابل درك و آسان (مانند دیاگرام نردبانی یا نمودار وظایف)

محدوده PLCهای در دسترس، از PLCهای جامع و كامل كوچك با 20 ورودی/ خروجی و 500 مرحله یا گام برنامه‌نویسی تا سیستم‌های مدولار با مدول‌های قابل افزایش را دربرگرفته است مدول‌ها برای انجام وظایفی نظیر:

l        ورودی/ خروجی آنالوگ

l        كنترل PID (تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر)

l        ارتباطات

l        نمایش گرافیكی

l        ورودی/ خروجی اضافی

l        حافظه‌های اضافی و … استفاده می‌شوند.

كنترل كننده های قابل برنامه‌ریزی (PLC)ها:

PLCها، كامپیوترهایی ساخته شده به منظور خاص هستند كه شامل سه قسمت اجرایی اصلی می‌باشند: پردازش‌گر، ورودی/ خروجی و حافظه. سیگنال‌ها از طریق ورودی به PLC فرستاده شده و آن‌گاه در حافظه، ذخیره می‌شوند. سپس سیگنال‌های خروجی به منظور راه‌اندازی تجهیزات مورد نظر، تولید می‌شوند.

در PLCهای كوچك‌تر، این عملیات توسط كارت‌های ویژه‌ای انجام می‌گیرند كه به صورت واحدهای بسیار فشرده‌ای ساخته شده‌اند، در حالی كه ساختار PLCهای بزرگتر به صورت مدولار با مدول‌هایی كه بر روی شیارهای تعبیه شده بر روی دستگاه نصب می‌شود، بنا گردیده است. این امر امكان توسعه سیستم را- در صورت ضرورت- به سادگی فراهم می‌آورد. در هر دوی این موارد بوردهای مداری ویژه‌ای، به سادگی تعویض یا برداشته می‌شود و امكانات تعمیر سیستم نیز به سادگی فراهم می‌آید.

CPU بر تمام عملیاتی كه در PLC رخ می‌دهد‏، كنترل و نظارت دارد و دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی شده و ذخیره شده را اجرا می‌كند.

تمام PLCهای مدرن برای ذخیره برنامه از حافظه‌های نیمه هادی مانند EPROM, RAM یا EEPROM استفاده می‌كنند.

عملاَ از RAM برای تكمیل برنامه مقدماتی و تست آن استفاده می‌شود، زیرا كه امكان تغییر و اصلاح راحت برنامه را فراهم می‌آورد.

پس از این كه یك برنامه تكمیل شد و مورد آزمایش قرار گرفت می‌توان آن را در PROM یا EPROM، كه اغلب ارزانتر از قطعات RAM می‌باشند، بار (Load) كرد. برنامه‌ریزی PROM معمولاَ توسط یك برنامه‌ریز مخصوص صورت می‌گیرد.

PLC‌های كوچك معمولاَ تا حدی به دلیل ابعاد فیزیكی دستگاه دارای حجم حافظه محدود و ثابتی می‌باشند. حجم این حافظه‌ها بسته به تولیدكننده آن‌ها بین 300 تا 1000 دستورالعمل متفاوت است. این حجم حافظه ممكن است كمتر از آنی به نظر آید كه مناسب جهت امور كنترلی باشد‏، اما تقریباَ حدود 90 درصد عملیات مورد نیاز كنترل‌های دودویی با كمتر از 1000 دستورالعمل قابل اجرا می‌باشند. بنابراین فضای حافظه لازم برای بیشتر كاربردها فراهم خواهد آمد.

PLCهای بزرگتر از مدول‌های حافظه‌ای استفاده می‌كنند كه بین K1 تا K64 فضای حافظه را فراهم می‌آورند. این مدول‌ها امكان گسترش سیستم را با افزودن كارت‌های حافظه RAM یا PROM به PLC فرام می‌آورند.

معیار اولیه مشخص كننده اندازه PLCها، در قالب حجم حافظه برنامه و حداكثر تعداد ورودی و خروجی‌هایی كه سیستم قادر به پشتیبانی از آن‌هاست ارائه می‎شود. اما به منظور ارزیابی و محك مناسب هر PLC، باید خصوصیات دیگری از آن، از قبیل نوع پردازشگر، زمان اجرای یك سیكل برنامه، تسهیلات زبان برنامه‌نویسی، توابع (از قبیل شمارنده، تایمر و …) قابلیت توسعه و … را نیز در نظر بگیریم.

معمولاَ، PLCهای كوچك و «مینی PLCها» به صورت واحدهای قدرتمند، كارآ و فشرده‌ای طراحی می‌شوند كه قابل جاسازی بر روی، یا كنار تجهیزات تحت كنترل باشند. آن‌ها عمدتاَ به عنوان جایگزین سیستم‌های رله‌ای غیرقابل تغییر توسط اپراتور، تایمر، شمارنده و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند تا بخش‌های مجزا و منفرد كارخانجات یا ماشین‌آلات را كنترل كنند، اما می‌توان آن‌ها برای هماهنگ كردن عملكرد چند ماشین در تلفیق با یكدیگر سود جست.

PLCهای كوچك قادر به توسعه تعداد كانال‌های ورودی و خروجی با استفاده از یك یا دو مدول ورودی/ خروجی می‌باشند.

PLCهای بزرگ برای استفاده در كارخانجات عظیم یا ماشین‌های بزرگی كه به كنترل پیوسته نیازمندند، طراحی شده‌اند.

همچنین آن‌ها به عنوان كنترل كننده‌ ناظر آن نظارت (monitor) و كنترل كردن چندین PLC دیگر یا سایر ماشین‌های هوشمند به كار می‌روند.

در PLC‌های بزرگ از:

l        پردازشگر 16 بیتی به عنوان پردازشگر اصلی جهت محاسبات دیجیتالی و همچنین به كارگیری متن.

l        پردازشگرهای تك‌بیتی به عنوان پردازشگر همكار برای محاسبه سریع‏، ذخیره‌سازی و …

l        پردازشگرهای جانبی، برای انجام وظایف اضافی كه تابع زمان می‌باشند مانند:

كنترل حلقه بسته PID ، كنترل موقعیت، محاسبات عددی با ممیز شناور، تشخیص عیب و رصد ، ارتباطات بین ماشین‌های هوشمند برای ورودی/ خروجی توزیع شده، دیاگرام‌های تقلیدی از وضعیت فرآیند یا دیاگرام‌های فرآیندنما ، نصبگاه‌های ورودی/ خروجی با فاصله دور استفاده می‌شود.

STARTUP FLAG:

در اولین سیكل از برنامه مصرف كننده تنظیم می‌شود و متوالیاَ بعنوان STARTUP FLAG در برنامه مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین M8 می‌تواند مانند دیگر MARDERها در برنامه مورد استفاده قرار گیرد.

FIXED LEVE:

با HI=1, LO=0 مشخص می‌شوند.

OPEN CONINECTOR (X):

در مواردی كه نیاز به سیم‌بندی نمی‌باشد از این پایه استفاده می‌شود.

از مزایای این برنامه این است كه می‌توان انواع مدارات را طراحی و در كامپیوتر شخصی تست كرد حتی بدون داشتن LOGO.

برای برنامه‌نویسی می‌توان از دو زبان برنامه‌نویسی كه در این نرم‌افزار پس از طراحی به یكدیگر تبدیل می‌شوند استفاده نمود.

BFها توابع خواصی می‌باشند كه با منطقی خاص ورودی/ خروجی را بهم ارتباط می‌دهند. پایه‌های بكار رفته در این توابع شامل ورودی 1 خروجی Q یا X می‌باشند. در جایی كه نیاز به سیم‌بندی پایه نباشد از X استفاده می‌شود این توابع شامل:

AND:

از لحاظ مداری ارتباط سریال تعدادی كنتاكت Normally open می‌باشند و خروجی در صورتی یك می‌شود كه كلیه ورودیها یك باشند.

AND WI TH RLO:

شكل سمت چپ در این تابع خروجی در صورتی یك می‌شود كه همه ورودیها باشند و حداقل یك ورودی در سیكل قبلی حالت صفر داشته باشد.

NAND:

شامل اتصال موازی تعداد كنتاكت Normaly clos می‌باشد و خروجی زمانی یك می‌شود كه همه ورودیها یك باشند.

AND WI TH RLO:

خروجی ANND زمانی یك می‌شود كه حداقل یك وروی حالت صفر داشته باشد و همه ورودیها در سیكل قبل یك باشند.

OR:

شامل اتصال موازی تعداد كنتاكت Normaly open می‌باشد و خروجی زمانی یك می‌شود كه حداقل یكی از ورودیها یك باشند.

NOR:

اتصال سریال تعدادی كنتاكت Normaly close می‌باشد و خروجی زمانی یك می‌شود كه همه ورودیها صفر باشند و با یك شدن هر یك از ورودیها خروجی صفر می‌شود.

XOR:

اتصال دو كنتاكت Changeover می‌باشد و خروجی زمانی یك است كه ورودیها حالت متفاوت داشته باشند. (هر دو یك یا صفر باشند خروجی صفر است).

ضمناَ گیت NOT هر چه در ورودی باشد عكس آنرا در خروجی اعمال می‌كند.

Specal function:

از لحاظ ورودیها با BFها متفاوتند و شامل توابع زمانی retentivity و انتخاب پارامترهای مختلف برای Update كردن برنامه باشد.

S(set): اجازه یك كردن خروجی را می‌دهد.

R (reset): بر همه ورودیها تقدم دارد و خروجی را صفر می‌كند.

Trg (tigger): برای شروع اجرای عملیات یك تابع استفاده می‌شود.

Con (counter): شمارش پالس را انجام می‌دهد.

Fre (frequency): سیگنالهای فركانس سنجیده شده به این ورودی داده می‌شود.

Dir (direction): جهتی را كه شمار نه باید شمارش نماید مشخص می‌كند.

En (enabel): تابع را فعال می‌كند در صورت صفر بودن En ورودیهای دیگر برای بلوك در نظر گرفته می‌شود.

Inv (ivert): با فعال شدن سیگنال خروجی بلوك معكوس می‌شود.

Rel (reset all): همه مقادیر داخلی reset می‌شود.

X: در صورت در نظر گرفتن این كانكتور برای Sf ، مقدار صفر برای آن در نظر گرفته می‌شود.

قیمت فایل فقط 3,000 تومان

برچسب ها : تحقیق بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) , پروژه بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) , مقاله بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) , دانلود تحقیق بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) , بررسی اتوماسیون صنعتی (PLC) , اتوماسیون صنعتی , PLC