مقدمات آموزش PLC
کنترل منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) مخفف کلمه کنترل منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) است. می توان آن را به عنوان یک رایانه کوچک صنعتی در نظر گرفت که از چندین قسمت یا ماژول برای کمک به کنترل فرآیندهای صنعتی تشکیل شده است. این تجهیزات در کارخانه ها و محیط های صنعتی برای کنترل موتورها ، پمپ ها ، چراغ ها ، سیستم های تهویه ، ترمزهای مدار و سایر ماشین آلات استفاده می شود. برای شروع آموزش PLC ، بهتر است خلاصه ای از تاریخچه آن ارائه شود.

تاریخچه PLC

اتوماسیون صنعتی چند سال قبل از ظهور اولین PLC آغاز شد. در نیمه اول قرن بیستم ، کنترل ماشین آلات با استفاده از مدارهای متشکل از رله های الکترومکانیکی انجام می شد. تعداد زیاد کابل ها ، تعداد رله ها و فضای مورد نیاز برای کنترل خودکار فرایندهای ساده خود مشکل ساز هستند. گاهی اوقات هزاران رله برای کنترل قسمت کوچکی از روند کارخانه مورد نیاز است. تصور کنید که برای لحظه ای وارد دنیای ارل سرنوشت محور شوید. یا در برخی موارد ، افزودن خطوط تولید جدید به کارخانه. در نتیجه ، هر بار سیستم اتوماسیون باید وارونه شود. شکل زیر فقط این پیچیدگی را نشان می دهد.

مقدمات آموزش PLC
اتاق کنترل

در این مدارها ، هر رله با سیم پیچ مربوط به خود استفاده می شود. ابتدا ولتاژ به سیم پیچ وارد می شود. سپس ، با ایجاد یک نیروی مغناطیسی ، سوئیچ مربوطه به موقعیت باز یا بسته منتقل می شود. هنگامی که سیم پیچ قطع می شود ، سوئیچ آزاد می شود و به موقعیت اصلی و استاندارد خود باز می شود (باز یا بسته).

به عنوان مثال ، اگر قرار است راه اندازی یک موتور الکتریکی را کنترل کنیم ، کافی است یک رله در مسیر تأمین برق موتور نصب کنیم. به این رله رله برق گفته می شود. حال تصور کنید که قرار است فقط چند موتور روشن و خاموش را در یک کارخانه کنترل کنیم. بنابراین ، به چندین رله قدرت نیاز خواهیم داشت. از طرف دیگر ، اکنون به رله های جدیدی نیاز داریم که سیم پیچ رله قدرت را قبل از روشن شدن موتور تأمین کنند. پس از آن ، رله های دیگری (رله های کنترل) برای کنترل این سیم پیچ ها مورد نیاز است. این رله ها برای کنترل سوئیچ هایی هستند که موتور را خاموش و روشن می کنند. می توانید حتی جلوتر بروید و مسائل را بیش از پیش پیچیده کنید. توجه داشته باشید که تمام این پیچیدگی ها فقط به چند موتور الکتریکی مربوط می شد. احتمالاً می توانید قبل از PLC وضعیت کنترل ماشین را تصور کنید.

در سال 1968 ، PLC برای اولین بار در یک محیط صنعتی جایگزین مدارهای پیچیده رله شد. PLC به گونه ای طراحی شده است که مهندسان و تکنسین های کارخانه که از قبل با منطق رله و کنترل آشنا شده اند ، می توانند به راحتی آن را برنامه ریزی کنند. به همین دلیل ، PLC های اولیه فقط به زبان نردبان قابل برنامه ریزی هستند. زیرا این زبان شباهت زیادی به نمودار مدار کنترل عمومی داشت که همه مهندسان با آن آشنا بودند. در این زبان برنامه نویسی ، که به عنوان نمودار نردبان نیز شناخته می شود ، یک جریان الکتریکی از چپ به راست عبور می کند ، از رله های بسته عبور می کند ، سیم پیچ رله مربوطه را هدایت می کند. شکل زیر نمونه ای ساده از زبان منطقی نردبان را نشان می دهد.

مقدمات آموزش PLC

همانطور که در شکل قبلی مشاهده می کنید ، زبان منطقی نردبان شباهت زیادی به مدارهای کنترل ساده دارد: ورودی هایی مانند کلید ، دکمه ها و سنسورها در سمت چپ و خروجی ها در سمت راست نشان داده می شوند. توانایی نوشتن برنامه های پیچیده اتوماسیون به این زبان ساده زمینه را برای تبدیل مدارهای رله به سیستم های PLC فراهم کرد. بعداً ، با توسعه PLC ها و به دلیل محدودیت های زبان منطق رله هنگام نوشتن برخی مناطق ، زبانهای دیگری برای برنامه نویسی این سیستم های کنترل معرفی شدند که مهمترین آنها FD و STL است. اگرچه PLC های اولیه در حافظه و سرعت پردازش با محدودیت های زیادی روبرو بودند ، توسعه آنها سریع بود و به زودی کاستی های آنها برطرف شد. با رشد و گسترش PLC ها ، طراحی و اجرای اتوماسیون صنعتی آسان شده است.

PLC چگونه کار می کند؟

همانطور که گفتیم ، PLC یک رایانه کوچک صنعتی است که از ماژول های بهم پیوسته تشکیل شده است و برای کنترل خودکار فرایندها استفاده می شود. انتخاب و راه اندازی صحیح PLC پیش شرط توسعه هر سیستم اتوماسیون صنعتی موفق است. PLC از اجزای مختلفی تشکیل شده است که جدا از منبع تغذیه ، تقریباً همه چیز را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

پردازنده
ورودی
خروج

PLC کامپیوترهای پیچیده و قدرتمندی هستند ، اما توابع آنها را می توان به زبان ساده توضیح داد. بنابراین ، PLC ابتدا داده های ورودی را دریافت می کند. در مرحله بعدی ، او از پردازنده برای انجام عملیات منطقی روی ورودی ها استفاده می کند. سرانجام ، نتایج مورد نیاز را ایجاد می کند. نمودار جریان زیر این سه مرحله را به صورت شماتیک نشان می دهد.

مقدمات آموزش PLC

در ادامه این مقاله ، آموزش PLC و برای آشنایی کامل تر با مراحل PLC ، نمونه ای از سیستم کنترل ماشین ظرفشویی ارائه شده است.

نمای کلی سیستم کنترل ماشین ظرفشویی

ریزپردازنده به کار رفته در ماشین ظرفشویی به روشی مشابه سیستم کنترل PLC کار می کند. در اینجا همچنین می توان قطعات مختلف را به ورودی ، خروجی و پردازنده تقسیم کرد. ورودی های این سیستم کلیدهای بدنه ، سنسورهای آب و کلیدهای باز / بسته درب اتومبیل است. سیستم های اگزوز شامل شیرآلات ، عناصر گرمایشی و پمپ ها هستند. اکنون با انجام این مراحل نگاهی به نحوه استفاده از این قطعات در ماشین ظرفشویی خواهیم انداخت.

کاربر دکمه نوع شستشو (ورود) را فشار می دهد.
کاربر دکمه بارگیری (ورود) را فشار می دهد.
پردازنده بسته بودن درب ماشین را تأیید می کند (وارد شوید).
شیر آب برای پر شدن محفظه ماشین ظرفشویی باز می شود (فعال سازی پریز).
پردازنده منتظر می ماند تا آب به سطح مورد انتظار (سیگنال ورودی) برسد.
شیر بسته می شود و جریان آب خاموش می شود (فعال سازی و سپس غیرفعال شدن آزادسازی).
عنصر گرمایش روشن است (فعال سازی خروجی).
پردازنده منتظر می ماند تا دمای آب به سطح مورد انتظار (ورودی) برسد.
دریچه مواد شوینده باز می شود (فعال شدن خروجی).
پمپ آب روشن است (فعال شدن خروجی).
پردازنده زمان را با توجه به نوع شستشو انتخاب شده در مرحله اول (فعال سازی تایمر) محاسبه می کند.
پمپ آب خاموش است (خروجی قطع می شود).
عنصر گرمایش خاموش است (قطع سوکت).
شیر تخلیه باز می شود و آب کثیف از دستگاه خارج می شود (فعال شدن زهکشی).
پردازنده منتظر می ماند تا سطح آب به حداقل برسد (فعال سازی و سپس غیرفعال سازی ورودی).
شیر تخلیه بسته می شود (خروجی را فعال و سپس غیرفعال می کند).
برای شستشوی ظروف (فعال شدن نشت) شیر آب باز می شود.
پمپ آب روشن است (فعال شدن خروجی).
پردازنده زمان (فعال سازی تایمر) را محاسبه می کند.
پمپ آب خاموش است (غیرفعال می شود).
دریچه تخلیه باز می شود و آب از مرحله شستشو از دستگاه خارج می شود (فعال شدن آزاد سازی).
پردازنده منتظر می ماند تا سطح آب به کمترین سطح ممکن برسد (ورودی را فعال و سپس غیرفعال کنید).
شیر تخلیه بسته می شود (خروجی را فعال و سپس غیرفعال می کند).
عنصر گرمایشی روشن می شود تا هوای داخل دستگاه گرم شود و در نتیجه ظروف خشک شود (فعال شدن پریز).
پردازنده منتظر می ماند تا دمای داخل دستگاه به مقدار دلخواه برسد (فعال شدن ورودی).
پردازنده زمان (فعال سازی تایمر) را محاسبه می کند.
عنصر گرمایش خاموش است (روشن می شود و سپس سوکت خاموش می شود).

نمودار تمام این مراحل را می توان در شکل زیر نشان داد.

مقدمات آموزش PLC
ماژول‌های ورودی و خروجی (Input/Output)

در مثال قبلی ، نحوه اتصال ورودی ، پردازنده و خروجی در یک سیستم واقعی را یاد گرفتیم. ورودی و خروجی معمولاً به صورت I / O خلاصه می شود. در مثال ماشین ظرفشویی ، تمام ورودی ها گسسته یا دیجیتال بودند. یعنی فقط دو مقدار را می توانیم اختصاص دهیم: صفر (خاموش یا خاموش) و یک (خاموش یا روشن). متداول ترین نوع ورودی و خروجی در PLC ، نوع مونو دیجیتال است. همانطور که می دانید ، در همان مثال ، ما می توانیم از مقادیر آنالوگ برای اندازه گیری دما یا سرعت باز شدن شیر استفاده کنیم. یعنی به جای دو موقعیت کاملاً بسته و کاملاً باز برای شیرآلات ، موقعیتی مانند باز در 20٪ یا بسته در 80٪ داریم. در واقع PLC ها همیشه با طیف وسیعی از ورودی و خروجی دیجیتال و آنالوگ سروکار دارند و هر دو این ارزش ها از اهمیت بالایی برخوردار هستند. در این آموزش PLC ، کمیته های آنالوگ برای سادگی حذف شده اند.

در مقاله های بعدی ، که برای آموزش PLC جمع آوری خواهد شد ، در مورد ورودی ها و خروجی های آنالوگ نیز بحث خواهیم کرد. زیرا در نمونه ها و سیستم های زندگی واقعی ، ما با هر دو نوع آنالوگ و دیجیتال سر و کار خواهیم داشت. اکنون باید تا حدودی با ماهیت PLC و تاریخچه آنها آشنا باشید. اجزای اصلی سیستم PLC را شناسایی کرده و می توانید نحوه کار آنها را به طور خلاصه توضیح دهید.

منبع: فرادرس

دیدگاه بگذارید