دانلود پاور پوینت مفهوم كنترلرهاي قابل برنامه‌ريزي PLC

مفهوم كنترلرهاي قابل برنامه‌ريزي PLC در سيستم‌هاي اتوماسيون وظيفه اصلي كنترل بر عهده PLCاست كه با گرفتن اطالعات از طريق ترمينالهاي ورودي ،وضعيت ماشين را حس كرده و نسبت به آن پاسخ مناسبي براي ماشين فراهم مي‌كند .امكان تعري ف م دهاي مختل ف ب راي ترميناله اي ورودي/خ روجي ي ك ،PLCاین امكان را فراهم كرده تا بتوان PLCرا مستقیما به المانهای دیگر وصل كرد .عالوه بر این PLCشامل یك واحد پردازشگر مركزی( )CPUنیز هست ،كه برنامه كنترلی مورد نظر را اجرا می‌كند .این كنترلر آنقدر قدرتمند است كه می‌تواند هزارها I/Oرا در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر /كانتر را كنترل نماید .همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی ،از سیستم كنترل ماشین‌هایی با چند I/Oكه كار ساده‌ای مثل تكرار یك سیكل كاری كوچك انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مكان‌یابی را كنترل نمود .این سیس تم می‌توان د ب دون نی از ب ه س یم‌بندی و قطع ات ج انبی و فق ط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید. زمان پاسخ‌گويی ‏این زمان بستگی به سرعت پردازش CPUمدل انتخاب شده PLCو طول برنامه كاربر دارد .از یك میكرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد .مثال در مواقعی كه I/Oاز سیستم اصلی دور باشد ،چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیس تم دورت ری هس تیم در نتیج ه زم ان اس كن زی اد می‌ش ود .همچ نین م انیتور ك ردن برنام ه كن ترلی اغلب ب ه زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPUكنترلر مجبور است وضعیت كنتاكتها ،رله‌ها ،تایمر‌ها و ...را روی CRTیا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد. قطعات ورودی هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLCدر خوان دن س یگنالهای ارس الی از ان واع ورودی‌ه ا ،دس تی ،اتوماتی ك و حس‌گره ای خودك ار می‌باش د .قطع ات ورودي نظ یر شس تی‌های استارت /استوپ ،سوییچ‌ها ،میكرو‌سوییچ‌ها ،سنسورهای فتوالكتریك، ، proximity ، level sensorترموكوپ ل PT100 ،و PLC ...از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات ،تشخیص رنگ ،تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم ،تست كردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر ،استفاده می‌كند. سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ ،كه در هر صورت ورودی‌ه ای PLCرا ت وان در م دهای مختل ف تنظیم و م ورد اس تفاده قرار داد. قطعات خروجی ‏همانطوری كه می‌دانید یك سیستم اتوماسیون شده بدون داشتن قابلیت اتصال به قطعات خروجی از قبیل سیم‌پیچ، موتور ،اینورتر ،شیربرقی ،هیتر و ...كامل نخواهد بود. قطعت خروجی نحوه عملكرد سیستم را نشان می‌دهند و مستقیما تحت تاثیر اجرای برنامه كنترلی سیستم هستند در خروجی‌ه ای PLCن یز م دهای مختلفی ب رای اعم ال سیگنال به المانهای خروجی وجود دارد. نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ريزی ()PLCدر اتوماسيون صنعتی ‏در ی ك سیس تم اتوماس یون PLC ،بعن وان قلب سیس تم كنترلی عمل می‌كند .هنگام اجرای یك برنامه كنترلی كه در حافظ ه آن ذخ یره ش ده اس ت PLC ،هم واره وض عیت سیستم را بررسی می‌كند .این كار را با گرفتن فیدبك از قطع ات ورودی و سنس ورها انج ام می‌ده د .س پس این اطالعات را به برنامه كنترلی خود منتقل می‌كند و نسبت به آن در مورد نحوه عملكرد ماشین تصمیم‌گیری می‌كند و در نه ایت فرمانه ای الزم را ب ه قطع ات و دس تگاههای مربوطه ارسال می‌كند. مقايسه تابلوهای كنترل معمولی با تابلوهای كنترلی مبتنی بر PLC مروزه تابلوهای كنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی كمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند .چرا كه معایب زیادی دارند .از آنجا كه این نوع تابلوها با رله‌های الكترو‌مكانیكی كنترل می‌شوند ،وزن بیشتری پیدا می‌كنند، سیم‌كشی تابلو كار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌كند .در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشكل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات الزم در هر سال و یا بروز كردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طوالنی متوقف نمود كه این امر مقرون به صرفه نخواهد بود .ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است. با بوج ود آم دن ،PLCمفه وم كن ترل و ط راحی سیس تم‌های كن ترلی بط ور بس یار چش مگیری پیش رفت ك رده اس ت و اس تفاده از این كنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد .كه به برخی از این موارد در زیر اشاره كرده‌ایم .كه با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLCبا سایر سیستم‌های كنترلی پی برد:  سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا ٪80 كاهش می‌یابد. از آنجاییكه PLCتوان بسیار كمی مصرف می‌كند ،توان مصرفی بشدت كاهش پیدا خواهد كرد. توابع عیب یاب داخلی سیستم ، PLCتشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌كند. برعكس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های كنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه كنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم ،بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این كار را انجام می‌دهیم .در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندكی صرف انجام اینكار خواهد شد. در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLCنیاز به قطعات كمكی از قبیل رله ،كانتر ،تایمر ،مبدل‌های A/Dو D/Aو ...بسیار كمتر شده است .همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی ،پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری كاسته شود. از آنجاییكه سرعت عملكرد و پاسخ‌دهی PLCدر حدود میكرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است ،لذا زمان الزم برای انجام هر سیكل كاری ماشین بطور قابل مالحظه‌ای كاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و باال رفتن بازدهی دستگاه می‌شود. ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار باال تر از ماشین‌های رله‌ای است. وقتی توابع كنترل پیچیده‌تر و تعداد I/Oها خیلی زیاد باشد ،جایگزین كردن PLC بسیار كم‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود. تصویر زیر دیاگرام کلی یک سیستم PLCرا نشان می دهد .ب ه ط ور کلی در سیس تم آمریک ایی (ش بکه ه ای توزی ع) ب رای توزی ع ب رق ب ه 10مص رف کنن ده نه ایی از ی ک ترانس فرمر توزی ع اس تفاده می ش ود ک ه این ام ر توان ایی ایج اد و اس تفاده از ش بکه ه ای توزی ع کوچک تر را ف راهم میس ازد .در مقاب ل در اروپ ا و آس یا ،اغلب ترانس فرمر های توزیع 100تا 200مصرف کننده نهایی را تغذیه می کنند . شرح کار PLC (Power Line )Carrier ‏در سیستمهای PLCاطالعات ارسالی به صورت Single Side-Band SSBمدول ه ش ده و در پهن ای بان د Khz 4ارس ال میگردد.بس ته ب ه ن وع ک اربرد پهنای باند Khz 4به کانالهای فرعی تقسیم شده و در هر کانال ،اطالعات مربوط به یک سیگنال گنجانیده میشود انواع تکنولوژی PLC ( Indoorدرون خانه ) ‏در این نوع تجهیزات PLCهمان سیم کشی قدرت الکتریکی داخل خانه است که به عنوان واسط انتقال به کار می روند ،این تکنیک در اتوماسیون خانگی به منظور کنترل از راه دور لوازم منزل و نیز روشنایی بدون نیاز به نصب هیجگونه سیم های کنترلی اضافی به کار می رود .یک سیستم اتوماسیون خانگی X10برای مخابرات خط قدرت از نقطه ولتاژ ( zero ) crossingدر موج ACاستفاده می کند. این سنسور به صورت دو packمجزای گیرنده و فرستنده موجود می باشد.این دو سنسور به صورت یک پک( )packواحد نیز وجود دارد. فرکانس تولید شده توسط این سنسور 40کیلو هرتز می باشد.به شماتیک درونی این سنسور در شکل زیر توجه کنید. نقشه مدار ‏در این م دار ب ه ن وع خازنه ا توج ه کنید.س ه ن وع خازن مولتی الیر ،الکترولیت و سرامیکی مورد استفاده قرار گرفته است.همانطور که در نقشه مالحظ ه می کنی د،.این خازنه ا ب ا ح روف اولش ان مش خص هس تند c.نمای انگر خ ازن س رامیکی m ، نمای انگر خ ازن م و ل تی الی ر و Eنمای انگر خ ازن الکترولیت است. ساختمان مدار پل وتستون همانگونه که در شکل دیده می‌‌شود ،مدار پل وتستون از چهار مقاومت R4 , R3 , R2 , R1تشکیل شده است .اساس کار مدار پل وتستون اینگونه است که ولتاژ ورودی به دو قسمت تقسیم می‌‌شود .جریان خروجی از هر دو ولتاژ تقسیم شده ،تشکیل می‌‌گردد .در فرم کالسیک مدار پل وتستون یک گالوانومتر (ماده بس یار حس اس ب ه جری ان مس تقیم) در بین ورودی و خ روجی ود. می‌‌ش ب نص اژ ولت اگر ولت اژ تقسیم شده به گونه‌ای باشد که دقیقا نسبت = R2 R3 R4/R1برق رار باش د ،در این ص ورت گفت ه می‌‌ش ود ک ه پ ل در ح الت تع ادل اس ت .در این ص ورت گ الوانومتر هیچ جری انی را نش ان نمی‌‌ده د .اگ ر چنانچ ه یکی از مقاومته ا ،ح تی ب ه ان دازه بسیار کوچک ،تغییر کنند ،در این صورت تعادل به هم خورده و عقرب ه گ الوانومتر جری انی را نش ان می‌‌ده د .پس گ الوانومتر مقیاسی برای نشان دادن شرط تعادل است. طرز کار پل وتستون فرض کنید یک ولتاژ dcبه اندازه Eبه مدار پل اعمال شود. در اینجا نیز یک گالوانومتر برای نشان دادن شرط تعادل بین دو نقط ه ولت اژ ورودی و خ روجی نص ب ش ده اس ت .مق ادیر مقاومتهای R1و R3دقیقا معلوم هستند ،اما R2یک مقاومت متغ یر اس ت ک ه ب ه راح تی قاب ل تغی یر اس ت .بج ای R4ی ک می‌دهیم ،ق رار داده ‌ مق اومت مجه ول ک ه آن را ب ا Rxنش ان ی‌شود و مقاومت متغیر R2به شده است .ولت اژ Eاعمال م ‌ ی‌شود که گالوانومتر جریانی را نشان ندهد. گونه‌ای تنظیم م ‌ بن ابراین ب ا توج ه ب ه اینک ه مق ادیر مقاومته ای R_1و R_3 معلوم هستند و R2را نیز خودمان تغییر داده‌ایم ،لذا از رابطه می‌ش ود .در ‌ Rx = R2 R3/R1مق دار مق اومت مجه ول تع یین ص ورتی ک ه ه ر چه ار مق اومت یکس ان باش ند ،م دار خیلی حساس خواهد بود .در هر صورت مدار پل و تستون در هر ی‌کند. حالت بسیار عالی کار م ‌