مقاله سیستم کنترل PLC

اختصاصی از یارا فایل مقاله سیستم کنترل PLC دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:57

فهرست مطالب:
سیستم کنترل و PLC :    1
1-2- سیستم های کنترل    1
1-2-1- ساختار سیستم های کنترل    3
سیستم نامتمرکز هوشمند برای خودکار سازی کارخانه ها ( DCS ):    4
کنترل کننده PLC    5
آشنایی با کنترل کننده PLC:    5
اجزاء PLC:    6
-4کارت خروجی AO80B:    10
زبانهای برنامه سازی PLC:    12
ارتباط PLC با دستگاهای تولید:    13
فصل دوم : برق    14
دستورالعمل های کابل کشی :    16
سیستم ارت :    18
مشخصات برقی فنی دستگاه رکتیفایر:    26
آشنایی کلی با باطری و شارژر:    28
قطع اضطراری دستگاه:    32
مشخصات فنی باطری    36
حفاظت ها    38
اصطلاحات ابزار دقیق ( کنترل ):    42
سطح سنج:    47
شیرآلات    53
کالیبراسیون    55
طریقه کالیبره کردن تجهیز:    56

سیستم کنترل و PLC :

1- گذرگاه یا مسیر عمومی ( Bus )

Bus در لغت به معنی اتوبوس یا وسیله حمل و نقل بوده، در اصطلاح کامپیوتری وسیله ای است که حمل و نقل عمومی داده ها را بر عهده دارد.

در این گذرگاه، قسمتی که حمل و نقل و جابجایی اطلاعات را بر عهده دارد دیتاباس ( data bus ) می نامند و به قسمتی از مسیر عمومی که جابجایی آدرس ها را بر عهده دارد آدرس باس ( address bus ) گفته می شود.

این گذرگاه مجموعه ای از خطوط سخت افزاری است که جهت انتقال داده ها بین اجزای یک سیستم کامپیوتری مورد استفاده قرار می گیرد.

به عبارت دیگر، گذرگاه ، یک مسیر مشترک است که بین بخشهای مختلف سیستم از جمله ریزپردازنده، حافظه و درگاههای ورودی خروجی ( I/O ) و دیگر قسمتها ارتباط برقرار می نماید.

1-2- سیستم های کنترل

در سالهای اخیر، سیستم های کنترل اهمیت فزاینده ای در توسعه و پیشرفت تکنولوژی جدید یافته اند. هر یک از جنبه های فعالیت روزمره ما عملاً تحت تأثیر نوعی سیستم کنترل قرار دارد. مثلاً در محدوده زندگی فردی، کنترل کننده های خودکار در سیستم های تهویه مطبوع، دما و رطوبت هوای خانه ها و ساختمان ها را در حد مطلوب نگاه می دارند.

سیستم های کنترل در تمام بخشهای صنعت نظیر کنترل کیفیت محصولات، خط مونتاژ خودکار، کنترل ماشین ابزار، تکنولوژی فضایی و سیستم های نظامی، کنترل کامپیوتری، سیستم های حمل و نقل، سیستم های قدرت، آدمهای ماشینی و در موارد بسیار دیگری، به فراوانی یافت می شوند. صرف نظر از این که چه نوع سیستم کنترلی در اختیار داریم، سه بخش اساسی را می توان در آن مشخص کرد:

• خواسته های ما از سیستم کنترل
• اجزای سیستم کنترل
• نتایج

در شکل 4-1 ( الف ) ارتباط اساسی میان این سه بخش به شکل نمودار بلوکی نمایش داده شده است. همان طور که در شکل 4-1 ( ب ) دیده می شود این سه بخش اساسی با عناوین ورودی ها، اجزای سیستم و خروجی ها که اصطلاحات علمی تری هستند نیز شناخته می شوند.

به طور کلی، هدف سیستم های کنترل این است که خروجی های c را به شیوه از پیش تعیین شده ای به وسیله ورودی های u از طریق اجزای سیستم، کنترل کند. ورودی های سیستم کنترل، سیگنال های تحریک و خروجی های آن، متغیرهای تحت کنترل نیز نامیده می شوند.

با عنوان مثال با ثابت نگه داشتن متغیرهای زیر می توان فرآیند شیمیایی موجود در شکل( 4-2) الف را کنترل نمود.

• فشار هوای درون مخزن و شیر اطمینان ( SAFETY VALVE , PRESSURE )
• درجه حرارت سیال داخل مخزن ( TEMPERATURE )
• مقدار آب خنک کننده (COOLING WATER )
• زمان (TIME )

شکل: یک فرآیند شیمیایی تحت کنترل و موارد مهم در کنترل آن

1-2-1- ساختار سیستم های کنترل

سیستم های کنترل از لحاظ ساختاری به دو بخش زیر تقسیم می شوند.

الف) سیستم های کنترل حلقه باز ( open Loop)

ب) سیستم های کنترل حلقه بسته ( Closed Loop )

الف ) سیستم های کنترل مدار باز (open Loop)

در این گونه سیستم ها که در شکل 1-4 ( الف ) نشان داده شده است خواسته های ما از عملکرد آن به خوبی برآورده نمی شود و تنها به دلیل سادگی و اقتصادی بودن سیستم های کنترل مدار باز، در بسیاری موارد می توان آنها را در حال کار یافت.

ماشین لباسشویی مثال بارزی از یک سیستم کنترل مدار باز است. زیرا عموماً مدت زمان شستشو از طریق قضاوت و تخمین فرد استفاده کننده تعیین می شود. یک ماشین لباسشویی خودکار باید بتواند دائماً میزان تمیزی لباسهای در حال شستشو را بررسی کند تا هر زمان که به اندازه کافی تمیز شدند، به طور خودکار خاموش شود.

همان طور که در شکل 4-3 ( الف ) نشان داده شده است، اجزای یک سیستم کنترل مدار باز را معمولاً می توان به دو دسته تقسیم نمود. کنترل کننده و فرآیند تحت کنترل. یک فرمان یا سیگنال ورودی r به کنترل کننده اعمال می شود، خروجی کنترل کننده به عنوان سیگنال تحریک u، فرآیند را کنترل می کند به نحوی که متغیر تحت کنترل c بر اساس استانداردهای از پیش تعین شده ای عمل کند.

قسمتهای مختلف یک سیستم کنترل مدار باز

بلوک دیاگرام ساده یک سیستم کنترل اتوماتیک

سیستم نامتمرکز هوشمند برای خودکار سازی کارخانه ها ( DCS ):

فن آوری مربوط به کاربرد سیستم های کنترل در خودکار سازی کارخانه ها در دو ضمینه مهم پیشرفت کرد. دلیل اصلی این پیشرفتها علاقه برای کاهش هزینه و افزایش تولید بود.

این دو پیشرفت مهم عبارتند از جایگزینی وسایل سیمکشی رایج با محرکها و حسگرهای هوشمند مبتی بر شبکه های باس، جایگزینی PLC با رایانه شخصی. همان گونه که PLC ها جایگزین رله ها شده اند.

DCS :

DCS سیستم کنترل برای خودکار سازی کارخانه هاست که امکان ارتباط مجموعه کامل تولید به باس را فراهم می کند این سیستم شامل ورودی ها و خروجی های دیجیتال و آنالوگ، حسگرها و رله ها، صفحات نمایشگر محرکها PLCها رایانه ها و غیره است این سیست را شرکت هانیبل طراحی کرد اما سازندگان دیگری نیز وجود دارند بر خلاف سیستم کنترل رایج که لازم آن انجام کابل کشی های فراوان به وسایل مربوطه است در سیستم نامتمرکز همه وسایل صرفاً با دو زوج کابل به هم تابیده به سیستم وصل می شوند.

دو سیم کابل برای ارتباطات و دو سیم برای تغذیه مدارات داخلی به کار می روند هر وسیله یک مرکز هوشمند درونی و یک آدرس منحصر به فرد در باس است.

مزایای این روش در کاهش هزینه ها:

• کاهش زمان طراحی
• کاهش وسایل سخت افزاری
• کاهش زمان نصب
• کاهش زمان راه اندازی در کارگاه
• و باز افزایش انعطاف پذیری. ( توانایی ایجاد تغییرات در برداشتن و افزودن وسایل سخت افزاری )

کنترل کننده PLC

مقدمه:

امروزه با پیشرفت تکنولوژی حالت جامد و روی کار آمدن ریزپردازنده ها سیستمهای کنترل صنعتی نیز دست تحولات چشمگیری گردیده اند به طوری که می توان گفت قطعات تجهیزاتی که اخیرا در مدارهای کنترل فرایندهای صنعتی به کار برده می شوند با تجهیزاتی به کار برده شده در مدارهای 15 سال گذشته تفاوت فراوانی دارند. این تفاوتها ناشی از به کارگیری تجهیزات الکترونیکی می باشد. در کمتر از دو دهه اخیر یکی از زمینه های تحول کنار گذاشتن مدارهای رله کنتا کتوری و استفاده از کنترل کننده های قابل برنامه ریزی منطقی (PLC ) به جای آنها بوده است.

بنابراین باید گفت استفاده از مدارهای رله کنتا کتوری در پروسه های صنعتی بزرگ تقریباًٌ منسوخ گردیده است به دنبال این تحول در کشور ما نیز در بسیاری از کارخانه ها به خصوص آنهایی که از سالهای 1980 به بعد نصب و راه اندازی گردیده اند. همچنین در صنایع قدیمی تر نیز ماشین آلات جدید با کنترل PLC رفته رفته جانشین ماشین آلات قدیمی می شوند.

در ضمن در مراکز صنعتی نوعی کمبود اطلاعات پایه و کاربردی در ضمینه کنترل کنده ها احساس می شود.

آشنایی با کنترل کننده PLC:

در صنایع تولیدی همواره به سیستم کنترل فرایند نیاز داریم تا با هزینه کمتر و کارائی بیشتر بیشتر محصول با کیفیتی بهتر تولید شود

این امر به تکامل تدریجی سیستم خودکار انجامیده است پیشرفت های حاصل در الکترونیک، و به ویژه میکروالکترونیک در اوایل دهه 70 باعث انقلابی در صنایع کوچک وبزرگ از کارگاه شرینی سازی تا صنعت اتومبیل سازی، شده است .

برای اطمینان از کارکرد یک کارخانه یا دستگاه، باید آن را برنامه ریزی و کنترل کرد.

در اوایل دهه 1960، همگام با ورود محصولات جدید به بازار، تکامل و بهبود بسیاری از فرایندهای صنعتی بزرگ و خطوط صنعتی بزرگ و خطوط تولید به ضرورتی بدل شد این کار با مشکلاتی همراه بود مثلا برای تطبیق با خطوط تولید جدید باید تابلوهای بزرگ مجددا سیم بندی می شدند که کاری هزینه بر و زمان بر بود.

پیشرفت فناوری رایانه ای در کاربردهای صنعتی منجر به ظهور کنترل کننده های PLC شد که جای رله ها،........ نامجتمع را گرفت اساس زبان برنامه نویسی همان فن اشنای نمودار نردبانی است مزیت این فن برنامه نویسی در آن است که تکنیسین ها می توانند تجهیزات تولید را در زمان کوتاهی مجددا برنامه نویسی کنند.

PLC: ( PROGRAMMABLE   LOGIC   CONTROLLER )

تعریف:

به زبان ساده PLC کامپیوتری است که برای اتوماسیون و کنترل طراحی شده است و برنامه ( برنامه کنترل ) خاصی را اجرا می کند.

• ویژگی: PLC مشابه به سیستمهای کنترل نرم افزاری دارای انعطاف پذیری در تغییر برنامه کنترل است.
• منبع تغذیه:

اجزاء PLC:

مدول منبع تغذیه برق رسانی به تمام وسایل سیستم به کار می رود و مقادیر معمول آن 24 ولت و 110 مستقیم و 230 ولت متناوب است.

• واحد پردازش مرکزی:

همان CPU است یعنی دستگاهی که تمام کارکردها را با ترتیبی درست کنترل می کند.

• واحد حافظه:

1-3 حافظه فقط خواندنی:

فقط خواندنی ROM را سازنده برنامه نویسی می کند و حافظه غیر فراری است که برنامه و داده های سیستم عامل در آن قرار می گیرد.

2-3 حافظه RAM:

در این حافظه امکان خواندن و نوشتن وجود دارد و فرار است و دادها را می توان حین کار با PLC اصلاح و ذخیره کرد.

3-3 حافظه فقط خواندنی و تغییرپذیر EEPROM:

حافظه فقط خواندنی و تغییر پذیر EEPROM مشابهه ROM است اما با جریان الکتریسته مجددا قابل برنامه نویسی است.

برنامه کنترلی در این واحد قرار می گیرد.

4-3 واحد ورودی و خروجی:

ورودی و خروجی مدارها به کمک سیستم باس داخلی به CPU وصل می شود تعداد ورودی و خروجی های PLC متفاوت است.

با توجه به نوع حافظه به کار رفته در سخت افزار PLC نحوه پروگرام کردن آن متفاوت است مثلاً اگر از SRAM استفاده نماییم اصولاً از طریق آدرس تراشه در آن می خوانیم و می نویسیم در این صورت SRAM را به صورت برق و باطری پشتیبانی می نماییم.

اجزاء PLC:

به عنوان یک مثال کاربردی سیستم یک PLC کنترونیک را در نظر می گیریم:

اجزاء متشکله این سیستم از یک RACK بانضمام کارتهایی که مجموعه PLC را تشکیل می دهند. که به آنها می پردازیم:

• کارت ورودی دیجیتال DI320A :

این کارت سیگنالهای رسیده از فرایندها را به سیگنالهای مورد قبول PLC تبدیل می کند و وضعیت سیگنال ها توسط LED دیده می شود.

به طور کلی ادرس هر مدول ( کارت ) ورودی توسط تعدادی DIP سویچ تنظیم می شود.

سطح ولتاژ ورودی 0 تا 24 ولت بوده و به صورت نوری از بقیه اجزاء PLC ایزوله می گردد.

این مدول دارای 32 ورودی دیجیتال بوده و جریان مصرفی در حالت 24 ولت 10 میلی آمپر است.

• کارت خروجی دیجیتال DO320A:

سطح سگنالهای داخلی PLC را به 24 ولت می رساند و باز به طریق نوری از باقی اجزاء PLC ایزوله می گردد.

• کارت ورودی آنالوگ AI160B:

کارت ورودی انالوگ فوق سیگنالهای پیوسته انالوگ رسیده از فرایندها را به مقادیر دیجیتال قابل استفاده توسط PLC تبدیل می کند.

کارت فوق دارای 16 کانال بوده که هر دسته هشتایی آن به صورت مجزاء نسبت به سایر اجزاء PLC ایزوله شده است.

ورودی های استاندارد 0 و 10 ولت و 4 الی 20 میلی آمپر است.

کاربردها:

• مانیتورینگ فرایندها و کنترل.
• اندازه گیری مقادیر فیزیکی مثل حرارت و فشار.

-4کارت خروجی AO80B:

اطلاعات در سطح PLC دریافت نموده و انالوگ می کند. دارای 8 خروجی انالوگ 12 بیتی می باشد.

تنظیم ادرس کارتهای ورودی و خروجی:

تنظیم ادرس کارتهای ورودی و خروجی توسط جامپرها انجام می شود. ادرسهای 0 تا 31 جهت کارتهای دیجیتال 0/1 در نظر گرفته می شوند و به صورت اتوماتیک توسط CPU 80C خوانده شده و در P/O قرار می گیرد.

دستور عملهای خواندن از 1/0:

دستور عملهای L و T خواندن از حافظه و نوشتن در آن را انجام می دهد برای مثال دستور

L             IB         5

بابت 5 از ورودی را از منطقه PII به اکمولیتور منتقل می کند.

گاهی لازم است مستقیم از 1/0 بخوانیم و یا در آن بنویسیم دستورات IN و OUT که به صورت بایتی و هم به صورت WORD عمل می کنند.