ساختمان داخلی PLC
از آنجائی که یک PLC مجری برنامه ای است که به آن داده می شود، طبعتاً ساختمان داخلی آن تا حدودی شبیه ساختمان داخلی یک کامپیوتر خواهد بود.
شکل (2-1) بلاک دیاگرام ساختمان داخلی، یک PLC نمونه ساخت زیمنس را نشان می دهد.
قسمت اصلی در یک PLC ریزپردازنده (CPU) می باشد، خواننده ممکن است با ریزپردازنده ها آشنایی قبلی داشته باشد، و برای خوانندگانی که با ریزپردازنده ها آشنایی ندارند نیز جای نگرانی نیست، چرا که تعریف ساده زیر را در این مورد بخصوص ارائه می دهیم:
«ریزپردازنده یک آی سی است که به کمک یک سری مدارات جانبی دیگر قادر است توابع منطقی را با توجه به برنامه داده شده به آن اجرا نموده و نتایج خوبی را به خروجی ها ارسال نماید.»
قسمت مهم دیگر در یک PLC قسمت حافظه است، برنامه کنترل را که PLC اجرا می کند می بایستی از پیش در حافظه PLC نوشته و ضبط کنیم، به طوری که CPU به آن دسترسی داشته و همواره آن را اجرا نماید.
حافظه PLC معمولاً از دو قسمت تشکیل شده است:
یک قسمت در دسترس استفاده کننده بوده و مخصوص نوشتن برنامه کنترل می باشد، این قسمت قابل پلک کردن و تغییر است، و معمولاً از نوع (RAM) می باشد.
قسمت دیگر، حافظه سیستم است که مربوط به نحوه عملکرد مدارات داخلی PLC می باشد و معمولاً استفاده کننده از PLC سر و کاری با آن نداشته و توسط کمپانی سازنده پر می شود. این قسمت به راحتی قابل پاک کردن و تغییر نیست و معمولاً از نوع EPROM یا EEPROM می باشد.
بلوک بعدی در یک PLC مربوط به قسمت ورودی ها و خروجی های کنترل کننده منطقی است. این PLC دارای 20 ورودی است که بر حسب نیاز همه یا تعدادی از آنها می توانند مورد استفاده واقع شوند، وجود ولتاژ 24 ولت DC، در یک ورودی به منزله وجود فرمان منطقی (1=I) در آن ورودی است، هر یک از ورودی ها از نظر CPU آدرس مخصوص به خود دارند و CPU هنگام اجرای برنامه بر حسب نیاز به آنها مراجعه می کند.
جهت حفاظت مدارات داخلی PLC و جلوگیری از نویزهائی که معمولاً در محیط های صنعتی وجود دارند، ارتباط ورودی ها با مدارات داخلی PLC توسط کوپل کننده های نوری (OPTO COUPLER) انجام می گردد، که در این مورد در بخش های بعدی توضیحات بیشتری خواهیم داد.
این PLC دارای 12 خروجی است، خروجی ها نیز از نظر CPU دارای آدرس معینی می باشند، خروجی ها مطابق شکل (2-2) به صورت کنتاکت هایی ایزوله از مدارات داخلی هستند و همگی دارای سر مشترک می باشند و استفاده کننده می تواند فرمان خروجی را بین 24 ولت DC تا AC220 انتخاب نماید.
امروزه PLC ها را به لحاظ حجم حافظه اختصاص داده شده به برنامه استفاده کننده و همچنین تعداد بیت های ورودی و خروجی به چهار دسته تقسیم بندی می کنند، (البته این تقسیم بندی غیر رسمی بوده و مورد قبول پاره ای از سازندگان نمی باشد). این چهار دسته عبارتند از:
1- میکرو
2- کوچک (MINI)
3- متوسط
4- بزرگ
)بیت) I/O حافظه (بایت)
64 تا 512 MICRO
128 تا K 4-512 کوچک
512 تا K 24-4 متوسط
512 > K 24 > بزرگ
انجام عملیات منطقی در بسیاری از موارد ممکن است توام با شمارش یا زمان سنجی باشد، مثلاً برای خاموش کردن یک موتور ممکن است بگوئیم:
«اگر فرمان خاموش شدن توسط اپراتور صادر شد، آنگاه ده ثانیه بعد موترو را خاموش کن.» به همین منظور در یک PLC تعدادی شمارنده (CONTERS) و تایمر (TIMERS) پیش بینی شده است که هر یک از نظر CPU شمارة مخصوص به خود را دارند، مثلاً T2 یعنی تایمر شماره 2 و C4 یعنی شمارنده شماره 4 در این PLC هشت شمارنده (C0-C7) و هشت تایمر (T0-T7) موجود است.
پرچم ها (FLAGS)
فلگها، حافظه های موقتی هستند که CPU هنگام اجرای برنامه از آنها برای یادداشت نتایج منطقی و یا حالت سیگنالها استفاده می نماید. درست مانند وقتی که شما دو عدد چند رقمی را با هم جمع می کنید، و ده بر یک به وجود می آید، ده بر یک را گوشه ای می نویسید تا در جمع دو رقم بعدی آن را وارد نمائید. این PLC دارای 128 فلگ می باشد.
تغذیه:
برای کارکرد مدارات داخلی PLC ولتاژ 5 ولت تثبیت شده DC، از تغذیه ورودی (220-240V AC) تولید می شود. همچنین ولتاژ V24DC جهت تأمین تغذیه ورودی ها تهیه می گردد.
قسمت هایی که از آنها نام بردیم با به کارگیری تکنولوژی مدارهای مجتمع به گونه ای کم حجم و قابل اطمینان مونتاژ می شوند به طوری که حجم PLC حاصل از حدود cm10×17×26 تجاوز نمی کند بعلاوه جعبه PLC نسبت به نفوذ رطوبت و انواع گرد و غبار که در محیط های صنعتی موجود است مقاوم می باشد. در عین حال تهویه طبیعی نیز به خوبی انجام می گردد.
این PLC در دماهای به خوبی کار می کند و در کشتی ها و ماشین های متحرک نیز از آن استفاده شده است.
2-2) PLC چگونه کار می کند؟
در بخش پیش با PLC و قسمتهای تشکیل دهنده آن بطور کلی آشنا شدیم. در این بخش دیدگاه خود را وسعت داده، و جزئیات بیشتری را ارائه می نمائیم.
عملکرد کلی یک PLC را می توان مطابق شکل (2-3) نمایش داد. با روشن شدن PLC ابتدا حالت کلیه ورودی ها (1 یا 0 = I) توسط ریزپردازنده خوانده می شود، آنگاه برنامه کنترل که قبلاً در حافظه نوشته شده است، توسط ریزپردازنده سطر به سطر خوانده می شود و توابع منطقی برنامه کنترل محاسبه می گردند، سپس نتایج حاصل بطور یک جا به خروجی ها اعمال شده و دوباره سیکل دیگری شروع می شود و این کار مداوم تکرار می گردد.
برنامه کنترل چگونه نوشته می شود؟
می دانیم در کنترل منطقی با یک سری اطلاعات یا فرمانهای ورودی سر و کار داریم و با توجه به آنها می بایست در صورت برآورده شدن شرایط منطقی مورد نظر، فرمانهای مشخصی صادر گردد.
ورودی ها از سوی سیستم تحت کنترل به PLC ارسال می گردند و خروجی ها (یعنی فرمانهای لازم) نیز توسط PLC به سیستم تحت کنترل اعمال می شوند، آنچه که می ماند بیان شرایط منطقی یا منطق کنترل است که بایستی توسط استفاده کننده به PLC داده شود.
برنامه کنترل ابتدا در دستگاهی به نام برنامه ریز (PROGRAMMER) که به اختصار (PG) نامیده می شود، نوشته شده و آنگاه در PLC بار (LOAD) می گردد، در فصل پنجم در مورد برنامه ریزها و نحوه بار کردن برنامه صحبت خواهیم کرد. شکل (2-4) نحوه اتصال یک برنامه ریز دستی به یک PLC ساخت کمپانی omron را نشان می دهد.
سازندگان مختلف PLC ها برای برنامه ریزی، زبانهای گوناگونی را ابداع نموده اند که عملاً تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. مثل FST، S5، Allen Brad ley، Omron
خواننده با یادگیری یکی از این زبانها می تواند زبانهای دیگر را به راحتی درک و از آن استفاده کند. در اینجا ما برای بیان نحوه نوشتن برنامه، زبان STEP-5 را که باختصار S5 نامیده می شود، انتخاب نموده ایم و تاکید می نمائیم که این زبان از نظر اصول نفاوت چندانی با زبانهای دیگر ندارد.
2-3) زبان STEP-7
این زبان جهت برنامه ریزی PLC های ساخت زیمنس، و توسط همین شرکت ابداع گردیده است. در این زبان برنامه کنترل می تواند به سه شکل نمایشی مختلف نوشته شود:
الف) به صورت لیست جملات یا (STATEMENT LIST) STL
در این روش برنامه کنترل را به صورت جملات منطقی پشت سر هم می نویسیم، مثلاً بخواهیم بگوئیم خروجی یک، تابع «و» (AND) ورودی های شماره یک و دو می باشد، می نویسیم:
A I1
A I2
=Q1
ب) به صورت نردبانی یا )LADDER DIAGRAM) LAD
نمایش نردبانی از قدیم در سیستم های رله ای متداول و معمول بوده است و نقشه های فرمان اکثراً به این روش کشیده می شوند، و به همین دلیل طرز نمایش تا حد زیادی مانوس و مورد پسند کسانی است که با سیستم های رله ای کار می کنند، علاوه بر این نمایش نردبانی به سادگی قابل درک است و برنامه ای که به روش نردبانی نوشته می شود، درست مثل نقشه الکتریکی مدار فرمان همان سیستم است، یعنی شخصی که هرگز یک PLC را ندیده به راحتی برنامه ای که به روش نردبانی برای کنترل یک سیستم نوشته شده است را درک می کند.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 15 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله آشنایی با PLC
