مقاله بررسی PLC و تفاوت آن با كامپيوتر

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
مقاله بررسي PLC و تفاوت آن با كامپيوتر در 20 صفحه ورد قابل ويرايش

فهرست مطالب

مقدمه: 1

فصل اول. 2

انواع حافظه هاي خواندني.. 2

حافظه هاي فقط خواندني.. 2

حافظه‌هاي اغلب خواندني (RMM) 2

فصل دوم. 4

انواع سيستم‌هاي كنترل. 4

سيستم‌هاي كنترل سخت‌افزاري.. 4

سيستم‌هاي كنترل نرم‌افزاري.. 5

فصل سوم. 6

ساختار PLC. 6

فصل چهارم. 9

تفاوت PLC با كامپيوتر 9

فصل پنجم.. 12

كاربردهاي PLC در صنايع مختلف... 12

فصل ششم.. 14

سخت‌افزار PLC. 14

مدول منبع تغذيه (PS) 14

واحد پردازش مركزي (CPU) 15

حافظه (Memory) 16

ترمينال ورودي (Input Module) 16

ترمينال خروجي (Output Module) 17

مدول ارتباط پروسسوري (CP) 17

مدول رابط (IM) 17

فصل هفتم.. 18

نرم‌افزار PLC. 18

فصل هشتم.. 20

واحد برنامه‌نويسي (PG) 20

منابع : 22
مقدمه:



در اينجا بحثي را در مورد ساختار PLCو تفاوت آن با

كامپيوتر ذکر مي کنيم.پس از آن به اين موضوع مي پردازيم که امروزه PLC در صنايع و پروسه هاي مختلف صنعتي چه کاربردهايي خواهد داشت.

پس از آن سخت افزار PLC را مورد مطالعه قرار مي دهيم و در آنجا به شرح جزئيات اين سخت افزارها در PLC مي پردازيم.




فصل اول
انواع حافظه هاي خواندني




حافظه هاي فقط خواندني

حافظه‌هاي فقط خواندني به دو گروه تقسيم مي‌شوند:

1- (Read Only Memory) ROM

2- (Programmed Read Only Memory) PROM

در صورتي كه محتواي اين نوع حافظه در موقع ساخت توسط سازنده برنامه‌ريزي شود به آن ROM گفته مي‌شود. ولي اگر به گونه‌اي باشد كه توسط مصرف‌كننده و تنها براي يكبار قابل برنامه‌ريزي باشد به آن PROM مي‌گويند.


حافظه‌هاي اغلب خواندني (RMM)

اين نوع حافظه نيز مانند ROM بوده از آن جهت نگهداري اطلاعات مختلف استفاده مي‌شود. اگردر ثبت بيت‌هاي اطلاعاتي حافظه‌هاي PROM , ROM كه فقط براي يكبار قابل برنامه‌ريزي هستند اشتباهي رخ دهد راهي جز دور انداختن حافظه وجود ندارد. اما اين گروه از حافظه‌ها كه مي‌توان محتويات آنها را پاك كرد اين ضعف را برطرف مي‌كند و مي‌توان از آنها چندين بار استفاده نمود و برنامه‌هاي مختلف را در آنها ضبط و پس از اتمام كار آنها را پاك كرد. اين نوع حافظه‌ها بر اساس نوع پاك‌شدن اطلاعات به دو گروه تقسيم‌بندي مي‌شوند. (البته خاصيت پاك‌شدن آنها مربوط به تكنولوژي ساخت آنها است.)

1- (Erasable Programmed Read Only Memory) EPROM

2- (Electrically Erasable Programmed ROM) EEPROM
فصل دوم
انواع سيستم‌هاي كنترل





سيستم‌هاي كنترل را مي‌توان بنا به روش كنترل آنها به دودسته تقسيم نمود:

1- سيستم‌هاي كنترل سخت‌افزاري

2- سيستم‌هاي كنترل نرم‌افزاري


سيستم‌هاي كنترل سخت‌افزاري

اين سيستم‌ها شامل مداراتي هستند كه با استفاده از رله‌ها و عناصر الكترونيكي مانند ديودها و ترانزيستورها ساخته مي‌شوند. برنامه كنترل در اين سيستم‌ها نتيجه روابط بين عناصر مدار الكتريكي است و به راحتي قابل تغيير نمي‌باشد. به عبارت ديگر تغيير در برنامه كنترل به معني تغيير در سخت‌افزار سيستم است البته در برخي از اين كنترل كننده‌ها كه با استفاده از كليدهاي انتخاب‌كننده (Selectors) ، يا شبكه ديودي (Diode Matrix) ساخته مي‌شوند، برنامه كنترل را مي‌توان تا اندازه‌اي تغيير داد. اگرچه اعمال اين تغييرات، محدود و در برخي موارد بسيار مشكل است.


سيستم‌هاي كنترل نرم‌افزاري

اين كنترل كننده‌ها داراي حافظه‌اي هستند كه برنامه كنترل در آن ذخيره مي‌شود. مهمترين مزيت اين سيستم‌ها در آن است كه نحوه كنترل را با تغيير برنامه و بدون نياز به تغيير در سخت‌افزار سيستم مي‌توان عوض كرد، زيرا نحوه كنترل سيستم توسط سخت‌افزار سيستم تعيين نمي‌شود بلكه برنامه‌اي كه در حافظه ذخيره شده يعني نرم‌افزار سيستم، نحوه كنترل را مشخص مي‌كند لذا اين سيستم‌ها بسيار قابل انعطاف بوده، كاربردهاي فراواني دارند. بسته به نوع حافظه اين سيستم‌ها، شيوه تغيير در برنامه‌ها متفاوت است. اگرازحافظه RAM استفاده شود، بدون دخالت فيزيكي و تنها با اضافه يا كم‌نمودن چند سطر برنامه مي‌توان برنامه جديد را به اجرا در آورد.

در صورتي كه از حافظه ROM استفاده شود به اجرا درآوردن برنامه جديد تنها با تعويض حافظه ROM امكان‌پذير است.




فصل سوم
ساختار PLC



“ PLC “ از عبارت Programmable Logic Controller به معناي كنترل‌كننده منطقي قابل برنامه‌ريزي گرفته شده است. به عبارت ديگر PLC عبارت از يك كنترل‌كننده منطقي است كه مي‌توان منطق كنترل را توسط برنامه براي آن تعريف نمود و در صورت نياز، به راحتي آن را تغيير داد.

وظيفه PLC قبلاً بر عهده مدارهاي فرمان رله‌اي بود كه استفاده از آنها در محيط‌هاي صنعتي جديد منسوخ گرديده است. اولين اشكالي كه در اين مدارها ظاهر مي‌شود آن است كه با افزايش تعداد رله ها حجم و وزن مدار فرمان بسياربزرگ شده ، هم چنين موجب افزايش قيمت آن مي گردد. براي رفع اين اشكال، مدارهاي فرمان الكترونيكي ساخته شدند ولي با وجود اين، هنگامي كه تغييري در روند يا عملكرد ماشين صورت مي‌گيرد مثلاً در يك دستگاه پرس، ابعاد وزن، سختي و زمان قرار‌گرفتن قطعه زير بازوي پرس تغيير مي‌كند، لازم است تغييرات بسياري در سخت‌افزار سيستم كنترل داده شود، به عبارت ديگر اتصالات و عناصر مدار فرمان بايد تغيير كند.

با استفاده از PLC تغيير در روند توليد يا عملكرد ماشين به آساني صورت مي‌پذيرد، زيرا ديگر لازم نيست سيم‌كشي‌ها (Wiring) و سخت‌افزار سيستم كنترل تغيير كند و تنها كافي است چند سطر برنامه نوشت و به PLC ارسال كرد تا كنترل مورد نظر تحقق يابد.

هركس كه با مدارهاي فرمان الكتريكي رله‌اي كاركرده باشد به خوبي مي‌داند كه پس از طراحي يك تابلوي فرمان، چنانچه نكته‌اي از قلم افتاده باشد، مشكلات مختلفي ظهور نموده، هزينه‌ها و اتلاف وقت بسياري را به دنبال خواهد داشت. به علاوه گاهي افزايش و كاهش چندقطعه در تابلوي فرمان به دلايل مختلف مانند محدوديت فضا، عملاً غيرممكن و يا مستلزم انجام سيم‌كشي‌هاي مجدد و پرهزينه مي‌باشد.

اكنون براي توجه بيشتر به تفاوت‌ها و مزاياي PLC نسبت به مدارات فرمان رله‌اي، مزاياي مهم PLC را نسبت به مدارات يادشده بر مي‌شماريم.

1- استفاده از PLC موجب كاهش حجم تابلوي فرمان مي‌گردد.

2- استفاده از PLC مخصوصاً در فرآيندهاي عظيم موجب صرفه‌جويي قابل توجهي در هزينه، لوازم و قطعات مي‌گردد.

3- PLCها استهلاك مكانيكي ندارند، بنابراين علاوه بر عمر بيشتر، نيازي به تعميرات و سرويس‌هاي دوره‌اي نخواهند داشت.

4- PLCها انرژي كمتري مصرف مي‌كنند.

5- PLCها بر خلاف مدارات كنتاكتوري، نويزهاي الكتريكي و صوتي ايجاد نمي‌كنند.

6- استفاده از يك PLC منحصر به پروسه و فرآيند خاصي نيست و با تغيير برنامه مي‌توان به آساني از آن براي كنترل پروسه‌هاي ديگر استفاده نمود.

7- طراحي و اجراي مدارهاي كنترل و فرمان با استفاده از PLCها بسيار سريع و آسان است.

8- براي عيب‌يابي مدارات فرمان الكترومكانيكي، الگوريتم و منطق خاصي را نمي‌توان پيشنهاد نمود. اين امر بيشتر تجربي بوده، بستگي به سابقه آشنايي فرد تعميركار با سيستم دارد. در صورتي كه عيب‌يابي در مدارات فرمان كنترل شده توسط PLC به آساني و با سرعت بيشتري انجام مي‌گيرد.

9- PLCها مي‌توانند با استفاده از برنامه‌هاي مخصوص، وجود نقص و اشكال در پروسه تحت كنترل را به سرعت تعيين و اعلام نمايند.




حافظه (Memory)

حافظه محلي است كه اطلاعات و برنامه كنترل در آن ذخيره مي‌شوند. علاوه بر اين، سيستم عامل كه عهده‌دار مديريت كلي بر PLC است در حافظه قرار دارد. تمايز در عملكرد PLCها، عمدتاً به دليل برنامه سيستم عامل و طراحي خاص CPU آنهاست. در حالت كلي در PLCها دو نوع حافظه وجود دارد:

1- حافظه موقت (RAM) كه محل نگهداري فلگ‌ها، تايمرها، شمارنده ها و برنامه‌هاي كاربر است.

2- حافظه دائم (EPROM,EEPROM) كه جهت نگهداري و ذخيره هميشگي برنامه كاربر استفاده مي‌گردد.


ترمينال ورودي (Input Module)

اين واحد محل دريافت اطلاعات از فرآيند يا پروسه تحت كنترل مي‌باشد. تعداد ورودي‌ها در PLCهاي مختلف، متفاوت است. ورودي‌هايي كه در سيستم‌هاي PLC مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در حالت كلي به صورت زير مي‌باشند:

الف) ورودي‌هاي ديجيتال (Digital Input)

ب) ورودي‌هاي آنالوگ (Analog Input)


ترمينال خروجي (Output Module)

اين واحد، محل صدور و فرمانهاي PLC به پروسه تحت كنترل مي‌باشد. تعداد اين خروجي‌ها در PLCهاي مختلف متفاوت است. خروجي‌هاي استفاده شده در PLCها به دو صورت زير وجود دارند:

الف) خروجي‌هاي ديجيتال (Digital Output)

ب) خروجي‌هاي آنالوگ (Analog Output)

مدول ارتباط پروسسوري (CP)

اين مدول، ارتباط بين CPU مركزي را با CPUهاي جانبي برقرار مي‌سازد.


مدول رابط (IM)

در صورت نياز به اضافه نمودن واحدهاي ديگر ورودي و خروجي به PLC يا جهت اتصال پانل اپراتوري و پروگرامر به PLC از اين مدول ارتباطي استفاده مي‌شود. در صورتي كه چندين PLC به صورت شبكه به يكديگر متصل شوند از واحد IM جهت ارتباط آنها استفاده مي‌گردد.