آموزش PLC
قسمتی از متن:
ساختار PLC
1-1- PLC
PLC از عبارتProgrammable Logic Controller به معنای کنترل کنندة منطقی قابل برنامه ریزی گرفته شده است. PLC کنترل کننده ای نرم افزاری است که در قسمت ورودی اطلاعاتی را به صورت باینری دریافت، و آنها را طبق برنامه ای که در حافظه اش ذخیره شده پردازش می نماید و نتیجة عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت فرمانهایی به گیرنده ها و اجرا کننده های فرمان (Actuator) ارسال می کند.
به عبارت دیگر PLC عبارت از یک کنترل کنندة منطقی است که می توان منطق کنترل را توسط برنامه برای آن تعریف نمود و در صورت نیاز، به راحتی آن را تغییر داد.
وظیفة PLC قبلاً بر عهدة مدارهای فرمان رله ای بود که استفاده از آنها در محیط های صنعتی جدید منسوخ گردیده است. اولین اشکالی که در این مدارها ظاهر می شود آن است که با افزایش تعداد رله ها حجم و وزن مدار فرمان، بسیار بزرگ شده، همچنین موجب افزایش قیمت آن می گردد. برای رفع این اشکال، مدارهای فرمان الکترونیکی ساخته شدند ولی با وجود این، هنگامی که تغییری بر روند یا عملکرد ماشین صورت می گیرد مثلاً در یک دستگاه پرس، ابعاد، وزن، سختی و زمان قرار گرفتن قطعه زیر بازوی پرس تغییر می کند، لازم است تغییرات بسیاری در سخت افزار سیستم کنترل داده شود. به عبارت دیگر اتصالات و عناصر مدار فرمان باید تغییر کند.
با استفاده ازPLC تغییر در روند تولید یا عملکرد ماشین به آسانی صورت می پذیرد، زیرا دیگر لازم نیست سیم کشی ها (Wiring) و سخت افزار سیستم کنترل تغییر کند و تنها کافی است چند سطر برنامه نوشت و به PLC ارسال کرد تا کنترل مورد نظر تحقق یابد.
از طرف دیگر قدرت PLC در انجام عملیات منطقی، محاسباتی، مقایسه ای و نگهداری اطلاعات به مراتب بیشتر از تابلو های فرمان معمولی است. PLC به طراحان سیستم کنترل این امکان را می دهد که آنچه را در ذهن دارند در اسرع وقت بیازمایند و به ارتقای محصول خود بیندیشند، کاری که در سیستم های قدیمی مستلزم صرف هزینه و به خصوص زمان است و نیاز به زمان، گاهی باعث می شود که ایدة مورد نظر هیچ گاه به مرحله عمل در نیاید.
هر کس با مدارهای فرمان الکتریکی رله ای کار کرده باشد به خوبی می داند که پس از طراحی یک تابلوی فرمان، چنانچه نکته ای از قلم افتاده باشد، مشکلات مختلفی ظهور نموده، هزینه ها و اتلاف وقت بسیاری را به دنبال خواهد داشت.
بعلاوه گاهی افزایش و کاهش چند قطعه در تابلوی فرمان به دلایل مختلف مانند محدودیت فضا، عملاً غیر ممکن و یا مستلزم انجام سیم کشی های مجدد و پرهزینه می باشد.
اکنون برای توجه بیشتر به تفاوت ها و مزایای PLC نسبت به مدارات فرمان رله ای مزایای مهم PLCرا نسبت به مدارات یاد شده بر می شماریم.
1- استفاده ازPLC موجب کاهش حجم تابلوی فرمان می گردد.
2- استفاده از PLC مخصوصاً در فرآیندهای عظیم موجب صرفه جویی قابل توجه ای در هزینه، لوازم و قطعات می گردد.
3- PLC ها استهلاک مکانیکی ندارند، بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس های دوره ای نخواهند داشت.
4- PLC ها انرژی کمتری مصرف می کنند.
5- PLC ها برخلاف مدارات رله کنتاکتوری، نویزهای الکتریکی و صوتی ایجاد نمی کنند.
6- استفاده از یک PLC منحصر به پروسه و فرآیند خاصی نیست و با تغییر برنامه می توان به آسانی از آن برای کنترل پروسه های دیگر استفاده نمود.
7- طراحی و اجرای مدارهای کنترل و فرمان با استفاده از PLC ها بسیار سریع و آسان است .
8- برای عیب یابی مدارات فرمان الکترومکانیکی، الگوریتم و منطق خاصی را نمی توان پیشنهاد نمود. این امر بیشتر تجربی بوده، بستگی به سابقة آشنایی فرد تعمیرکار با سیستم دارد. در صورتی که عیب یابی در مدارات فرمان کنترل شده توسط PLC به آسانی و با سرعت بیشتری انجام می گیرد.
9- PLC ها می توانند با استفاده از برنامه های مخصوص، وجود نقص و اشکال در پروسة تحت کنترل را به سرعت تعیین و اعلام نمایند.
در جدول 1-1 مزایای PLC نسبت به مدارات فرمان رله ای و همچنین مدارهای منطقی الکترونیکی و کامپیوتر برشمرده شده است .
جدول 1-1 : مزایای PLC نسبت به کنترل کننده های دیگر
|
| کامپیوتر | مدارهای منطقی الکترونیکی | مدارهای رله ای | PLC |
| قیمت با توجه به عملکرد | گران قیمت | ارزان | نسبتاً ارزان | ارزان |
| حجم و ابعاد | نسبتاً کوچک | خیلی کوچک | بزرگ و حجیم | خیلی کوچک |
| سرعت کنترل | خیلی سریع | نسبتاً سریع | کند | خیلی سریع |
| نویز الکتریکی | کاملاً خوب | خوب | عالی | خوب |
| نصب و بهره برداری | برنامه نویسی مشکل است | طراحی مشکل است | طراحی و نصب مشکل است | نصب و برنامه نویسی ساده است |
| توانایی محاسبات پیچیده را دارد؟ | آری | خیر | خیر | آری |
| تغییر نحوة کنترل و ایجاد تغییرات | آسان | مشکل | خیلی مشکل | بسیار آسان |
1-2- تفاوت PLC با کامپیوتر
استفاده از کامپیوتر معمولی مستلزم آموزش های نسبتاً طولانی، صرف وقت و هزینه های بسیار است. چنانچه کنترل فرآیندی مورد نظر باشد استفاده از کامپیوترهای معمولی به مراتب پیچیده تر و در اغلب موارد عملاً ناممکن می شود. علاوه بر آن برای انطباق کامپیوتر با فرآیند مورد نظر، طراحی، ساخت و یا لااقل بررسی و خرید تجهیزات خاص برای انطباق، کاری طاقت فرسا است.
بسیاری از صنعتگران نیاز به یادگیری سیستم های اتومکانیک را عملاً احساس نموده و دریافته اند که تولید بدون به کارگیری اتوماسیون، اقتصادی نمی باشد. از طرف دیگر، صنعتگران آموزش های مبسوط به این شاخه از صنعت را در محدودة وظایف خود نمی دانند.
PLC وسیله ای است که درست به همین دلایل ساخته شده و اتوماسیون را با کمترین هزینه و به بهترین شکل ممکن در اختیار قرار می دهد. استفاده از PLC بسیار ساده بوده، نیاز به آموزش های مفصل، طولانی و پرهزینه ندارد.
از آنجایی که این وسیله به منظور پاسخگویی به کاربردهای صنعتی طراحی شده است، تمامی مسائل مربوط به آن حل شده، هیچ مشکلی در راه استفاده از آن وجود ندارد. طراحان خطوط تولید با بهره گیری از این وسیلة قابل انعطاف به سرعت می توانند نیازمندیهای مصرف کنندگان خود را تأمین و در اسرع وقت توانایی های خود را با نیازمندیهای بازار هماهنگ نمایند.
از شرکت های سازندة PLC می توانSIEMENS ،AEG ،OMRON ، ALLEN BRADLEY، MITSUBISHI و ... را نام برد. گرچه از عرضة PLC توسط سازندگان مختلف چند ده سالی می گذرد و در ماشین آلات و خطوط تولید خریداری شده از خارج کشور نیز به وفور مشاهده می شود، استفاده از این وسیلة بسیار قابل انعطاف توسط طراحان و ماشین سازان داخلی کمتر به چشم می خورد. از جمله عواملی که موجب تأخیر در بهره برداری از PLC توسط طراحان داخلی گردیده است عبارتند از :
شرکت های داخلی نیز با توجه به مشکلات یاد شده و برای پر کردن خلاء موجود اقدام به طراحی و ساخت چند نوع PLCنموده اند. PLC های مذکور، کلیة امکانات استاندارد PLC های متداول را داشته، از نمونه های خارجی با قابلیت های مشابه ارزانتر اند. این PLC ها به خوبی آزمایش گردیده، از پشتیبانی کامل آموزش و خدمات پس از فروش برخوردار می باشند.
از شرکتهای داخلی تولید کنندةPLC و سیستم های اتوماسیون می توان شرکت کنترونیک را نام برد. این شرکت با به کارگیری دانش متخصصین داخلی اقدام به تولید چندین سیستم PLC با قابلیت های متفاوت جهت استفاده در صنایع مختلف و کاربردهای متنوع نموده است.
این شرکت همچنین مبتکر زبان برنامه نویسی خاصی جهت سیستم های PLC تولید شده می باشد که بسیار شبیه به زبان برنامه نویسی ابداع شده توسط شرکتSIEMENS یعنیSTEP 5 است. PLCیاد شده با نمونه های خارجی مشابه خود به خوبی رقابت می کند.
امروزه کاربرد PLC های ساخت شرکت زیمنس در سراسر دنیا گسترش یافته، این نوع PLC بیش از هر PLC دیگری در صنایع مختلف به چشم می خورد. زبان برنامه نویسی این شرکت همانطور که اشاره شد STEP 5 و STEP 7 می باشد. همچنین این زبانها بسیار شبیه به زبان ابداع شده توسط شرکت کنترونیک یعنی CSTL بوده، و تفاوت این دو زبان برنامه نویسی تنها در چند مورد جزئی است.
لازم به ذکر است که اصول کلی زبانهای برنامه نویسی مختلف تقریباً یکسان بوده، و کاربر می تواند با یادگیری یکی از زبانهای مذکور، سایر زبانها را به آسانی درک و از آنها استفاده نماید.
سازندگان سیستم PLC برای برنامه نویسی سیستم های خود، هر یک از زبان منحصر به فردی استفاده می نمایند که از نظر اصولی همگی تابع یک سری قوانین منطقی و کلی بوده، تنها تفاوت آنها در ساختار برنامه نویسی و نمادهای استفاده شده است.
از زبانهای ابداع شده توسط سازندگان PLC میتوان S5، S7، FST، OMRON، CSTL، ALLEN BRADLEY و ... را نام برد.