دانش ضروری PLC برای اتوماسیون
دانش ضروری PLC برای اتوماسیون
در قلمرو تولید صنعتی و پیشرفت تکنولوژیکی ، PLC ها (کنترل کننده های منطق قابل برنامه ریزی) نقش مهمی در کنترل اتوماسیون دارند. PLC را می توان به طور گسترده ای به عنوان یک صفحه کنترل پسوند رله متمرکز درک کرد. در کاربردهای عملی ، PLC ها به طور قابل توجهی هزینه های کنترل صنعتی را کاهش داده و مدیریت و اتوماسیون تجهیزات را افزایش می دهند. برای تسلط بر PLC ها ، ابتدا باید دانش بنیادی را درک کرد.
مؤلفه های PLC و عملکرد آنها
علاوه بر CPU ، حافظه و رابط های ارتباطی ، PLC ها دارای رابط های ورودی و خروجی هستند که به طور مستقیم با سایت های صنعتی مرتبط هستند.
رابط ورودی: سیگنال هایی را از دستگاه های کنترل شده دریافت می کند و مدارهای داخلی را از طریق Optocouplers و مدارهای ورودی هدایت می کند.
رابط خروجی: نتایج اجرای برنامه را از طریق Optocouplers و اجزای خروجی (رله ها ، تریستورها ، ترانزیستورها) برای کنترل بارهای خارجی منتقل می کند.
واحد اصلی PLC و اجزای آن
واحد اصلی PLC از چندین بخش کلیدی تشکیل شده است:
CPU: هسته اصلی PLC ، کارگردانی عملیات های مختلف مانند دریافت برنامه های کاربر و داده ها ، تشخیص و اجرای برنامه.
حافظه: سیستم ها و داده ها و داده های کاربر را ذخیره می کند.
رابط I/O: PLC را به تجهیزات صنعتی ، دریافت سیگنال و نتایج خروجی برنامه متصل می کند.
رابط ارتباطی: تبادل اطلاعات را با سایر دستگاه ها مانند مانیتور و چاپگر امکان پذیر می کند.
منبع تغذیه: قدرت سیستم PLC را فراهم می کند.
رابط های خروجی سوئیچینگ PLC و ویژگی های آنها
رابط های خروجی سوئیچینگ PLC
نوع خروجی تریستور: به طور معمول با بارهای AC استفاده می شود ، دارای پاسخ سریع و فرکانس کاربردی بالا.
نوع خروجی ترانزیستور: معمولاً با بارهای DC استفاده می شود ، همچنین پاسخ سریع و فرکانس کاربردی بالا را ارائه می دهد.
نوع خروجی رله: سازگار با هر دو بار AC و DC ، اما با زمان پاسخ طولانی تر و فرکانس عملکرد پایین تر.
انواع ساختاری PLC و ویژگی های آنها
PLC ها را می توان به سه نوع ساختاری طبقه بندی کرد:
نوع انتگرال: با CPU ، منبع تغذیه و اجزای I/O که در یک مورد واحد قرار دارند ، این نوع جمع و جور و هزینه - مؤثر است ، که معمولاً در PLC های مقیاس کوچک استفاده می شود.
نوع ماژولار: ویژگی های ماژول های جداگانه ای برای عملکردهای مختلف ، ارائه پیکربندی انعطاف پذیر و گسترش و نگهداری آسان. معمولاً در PLC های مقیاس متوسط و بزرگ استفاده می شود و از یک قاب یا صفحه پایه و ماژول های مختلف تشکیل شده است.
نوع پشته: ویژگی های انواع انتگرال و مدولار را ترکیب می کند. CPU ، منبع تغذیه و رابط های I/O ماژول های مستقلی هستند که توسط کابل ها متصل می شوند و از پیکربندی انعطاف پذیر و اندازه جمع و جور اطمینان می دهند.
چرخه اسکن PLC و عوامل تأثیرگذار آن
چرخه اسکن PLC شامل پنج مرحله است: پردازش داخلی ، سرویس ارتباطی ، پردازش ورودی ، اجرای برنامه و پردازش خروجی. زمان لازم برای تکمیل این پنج مرحله یک بار ، چرخه اسکن نامیده می شود. تحت تأثیر سرعت عملیاتی CPU ، پیکربندی سخت افزار PLC و طول برنامه کاربر است.
روش و فرآیند اجرای برنامه PLC
PLC برنامه های کاربر را با استفاده از یک روش اسکن چرخه ای اجرا می کند. فرآیند اجرای شامل سه مرحله است: نمونه گیری ورودی ، اجرای برنامه و تازه کردن خروجی.
مزایای سیستم های کنترل PLC بر روی سیستم های کنترل رله
روش کنترل: PLC ها از کنترل قابل برنامه ریزی استفاده می کنند و امکان اصلاح آسان یا تقویت الزامات کنترل را با مخاطبین نامحدود فراهم می کنند.
حالت کار: PLC ها در یک حالت سریال کار می کنند و قابلیت تداخل سیستم را تقویت می کنند.
سرعت کنترل: مخاطبین PLC اساساً با زمان اجرای دستورالعمل در میکرو ثانیه اندازه گیری می شوند.
زمان بندی و شمارش: PLC ها از مدارهای یکپارچه نیمه هادی به عنوان تایمر استفاده می کنند ، با پالس های ساعت ارائه شده توسط نوسان سازهای کریستالی ، ارائه دقت زمان بندی بالا و قابلیت های زمان بندی گسترده. آنها همچنین عملکردهای شمارش را در سیستم های رله در دسترس ندارند.
قابلیت اطمینان و قابلیت حفظ: PLC ها از فناوری میکروالکترونیک و عملکردهای خود تشخیصی برای تشخیص به موقع گسل استفاده می کنند.
علل تاخیر و راه حل های پاسخ خروجی PLC
PLC ها از نمونه برداری متمرکز و اسکن چرخه ای خروجی استفاده می کنند. وضعیت ورودی فقط در مرحله نمونه گیری ورودی از هر چرخه اسکن خوانده می شود و نتایج اجرای برنامه فقط در مرحله تازه سازی خروجی ارسال می شود. علاوه بر این ، تأخیر در ورودی و خروجی و طول برنامه کاربر می تواند باعث تأخیر پاسخ خروجی شود. برای افزایش سرعت پاسخ I/O ، می توان فرکانس نمونه گیری ورودی و تازه کردن خروجی را افزایش داد ، نمونه گیری ورودی مستقیم و تازه کردن خروجی را اتخاذ کرد ، از ورودی و خروجی قطع یا پیاده سازی رابط های هوشمند I/O استفاده کرد.
رله های نرم داخلی در سری PLC زیمنس
زیمنس PLCS دارای رله های نرم داخلی مختلف ، از جمله رله های ورودی ، رله های خروجی ، رله های کمکی ، ثبت وضعیت ، تایمر ، پیشخوان و ثبت داده ها است.
ملاحظات انتخاب PLC
انتخاب مدل: عواملی مانند ساختار ، روش نصب ، نیازهای عملکردی ، سرعت پاسخ ، قابلیت اطمینان و یکنواختی مدل را در نظر بگیرید.
انتخاب ظرفیت: بر اساس نقاط I/O و ظرفیت حافظه کاربر.
انتخاب ماژول I/O: ماژول های سوئیچینگ و آنالوگ I/O و همچنین ماژول های عملکرد ویژه را پوشش می دهد.
ماژول منبع تغذیه و انتخاب دیگر دستگاه: مانند دستگاه های برنامه نویسی.
ویژگی های نمونه گیری متمرکز و حالت کار خروجی PLC
در نمونه گیری متمرکز ، وضعیت ورودی فقط در مرحله نمونه گیری ورودی یک چرخه اسکن نمونه برداری می شود و انتهای ورودی در مرحله اجرای برنامه مسدود می شود. در خروجی متمرکز ، مرحله تازه سازی خروجی تنها زمانی است که وضعیت در ثبت تصویر خروجی به قفل خروجی منتقل می شود تا رابط خروجی را تازه کند. این حالت کار توانایی و قابلیت اطمینان ضد تداخل سیستم را بهبود می بخشد اما ممکن است باعث تاخیر پاسخ ورودی/خروجی در PLC شود.
حالت و ویژگی های کار PLC
PLC ها با استفاده از نمونه گیری متمرکز ، خروجی متمرکز و اسکن چرخه ای کار می کنند. نمونه گیری متمرکز به این معنی است که وضعیت ورودی فقط در مرحله نمونه گیری ورودی یک چرخه اسکن نمونه برداری می شود ، با پایان ورودی در هنگام اجرای برنامه مسدود می شود. خروجی متمرکز به انتقال وضعیت مرتبط با خروجی از ثبت تصویر خروجی به قفل خروجی فقط در مرحله تازه سازی خروجی برای تازه کردن رابط خروجی اشاره دارد. اسکن چرخه ای شامل اجرای چندین عمل در یک چرخه اسکن در طول زمان - اسکن تقسیم به ترتیب است.
ترکیب و اصل کار کنتاکتورهای الکترومغناطیسی
کنتاکتورهای الکترومغناطیسی از مکانیسم های الکترومغناطیسی ، مخاطبین ، دستگاه های خاموش قوس ، مکانیسم های بهاری آزاد شده و اجزای نصب تشکیل شده اند. هنگامی که سیم پیچ الکترومغناطیسی انرژی می یابد ، جریان میدان مغناطیسی ایجاد می کند و باعث می شود هسته آهن ثابت مکش الکترومغناطیسی تولید کند که آرماتور را جذب می کند و مخاطبین را فعال می کند. این امر باعث می شود مخاطبین بسته شده به طور معمول مخاطبین را باز کنند و به طور معمول باز شوند. هنگامی که سیم پیچ انرژی می شود ، نیروی الکترومغناطیسی ناپدید می شود و آرماتور تا بهار آزاد می شود و مخاطبین را به حالت اصلی خود باز می گرداند.
تعریف کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)
PLC یک دستگاه الکترونیکی دیجیتال است که برای محیط های صنعتی طراحی شده است. از یک حافظه قابل برنامه ریزی برای ذخیره دستورالعمل برای انجام عملیات منطقی ، پی در پی ، زمان بندی ، شمارش و حسابی استفاده می کند. این فرآیندهای مختلف مکانیکی یا تولید را از طریق ورودی/خروجی دیجیتال یا آنالوگ کنترل می کند.
PLC ها و دستگاه های محیطی مرتبط به منظور ادغام به راحتی با سیستم های کنترل صنعتی و تسهیل گسترش عملکرد.
تفاوت بین PLC و رله - سیستم های کنتاکتور
تفاوت بین سیستم های PLC و رله - کنتاکتور در دستگاه های ترکیبی آنها ، تعداد مخاطبین و روش های اجرای کنترل است.