سلام دوست عزیز وارد حساب کاربری خود شوید
با توجه به پيشرفت بسيار سريع تكنولوژي و وجود رقابتهاي شديد در بين صنعتگران دو مقولة دقت و زمان در انجام كارهاي توليدي و خدماتي بسيار مهم و سرنوشت ساز شده است. ديگر سيستمهاي قديمي جوابگوي نيازهاي صنعت توسعه يافتة امروز نبوده و بكار بردن سيستمهايي كه با دخالت مستقيم نيروي انساني عمل مي كنند، امري نامعقول مينمود. چرا كه در اين موارد دقت و سرعت عمل سيستم بسيار پايين و وابسته به نيروي كاربر است. بنابراين ماشينهاي هوشمند و نيمه هوشمند وارد بازار صنعت شدند. و بعد از مدتي آنچنان جاي خود را پيدا كردند كه علاوه بر زمينههاي صنعتي در كارهاي خدماتي نيز جايگاه ويژهاي يافتند. كنترل سيستمهاي بسيار پيچيدهاي كه قبلاً غيرممكن بود براحتي انجام ميگرفت. مكانيزه كردن سيستمها و ماشين آلات (اتوماسيون صنعتي) مقولة بسيار مهم و پرطرفداري شده و نياز به آن هر روز بيشتر و بيشتر مشهود ميشود.
اتوماسيون صنعتي در زمينههاي بسيار گستردهاي كاربرد دارد از مكانيزه كردن يك ماشين بسيار سادة كنترل سطح گرفته تا مكانيزه نمودن چندين خط توليد و شبكه كردن آنها با هم. با نگاهي به محيط اطرافمان ميتوانيم نمونههاي بسيار زيادي از كاربرد اتوماسيون را در اغلب زمينهها پيدا كنيم. در اتوماسيون واحدهاي مسكوني جديد، در شبكههاي مخابراتي، در سيستمهاي دفع فاضلاب، سيستم توزيع برق، كارخانجات مختلف و … .
در يك سيستم اتوماسيون شده كنترل پروسه توسط ماشين انجام ميشود و در اين سيستمها دخالت انسان به حداقل و در برخي موارد به صفر رسيده است. سيستم با گرفتن سيگنالهاي ورودي از قطعاتي نظير سنسورهاي تشخيص فشار، رنگ، سطح مايعات، قطعات فلزي، سنسورهاي دما، ميكرو سوئيچها، كليدها و شستي ها، واسطهاي كاربر با ماشين و… وضعيت موجود را حس كرده و بررسي ميكند و سپس در مورد عكس العمل ماشين تصميم گيري كرده و فرمانهاي لازمه را به قطعات خروجي كه تحت كنترل ماشين هستند اعمال ميكند. با توجه به مواردي كه ذكر شد ميتوان ساختار يك سيستم اتوماسيون را بدين صورت ليست نمود.
توجه داشته باشيد با بالا بردن سرعت و دقت كنترلر مورد استفاده در سيستم اتوماسيون شده و انتخاب درست آن بر طبق كاربردي كه از آن انتظار داريم ميتوانيم امكانات و قابليتهاي سيستم را بالاتر ببريم. بعنوان مثال در يك سيستم سادة كنترل سطح مخزن سرعت پاسخ گويي سيستم در حد چند ثانيه هم براي اين كار كافي خواهد بود. اما در سيستمهاي پيچيدة موقعيت ياب يا پردازش تصوير به سيستمهاي بسيار سريعتر و دقيقتر احتياج داريم و سرعت پاسخگويي در حد ميكرو ثانيه براي ما لازم است.
بعنوان مثال در مواردي كه نياز به كنترل در يك محيط نامساعد داريم و استفاده از نيروي انساني بسيار مشكل و يا غيرممكن است چهكار بايد كرد. در محيطهايي با شرايط آب و هوايي بسيار بد و با مناطق جغرافيايي صعب العبور و يا در محيط هايي كه آلودگي صوتي و يا آلودگي هاي شديد تنفسي دارند. در اين موارد ايمن ترين و با صرفه ترين گزينه اتوماسيون كردن سيستمها و استفاده از ماشين بجاي انسان است. اجراي كامل سيكل كنترلي، گرفتن گزارشات لازم در حين انجام عمليات كنترلي، قابليت تغيير سيكل كاري و تعريف نمودن پارامترهاي كنترلي، امكان انجام كنترل دستي در موارد اضطراري و… .
حال به مثال ديگري ميپردازيم. حساب كنيد در يك سيستم بسيار سادة بستهبندي محصولات غذايي براي بستهبندي هزار كيلو شكر در بستههاي يك كيلويي به چند نفر و چقدر زمان احتياج داريم. چند نفر براي وزن كردن محصول، چند نفر براي آمادهسازي پكت ها، چند نفر براي پر كردن پكت ها و بستهبندي آن، زدن تاريخ مصرف و … .
در اين گونه سيستمها مشكلات زيادي وجود دارد كه به برخي از آنها در زير اشاره شده است.
از اين مثالها در صنعت بسيار زياد بوده و شما هم مي توانيد صدها نمونة ديگر را مثال بزنيد. به هر حال نتيجهاي كه از آنها ميگيريم اينست كه نياز به اتوماسيون يك نياز غير قابل اجتناب بوده و استفاده از آن روز به روز بيشتر خواهد شد. با استفاده از اين نوع سيستمها لحظه به لحظه بر كيفيت محصولات و خدمات افزوده ميشود و در نتيجه صنايعي را كه از اين سيستمها استفاده ميكنند بيرقيب و قدرتمند ميسازد.
امروزه در بين كشورهاي صنعتي، رقابت فشرده و شديدي در ارائه راهكارهايي براي كنترل بهتر فرآيندهاي توليد، وجود دارد كه مديران و مسئولان صنايع در اين كشورها را بر آن داشته است تا تجهيزاتي مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالايي داشته باشند. بيشتر اين تجهيزات شامل سيستمهاي استوار بر كنترلرهاي قابل برنامهريزي (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضي موارد كه لازم باشد ميتوان PLCها را با هم شبكه كرده و با يك كامپيوتر مركزي مديريت نمود تا بتوان كار كنترل سيستم هاي بسيار پيچيده را نيز با سرعت و دقت بسيار بالا و بدون نقص انجام داد.
قابليت هايي از قبيل توانايي خواندن انواع ورودي ها (ديجيتال، آنالوگ، فركانس بالا…)، توانايي انتقال فرمان به سيستم ها و قطعات خروجي (نظير مانيتور هاي صنعتي، موتور، شيربرقي، …) و همچنين امكانات اتصال به شبكه، ابعاد بسيار كوچك، سرعت پاسخگويي بسيار بالا، ايمني، دقت و انعطاف پذيري زياد اين سيستم ها باعث شده كه بتوان كنترل سيستم ها را در محدودة وسيعي انجام داد.
در سيستم هاي اتوماسيون وظيفة اصلي كنترل بر عهده PLC است كه با گرفتن اطلاعات از طريق ترمينال هاي ورودي، وضعيت ماشين را حس كرده و نسبت به آن پاسخ مناسبي براي ماشين فراهم ميكند. امكان تعريف مُد هاي مختلف براي ترمينالهاي ورودي/خروجي يك PLC، اين امكان را فراهم كرده تا بتوان PLC را مستقيماً به المانهاي ديگر وصل كرد. علاوه بر اين PLC شامل يك واحد پردازشگر مركزي(CPU) نيز هست، كه برنامة كنترلي مورد نظر را اجرا ميكند. اين كنترلر آنقدر قدرتمند است كه ميتواند هزارها I/O را در مُد هاي مختلف آنالوگ يا ديجيتال و همچنين هزارها تايمر/كانتر را كنترل نمايد. همين امر باعث شده بتوان هر سيستمي، از سيستم كنترل ماشين هايي با چند I/O كه كار سادهاي مثل تكرار يك سيكل كاري كوچك انجام ميدهند گرفته تا سيستم هاي بسيار پيچيده تعيين موقعيت و مكان يابي را كنترل نمود. اين سيستم ميتواند بدون نياز به سيم بندي و قطعات جانبي و فقط از طريق نوشتن چند خط برنامه تا صد ها تايمر را در آن واحد كنترل و استفاده نمايد.
در يك سيستم اتوماسيون، PLC بعنوان قلب سيستم كنترلي عمل ميكند. هنگام اجراي يك برنامة كنترلي كه در حافظة آن ذخيره شده است، PLC همواره وضعيت سيستم را بررسي ميكند. اين كار را با گرفتن فيدبك از قطعات ورودي و سنسورها انجام ميدهد. سپس اين اطلاعات را به برنامة كنترلي خود منتقل ميكند و نسبت به آن در مورد نحوة عملكرد ماشين تصميم گيري ميكند و در نهايت فرمانهاي لازم را به قطعات و دستگاههاي مربوطه ارسال ميكند.
فصل ۱ ساختار PLC ۱
۱-۱- PLC ۱
۱-۲- تفاوت PLC با كامپيوتر ۵
۱-۳- كاربرد PLC در صنايع مختلف ۷
۱-۴- سخت افزار PLC ۹
۱-۴-۱- مدول منبع تغذيه (PS) ۱۰
۱-۴-۲- واحد پردازش مركزي (CPU) ۱۱
۱-۴-۳- حافظه (Memory) ۱۱
۱-۴-۴- ترميتال ورودي (Input Module) ۱۲
۱-۴-۵- ترمينال خروجي (Output Module) ۱۳
۱-۴-۶- مدول ارتبط پروسسوري (CP) ۱۴
۱-۴-۷- مدول رابط (IM) ۱۵
۱-۵- تصوير ورودي ها (PII) ۱۶
۱-۶- تصوير خروجي ها (PIO) ۱۷
۱-۷- فلگ ها،تايمر ها و شمارنده ها ۱۷
۱-۸- انبارك يا اَكومولاتور (ACCUM) ۱۹
۱-۹- گذرگاه عمومي ورودي/خروجي (I/O bus) ۱۹
۱-۱۰- روشهاي مختلف آدرس دهي ۲۰
۱-۱۱- نرم افزار PLC ۲۱
۱-۱۲- واحد برنامه ريزي(PG) ۲۲
فصل ۲ انواع سخت افزار ۲۴
۲-۱- انواع PLC ۲۴
۲-۲- انواع رابطهاي برنامه نويسي (Programmers) ۲۶
۲-۳- انواع حافظه ۲۸
۲-۴- پاسخ زماني PLC ۳۳
فصل ۳ وسايل ورودي و خروجي ۳۴
۳-۱- انواع وسايل ورودي ۳۴
۳-۱-۱- سنسورهاي تشخيص اشياء ۳۶
ليميت سوئيچ ۳۶
پروكسيميتي سوئيچ (القايي، خازني) ۳۷
سنسور اثر هال ۳۹
ريد سوئيچ ۳۹
سنسور هاي نوري ۳۹
۳-۱-۲- سنسور هاي جابجايي ۴۱
LVDT ۴۲
اِنكدر ۴۳
۳-۱-۳- كرنش سنج (Strain Guage) ۴۵
۳-۱-۴- اندازه گيري فشار سيال ۴۸
۳-۱-۵- اندازه گيري سطح مايعات ۵۲
۳-۱-۶- اندازه گيري جريان عبوري سيال (دبي) ۵۳
۳-۱-۷- اندازه گيري دما ۵۴
RTD ۵۴
ترموكوپل ۵۴
۳-۱-۸- صفحه كليد ۵۷
۳-۲- انواع وسايل خروجي ۵۸
۳-۲-۱- وسايل خروجي ديجيتال ۵۸
سولونوئيد ۵۹
سيلندر تك كاره ۶۳
سيلندر دو كاره ۶۳
۳-۲-۲- وسايل خروجي آنالوگ ۶۴
شير كنترل ۶۴
فصل ۴ مقاصد خاص در PLC ۶۷
۴-۱- كارتهاي شمارنده سريع ۶۸
۴-۲- كارتهاي ورودي/خروجي آنالوگ ۶۹
۴-۲-۱- مبدل آنالوگ به ديجيتال (A/D) ۷۳
۴-۲-۲- مبدل ديجيتال به آنالوگ (D/A) ۷۶
فصل ۵ شبكه هاي صنعتي ۷۸
۵-۱- نحوة نمايش اطلاعات ۷۸
۵-۲- نحوة ارسال اطلاعات ۸۱
۵-۳- استاندارد هاي ارتباط سريال ۸۲
۵-۳-۱- استاندارد RS232 ۸۲
۵-۳-۲- استاندارد RS422 ۸۹
۵-۳-۳- استاندارد RS485 ۹۱
۵-۴- شبكه هاي اختصاصي سازندگان PLC ۹۴
فصل ۶ ساختار و نحوة عملكرد درايور هاي AC ۹۸
۶-۱- استفاده از درايور و صرفه جويي ۹۸
۶-۲- مزاياي استفاده از كنترل كننده هاي دور موتور ۱۰۱
۶-۳- ساختمان درايور AC ۱۰۳
۶-۴- مباني كنترل سرعت ۱۰۶
۶-۵- كنترل كننده هاي دور مدرن ۱۰۹
۶-۵-۱- كليات ۱۰۹
۶-۵-۲- ساختمان قسمت قدرت درايور هاي AC مدرن ۱۱۲
كنترل برداري ۱۱۳
جريان راه اندازي ۱۱۵
۶-۶- قابليت هاي پيراموني درايور AC ۱۱۵
۶-۷- مقايسة درايور هاي AC مدرن با درايور هاي متعارف ۱۱۶
۶-۸- سيستمهاي ورودي و خروجي ۱۱۷
فصل ۷ كنترل دور موتور AC توسط PLC و ساختار برنامه ۱۱۸
۷-۱- كنترل دور موتور AC به صورت آنالوگ ۱۱۸
۷-۲- مدول آنالوگ ۱۱۹
۷-۳- نحوة كنترل سرعت موتور (كنترل دور) ۱۲۲
۷-۴- شمارنده هاي سرعت بالا و نحوة برنامه ريزي آنها ۱۲۷
۷-۵- برنامة نرم افزاري سيستم كنترل ۱۳۱
برنامة اصلي ۱۳۲
زير برنامة صفر (CTRL_DIR) ۱۳۳
زير برنامة يك (HSC_PROG) ۱۳۹
زير برنامة دو (READ_VALUE) ۱۴۱
زير برنامة سه (CULC_PROG) ۱۴۲
زير برنامة چهار (OUT_AQW) ۱۴۳
زير برنامة پنج (RUN_FID) ۱۴۴
زير برنامة وقفة صفر (INT_0) ۱۴۶
مراجع ۱۴۹
ضميمة الف – برنامه هاي نوشته شدة سيستم كنترلي ۱۵۰
