از آنجایی که قرار است در این مطلب به انتخاب ماژول های پی ال سی پرداخته شود، در دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات، استفاده از ماژول های پی ال سی (PLC) برای کنترل و مدیریت سیستم های الکتریکی و الکترونیکی بسیار رایج شده است. این ماژول ها به صورت قابل برنامه ریزی و قابل تنظیم عمل می کنند و از طریق برنامه نویسی و رابط کاربری مناسب، امکان کنترل دقیق و اتوماسیون فرآیندها را فراهم می کنند.
در این مقاله، به بررسی و انتخاب ماژول های پی ال سی برای استفاده در پروژه های مختلف خواهیم پرداخت. انتخاب ماژول های مناسب برای هر پروژه بسیار مهم است زیرا این امر می تواند تأثیر زیادی بر عملکرد و کارایی سیستم داشته باشد.
در این مقاله، ابتدا به معرفی و توضیح کلی در مورد ماژول های پی ال سی و کاربردهای آن ها خواهیم پرداخت. سپس به بررسی عواملی مانند قدرت، سرعت، قابلیت های ورودی و خروجی، اندازه و قیمت ماژول ها خواهیم پرداخت تا بهترین ماژول برای هر پروژه را انتخاب کنیم. در نهایت، با توجه به اطلاعات و دانشی که در این مقاله ارائه خواهیم داد، خواهید توانست ماژول های پی ال سی مناسب برای پروژه خود را انتخاب و به کار بگیرید.
ماژول پی ال سی چیست؟
ماژول پی ال سی زیمنس یک قطعه الکترونیکی است که به منظور کنترل و مدیریت سیستم های صنعتی و اتوماسیون استفاده می شود. این ماژول ها از تکنولوژی پروگرمیبل لاجیک کنترلر (PLC) استفاده می کنند و قابلیت برنامه ریزی و پیکربندی برای انجام وظایف خاص را دارا هستند.
ماژول های پی ال سی زیمنس معمولاً برای کنترل و مانیتورینگ سیستم های صنعتی مانند خطوط تولید، ربات ها، سیستم های انتقال و غیره استفاده می شوند. این ماژول ها دارای ورودی و خروجی های مختلفی هستند که به طور خاص برای اتصال به تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
به عنوان یکی از پیشروان در صنعت اتوماسیون صنعتی، زیمنس انواع مختلفی از ماژول های پی ال سی ارائه می دهد که با توجه به نیازهای مختلف مشتریان، قابلیت تنظیم و پیکربندی دارند. این ماژول ها با استفاده از نرم افزارهای مخصوصی که توسط زیمنس ارائه شده اند، قابلیت برنامه ریزی و کنترل سیستم ها را فراهم می کنند.
به طور کلی، ماژول های پی ال سی زیمنس یک ابزار کارآمد برای اتوماسیون صنعتی هستند که به کاربران امکان مدیریت و کنترل بهتری از سیستم های خود را می دهند و بهبود کارایی و کیفیت تولید را فراهم می کنند.
ماژول های پی ال سی – پردازنده
ماژول های پی ال سی (PLC) یک نوع سیستم کنترل صنعتی هستند که برای کنترل و مانیتورینگ فرایندها و دستگاه های صنعتی استفاده می شوند. PLCها دارای ویژگی هایی هستند که آن ها را از سایر سیستم های کنترلی متمایز می کند، از جمله:
1. برنامه پذیری: PLCها به صورت برنامه پذیر قابل تنظیم هستند و می توان آن ها را برای انجام وظایف مختلف برنامه ریزی کرد.
2. پایداری: PLCها برای استفاده در محیط های صنعتی سخت توسعه یافته اند و دارای پایداری بالایی هستند.
3. سرعت: PLCها برای اجرای فرآیندها به سرعت بالا و با زمان پاسخ کم طراحی شده اند.
4. امکان اتصال به دستگاه های دیگر: PLCها قابلیت اتصال به سنسورها، موتورها، و دیگر دستگاه های صنعتی را دارند.
از آنجا که PLCها دارای این ویژگی ها هستند، آن ها به عنوان یکی از ابزارهای اصلی در صنعت استفاده می شوند و به صورت گسترده در کارخانه ها، کشتی ها، خطوط تولید و سیستم های انرژی استفاده می شوند.
ماژول CPU مغز سیستم پی ال سی هستند
ماژول CPU یکی از اجزای اصلی و حیاتی سیستم پردازش داده های مدرن است که به عنوان مغز آن عمل می کند. CPU یا واحد پردازش مرکزی، مسئول انجام عملیات محاسباتی و پردازش داده ها در سیستم های کامپیوتری است. این قطعه اساسی، بر اساس معماری و تکنولوژی مختلفی که در آن استفاده می شود، توانایی انجام عملیات محاسباتی با سرعت بالا را داراست.
ماژول CPU از چندین قسمت اصلی تشکیل شده است که هر کدام وظایف خاص خود را دارند. این قسمت ها شامل واحد های اجرای دستورات (ALU) که عملیات محاسباتی را انجام می دهند، رجیستر های داخلی برای ثبت و نگهداری داده ها و دستورات، واحد کنترل که مسئول مدیریت و هماهنگی عملیات دیگر بخش های CPU است و حافظه cache برای ذخیره سازی و دسترسی سریع به داده ها و دستورات است.
عملکرد CPU بسیار مهم و تاثیرگذار بر عملکرد و عملیات سیستم پردازش داده است. سرعت و کارایی CPU به طور مستقیم بر روی عملکرد کلی سیستم تاثیر می گذارد و انتخاب یک CPU مناسب برای نیازهای خاص یک سیستم، می تواند تفاوت بزرگی در عملکرد و کارایی آن ایجاد کند.
در نهایت، می توان گفت که ماژول CPU به عنوان مغز سیستم پی ال سی عمل می کند و مسئول انجام عملیات محاسباتی و پردازش داده ها در سیستم ها می باشد. به همین دلیل، انتخاب و استفاده از یک CPU مناسب بسیار مهم است تا عملکرد بهینه سیستم تضمین شود.
منطق
اولین گام به منظور اجرای اتوماسیون در ماشین آلات به کار رفته در یک کارخانه، نوشتن برنامه می باشد. این برنامه، داخل CPU ذخیره می شود. در مطلب آموزش پی ال سی – به زبان ساده، منطق برنامه نوشته شده برای پردازنده ماشین ظرف شویی را مرور کردیم. پردازنده، حالت های مربوط به ورودی های مختلف را دریافت می کند. با توجه به منطق پیاده شده در برنامه، عملیات لازم را انجام می دهد. در پایان هم خروجی های مختلف را فعال یا غیرفعال می کند.
منطق برنامه نوشته شده در پی ال سی هم به همین شیوه عمل می کند. بار دیگر به سراغ مقایسه پی ال سی با مغز می رویم. مغز، سیگنال های ورودی را با استفاده از حواس پنج گانه دریافت می کند. با توجه به برنامه ای که در خود ذخیره کرده است، تصمیم می گیرد. سپس کارهایی مثل قدم زدن، لذت بردن و صحبت کردن انجام می دهد.
حافظه
حافظه پردازنده، معمولاً داخل CPU قرار می گیرد و محلی است که داده ها و برنامه ها، چه به صورت موقت و چه به صورت دائم، در آن ذخیره می شوند. این حافظه مشابه حافظه یک کامپیوتر رفتار می کند (RAM یا ROM) و می توان داده ها را بر روی آن نوشت یا از روی آن خواند. به نقش حافظه در انسان توجه کنید. مغز، اطلاعات را به صورت موقت یا دائم ذخیره می کند. سپس انسان قادر است کارهایی را مثل دوچرخه سواری، با یادآوری از روی حافظه انجام دهد.
ارتباطات
هر پردازنده پی ال سی، بستر ویژه ای را برای ارتباطات به وجود می آورد. ارتباطات انجام شده توسط پردازنده پی ال سی، معمولاً شامل یک یا تعدادی از موارد زیر است:
- ارتباط با کامپیوتر برنامه ریزی با استفاده از یک پورت سریال یا USB روی ماژول پردازنده
- ارتباط با ماژول های ورودی و خروجی با استفاده از رابط تعریف شده
- ارتباط با دیگر پی ال سیها و تجهیزات اتوماسیون صنعتی با استفاده از اترنت یا دیگر انواع شبکه
این سه مورد هم با عملکرد مغز انسان قابل توضیح می باشد. مورد اول مثل ارتباط مغز با تجربه های ثبت شده در حافظه یا مشابه رابطه یادگیرنده شاگرد از معلمش می باشد. مورد دوم را می توان مشابه ارتباط مغز با اعضای بدن مثل چشم، دست و پا در نظر گرفت. برای مثالی از مورد آخر هم می توان ارتباط بین چند انسان (مثل صحبت کردن) را مثال زد.
اجازه دهید مراحل عملکرد مغز انسان را با سه مرحله زیر مثال بزنیم:
- مغز، با استفاده از چشم (ورودی) متوجه می شود جعبه ای روی زمین افتاده می باشد.
- پس از آن، مغز یک سری تصمیمات منطقی را بررسی می کند تا متوجه شود چرا جعبه باید از روی زمین برداشته شود. بدین منظور به حافظه های ثبت شده رجوع می کند.
- در نهایت، مغز به دست ها و پاها دستور می دهد تا جعبه را از سر راه بردارند.
مغز انسان، پیچیدگی، قدرت و تطبق پذیری بسیار بیشتری نسبت به پی ال سی دارد. ولی باز هم می توانید شباهت های زیادی بین این دو سیستم کنترل پیدا کنید. پی ال سیها طوری برنامه ریزی می شوند تا با همکاری تجهیزات مکانیکی کارهایی را انجام دهند. در نتیجه وظایفی را انجام می دهند که قبلاْ باید توسط نیروی انسانی و به صورت دستی انجام می شد. قطعاً هرچه در یادگیری پی ال سی پیش بروید، حجم اطلاعات هم بیشتر خواهد شد. تا اینجا با عملکرد پردازنده به عنوان یکی از ماژول های پی ال سی آشنا شدید. همینطور، همواره نقش عملکرد مغز انسان را در درک بهتر ماهیت و منطق CPU به یاد داشته باشید.
ماژول های پی ال سی – ورودی و خروجی
ماژول های پی ال سی (PLC) ابزارهای بسیار مهم در صنعت هستند که برای کنترل و مدیریت دستگاه ها و فرآیندها استفاده می شوند. یکی از اجزای اساسی هر سیستم PLC، ماژول های ورودی و خروجی می باشد که نقش بسیار مهمی در عملکرد کلی PLC دارند.
ماژول های ورودی در PLC وظیفه آنالیز ورودی های خارجی مانند سنسورها، اهرم ها و دیگر دستگاه های خارجی را دارند و اطلاعات دریافتی را به سیستم PLC ارسال می کنند. این اطلاعات می تواند اطلاعات دیجیتالی (ON/OFF) یا اطلاعات آنالوگ باشد. ماژول های ورودی معمولاً دارای چندین ورودی مستقل هستند که به PLC اجازه می دهند اطلاعات مختلف را همزمان دریافت کند.
ماژول های خروجی در PLC وظیفه کنترل و مدیریت دستگاه ها و فرآیندها را دارند و اطلاعاتی که توسط PLC پردازش شده اند را به دستگاه های خارجی ارسال می کنند. این دستگاه ها می توانند شیرها، موتورها، ولووم ها و سایر دستگاه های کنترلی باشند. ماژول های خروجی معمولاً دارای چندین خروجی مستقل هستند که به PLC اجازه می دهند اطلاعات مختلف را همزمان ارسال کند.
به طور کلی، ماژول های ورودی و خروجی اجزای اساسی و حیاتی هر سیستم PLC هستند که بدون آن ها عملکرد صحیح و کارآمد PLC تضمین نمی شود. استفاده از ماژول های ورودی و خروجی با کیفیت و قابل اطمینان از اهمیت بسیاری برخوردار است و برای انجام عملکردهای صنعتی به صورت صحیح و دقیق لازم است.
مروری بر ماژول ورودی و خروجی
یکی دیگر از مهمترین ماژول های پی ال سی ماژول ورودی و خروجی می باشد. این ماژول به اختصار با �/�I/O نشان داده می شود. این ماژول ها وظیفه اتصال پردازنده را به جهان بیرون و ماشین آلات برعهده دارند. همیشه در هر سیستم پی ال سی، تعدادی ماژول به ورودی ها و تعدادی ماژول به خروجی ها تخصیص داده می شوند. ماژول ورودی، حالت مربوط به سیگنال های ورودی را شناسایی می کند.
کلیدهای شستی، سوئیچ ها و سنسورهای دما مثال هایی از سیگنال ورودی می باشند. در سوی دیگر، ماژول خروجی وظیفه دارد حالت خروجی های سیستم را تغییر دهد. رله ها، راه اندازهای موتور و چراغ ها مثال هایی از خروجی های سیستم پی ال سی می باشند.
کمیت های دیجیتال
رایج ترین کمیت های مورد استفاده به عنوان ماژول های پی ال سی در ورودی و خروجی، کمیت های دیجیتال یا گسسته می باشند. مفهوم این کمیت ها بسیار ساده می باشد. کمیت های گسسته، سیگنال هایی می باشند که مثل شکل زیر، فقط دو مقدار روشن یا خاموش دارند. برای مثال از ورودی های گسسته پر کاربرد در پی ال سی، می توان کلیدهای شستی، سنسورهای مجاورت، چراغ ها، رله ها و راه اندازِ موتور را نام برد.
در مثال مربوط به ماشین ظرف شویی که در آموزش پی ال سی ارائه شده بود، کلید راه اندازی، سوئیچ درِ ماشین ظرف شویی و سوئیچ سطح آب، جزء ورودی های دیجیتال به حساب می آیند. همینطور شیرِ پر کن و شیر تخلیه آب و همینطور المنت حرارتی اشاره شده در آن مثال هم خروجی هایی از جنس دیجیتال می باشند.
کمیت های دیجیتال فقط دو مقدار صفر و یک می پذیرند. به عبارت دیگر، یا کاملاً وجود دارند یا اصلاً وجود ندارند. یا روشن می باشند یا خاموشند و هیچ حدِ وسطی بین این دو مقدار نخواهند داشت.
کمیت های آنالوگ
نوع دیگری از کمیت های مورد استفاده به عنوان ماژول های پی ال سی در ورودی و خروجی، کمیت های آنالوگ یا پیوسته می باشند. سیگنالی که از جنس کمیت های آنالوگ باشد، می تواند مطابق شکل زیر، هر مقدار از یک دامنه مشخص را اختیار کند.
برای مثال، یک سیگنال آنالوگ می تواند مقدار ولتاژ دلخواهی را در دامنه صفر تا ۱۰ ولت بپذیرد. مقدار این سیگنال می تواند ۲، ۳ یا حتی 8/5 ولت باشد. دمای هوا، فشار روغن و شدت نور، مثال هایی از کمیت های آنالوگ می باشند. در دنیای پی ال سی، ورودی های آنالوگ معمولاً به صورت یکی از موارد زیر اندازه گیری می شوند:
- 10- تا 10+ ولت جریان مستقیم
- صفر تا 10+ ولت جریان مستقیم
- 1+ تا 5+ ولت جریان مستقیم
- صفر تا 1 میلی آمپر
- صفر تا 20 میلی آمپر
- 4 تا 20 میلی آمپر
در واقع، ماژول ورودی آنالوگ، ولتاژ یا جریان را از تجهیز ورودی دریافت می کنند. به طور مشابه، ماژول خروجی آنالوگ هم خروجی را به یکی از همین شکل هایی که معرفی شد، ایجاد می کند. ورودی آنالوگ می تواند به هر میزان اندکی کاهش یا افزایش یابد. در مقابل، پی ال سی هم قادر است خروجی را به هر میزان اندکی کاهش یا افزایش دهد.
برای مثالی از ورودی در محیط های واقعی صنعتی می توان به سنسورهای دما (مثل سنسورهای RTD و ترموکوپل ها) و سنسورهای فشار روغن اشاره کرد. سنسور دمایی را با دامنه اندازه گیری 50- تا 150+ درجه سلسیوس در نظر بگیرید.
این سنسور، دما را به هر میزانی در این بازه اندازه گرفته و به جریانی در مقیاس 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می کند. از خروجی های آنالوگ هم می توان برای کنترل توان خروجی یک ژنراتور و میزان گشودگی یک شیر کنترلی استفاده کرد. برای تنظیم خروجی یک ژنراتور در بازه صفر تا 2000 کیلووات می توان از خروجی آنالوگ صفر تا 10+ ولت در جریان مستقیم استفاده کرد.
پروتکل های ارتباطی صنعتی
در این بخش چگونگی ارسال داده به کنترلرها و تجهیزات دیگر و دریافت داده از آن ها را توضیح می دهیم. بدین منظور یک سری پروتکل های ارتباطی صنعتی تعریف شده می باشد. این عنوان، بسیار وسیع و توضیحات آن به شدت مفصل می باشد. در اینجا فقط به معرفی اجمالی این پروتکل ها می پردازیم. انواع زیادی از پروتکل های ارتباطی صنعتی وجود دارد. از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پروتکل Modbus
- پروتکل PROFINET
- پروتکل PROFIBUS
- پروتکل DNP
- پروتکل BACnet
- پروتکل ControlNet
- پروتکل EtherNet/IP
از مهمترین تفاوت های انواع پروتکل ها می توان به نوع ارسال و دریافت داده، مدت زمان و سرعت انتقال داده و همینطور حداکثر تعداد تجهیزات قابل پشتیبانی توسط آن شبکه اشاره کرد. توجه کنید که امکان دارد در پیکربندی یک سیستم از چند پروتکل به صورت همزمان استفاده شود.
در این بین، Modbus یکی از قدیمی ترین و پرطرفداراترین پروتکل ها می باشد. پروتکل Modbus به خاطر سادگی، هنوز هم به طور گسترده در بسیاری از تجهیزات و پی ال سیها به کار می رود. ضمناً برای شروع یادگیری این مبحث بهترین گزینه محسوب می شود. پروتکل Modbus، یک پروتکل ارتباطی سریال و از نوع «فرمانده/ فرمان بر» (Master/Slave) می باشد. یعنی یکی از تجهیزات، فرمانده و دیگر تجهیزات، در نقش فرمان بر خواهند بود.
در Modbus، فرمانده می تواند با توجه به قابلیت تعریف شده در تجهیزات فرمان بر، داده را از روی آن ها بخواند یا داده جدیدی روی آن ها بنویسد. مطابق این پروتکل، پی ال سی می تواند نقش فرمانده را برای تجهیزات متصل به خودش ایفا کند.
در شکل زیر از پروتکل Modbus برای ارتباط بین چند پی ال سی از سازنده های مختلف استفاده شده می باشد. پی ال سی با استفاده از ماژول های ورودی دیجیتال و آنالوگ و فرمان برهای Modbus (یا هر پروتکل ارتباطی دیگری) به داده ها دسترسی پیدا می کند. پس از آن، CPU عملیات منطقی را روی این ورودی ها انجام می دهد. در آخر هم با کمک ماژول های خروجی دیجیتال و آنالوگ، فرمان برهای Modbus، فعال یا غیر فعال می شوند.
فروش انواع پی ال سی زیمنس در پارس اتوماسیون توانا، نمایندگی معتبر برند زیمنس
اگر به دنبال یک راهکار پیشرفته برای سیستم های الکتریکی و الکترونیکی خود هستید، پی ال سی زیمنس یک گزینه عالی برای شماست. با توجه به تکنولوژی پیشرفته و عملکرد برتری که این پی ال سی ها دارند، شما می توانید از آن ها برای اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیندها، سیستم های خودرو و بسیاری دیگر از کاربردها استفاده کنید.
پی ال سی زیمنس به عنوان یکی از پیشتازان در زمینه فناوری الکترونیکی شناخته می شود و ارائه دهنده انواع محصولات با کیفیت و قابل اعتماد است. از جمله مزایای استفاده از پی ال سی های زیمنس می توان به سهولت برنامه نویسی، انعطاف پذیری در طراحی سیستم، افزایش کارایی و کاهش هزینه ها اشاره کرد.
با توجه به اهمیت و تأثیرگذاری این پی ال سی ها در صنایع مختلف، انتخاب یک تامین کننده معتبر و مطمئن بسیار حیاتی است. شرکت ما با سال ها تجربه در این حوزه و ارائه محصولات اصلی و با کیفیت، می تواند بهترین گزینه برای شما باشد.
با استفاده از پی ال سی های زیمنس از توانایی بالایی برای کنترل و مانیتورینگ سیستم های الکتریکی و الکترونیکی خود برخوردار خواهید بود. این پی ال سی ها با قابلیت های منحصر به فرد و پشتیبانی فنی برتر، به شما امکان می دهند تا به آسانی و با اطمینان بالایی از عملکرد سیستم های خود استفاده کنید.
پس برای بهره مندی از این فناوری پیشرو و انجام کارهای خود با بهترین کیفیت و کارایی، حتماً به پارس اتوماسیون توانا مراجعه کنید و از این فرصت برای بهبود عملکرد و کسب موفقیت در کسب و کار خود استفاده کنید.
