در این مطلب قصد داریم به آموزش پی ال سی به زبان ساده بپردازیم، امروزه استفاده از رله های قابل برنامه ریزی در صنعت غیرقابل انکار است از کارخانجات کوچک و ساختمان های مسکونی گرفته تا کارخانجات بزرگ، استفاده از رله ها و PLC ها را از ملزومات کار خود دانسته اند. از آن جایی که استفاده از مدارات فرمان و قدرت به تنهایی باعث افزایش حجم کار و پیچیدگی بعضی از مدارات می شود استفاده از رله های برنامه ریزی با قابلیت طراحی بسیار آسان، اهمیت آن را دوچندان می کند به همین خاطر میخواهیم آموزش پی ال سی به زبان ساده را در این مقاله یاد بگیریم.
پی ال سی چیست؟ آموزش پی ال سی به زبان ساده
عبارت Programmable Logic Control) پی ال سی)، مخفف مجموعه کلماتی است که عبارتند از کنترل گر منطقیِ برنامه پذیر. می توان آن را به عنوان کامپیوتر صنعتی کوچکی در نظر گرفت که از کنار هم قرار گرفتن چندین قطعه یا ماژول تشکیل شده و هدفش کمک به کنترل فرآیندهای صنعتی است. از این تجهیزات در کارخانه ها و محیط های صنعتی و به منظور کنترل موتورها، پمپ ها، چراغ ها، سیستم های تهویه، ترمزهای مدار و سایر ماشین آلات استفاده می شود. برای شروع مقدماتی آموزش پی ال سی بهتر است خلاصه ای از تاریخچه آن را ارایه کنیم.
در صنعت، رله های قابل برنامه ریزی مختلف با اسامی گوناگون وجود دارد که از مقایسۀ آن ها می توان دریافت نحوۀ اتصال و سیم کشی انواع رله ها تقریباً با یک دیگر یکسان اند و تنها از نظر شکل نرم افزار و نحوۀ برنامه ریزی تفاوت هایی دارند.
امروزه رله های قابل برنامه ریزی، فصل مشترک فعالیت بسیاری از برق کاران و حتی مشاغل مرتبط با رشتۀ برق شده است و در طراحی و سیم کشی برق، مثل نورپردازی ها و روشنایی خودکار ساختمان ها می توان آن را به کار گرفت. هم چنین از این رله می توان در سیستم های حفاظتی و ساختمان های هوشمند به عنوان یک کنترل کننده در کنار سایر قطعات هوشمند استفاده کرد و این سیستم ها را توسعه داد. آموزش پی ال سی به زبان ساده
رله های قابل برنامه ریزی می تواند با دریافت پیامک، سیستمی را فعال کند یا دارای اپلیکیشنی باشد که با استفاده از تلفن همراه هوشمند، فرمانی را برای راه اندازی و خاموش کردن سیستمی به کار گیرد.
هدف ساخت پی ال سی چیست؟ آموزش پی ال سی به زبان ساده
می توان گفت مهمترین نقطه قوت پی ال سی در مقابل سیستم های کنترل قدیمی در این است که شما می توانید پس از اینکه طرح مدنظر خود را برنامه ریزی کردید، برگردید و مجدداً برنامه و طرح خود را تغییر دهید. اینکار هزینه کمی نسبت به سیستم های قدیمی دارد و این هزینه فقط در زمانی است که برنامه نویس باید برای تغییر برنامه خود صرف کند.
لامپی را در نظر بگیرید که به یک کلید متصل شده است. لامپ دو حالت بیشتر ندارد، یا روشن است و یا خاموش:
به شما گفته شده است که کاری کنید تا وقتی کلید در حال وصل (ON) قرار گرفت، پس از 30 ثانیه لامپ روشن شود. مسلماً در این ساختار سیمی، پیاده سازی چنین چیزی بسیار دشوار است.
تنها راهی که شاید بتوانید به این هدف دست پیدا کنید این است که سیم کشی مدار خود را تا جایی زیاد و پیچیده تر کنید که بتوانید به این تاخیر مد نظر دست پیدا کنید. البته باز هم در عمل این کار بسیار دشوار است! بله برای یک تغییر جزیی، به دردسرهای بزرگی می افتیم و اینجاست که نقش کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) مشهود و پررنگ می شود. به طوری که نیاز به هیچ سیم کشی اضافه ای در سیستم نداریم.
تنها کافیست چند خط کد ساده به برنامه اضافه کنیم؛ با این کارکرد که کنترلر 30 ثانیه تاخیر در روشن کردن لامپ پس از فشردن کلید بیندازد. گذشته از این با حضور پی ال سی، اکنون شما می توانید چندین ورودی مختلف را دریافت کرده و در سمت خروجی هم چندین دستگاه خروجی متفاوت را کنترل نمایید و این مثال تنها یک نمونه بسیار ساده از کارکرد پی ال سی بود. یک PLC توانایی کنترل و اجرای فرآیندهای بسیار پیچیده تری را دارد.
کاربرد PLC
رلۀ قابل برنامه ریزی یا PLC ها در بعضی از تابلوهای برق مثل کنترل موتورخانۀ ساختمان ها، دستگاه های دارای دو یا چند موتورالکتریکی، کارگاه های کوچک صنعتی و نظایر آن هم مشاهده می شود. حتی می توان با استفاده از رلۀ قابل برنامه ریزی، عوامل فیزیکی مثل فشار، دما و نظایر آن را کنترل کرد؛ این نوع کنترل در تأسیسات الکتریکی کاربرد فراوان دارد.
کاربردهای PLC در صنعت آموزش پی ال سی به زبان ساده
PLC ها در خیلی از وسایل و لوازم دنیای اطراف ما استفاده می شوند. اگر می گوییم اکنون دورۀ صنعت است، بهتر است بگوییم دورۀ PLC است. اگر شغل شما مرتبط به ماشین سازی، بسته بندی، مواد شناسی، مونتاژ خودکار یا یکی دیگر از صنایع بی شمار است، شما یکی از کاربران PLC هستید و حتما دنبال آموزش پی ال سی باشید وگرنه وقت و پول خود را هدر می دهید. تقریباً تمامی لوازمی که نیاز به نوعی کنترل الکتریکی دارند، نیازمند PLC هستند به همین خاط نیاز است تا آموزش پی ال سی را جدی بگیریم.
صنایع اتومبیل سازی:
تست قطعات و تجهیزات، سیستم های رنگ پاش، شکل دادن بدنه به وسیلۀ پرس های اتوماتیک، سوراخ کاری، اتصال قطعات.
صنایع پلاستیک سازی:
ماشین های ذوب و قالب گیری تزریقی، دمش هوا، سیستم های تولید و آنالیز پلاستیک.
صنایع سنگین:
کوره های صنعتی، سیستم های کنترل دمای اتوماتیک، وسایل و تجهیزات مورد استفاده در ذوب فلزات.
صنایع شیمیایی:
سیستم های مخلوط کننده، دستگاه های ترکیب کنندۀ مواد با نسبت های مختلف. آموزش پی ال سی به زبان ساده
صنایع غذایی:
سیستم های عصاره گیری و بسته بندی.
صنایع ماشینی:
صنایع بسته بندی، صنایع چوب، سیستم های سوراخ کاری، سیستم های اعلام خطر و هشدار دهنده، سیستم های استفاده شده درجوش فلزات.
صنایع حمل و نقل:
جرثقیل ها، سیستم های نوار نقاله، تجهیزات حمل و نقل.
صنایع تبدیل انرژی:
ایستگاه های تقویت فشار گاز، ایستگاه های تولید نیرو، کنترل پمپ های آب، سیستم های تصفیه آب و هوای صنعتی، سیستم های تصفیه و باز یافت تصفیه و باز یافت گاز.
خدمات ساختمانی:
تکنولوژی بالابری، کنترل هوا و تهویۀ مطبوع ،سیستم های روشنایی خودکار.
ساختمان PLC چگونه است؟
به طور کلی رله های منطقی قابل برنامه ریزی از دو جزء اصلی تشکیل می شوند:
- اجزای ظاهری
- اجزای داخلی
الف. اجزای ظاهری:
رله های قابل برنامه ریزی از نظر ظاهری دارای اجزای زیر هستند:
- ورودی ها:
ورودی ها را با حرف I و یک شماره، مانند I1 و I2 و I3 و … در محل ترمینال های ورودی رله نشان می دهند. تعداد ورودی ها معمولاً 6 تا 12 عدد و یا بیشتر است. شستی ها، میکروسوییچ ها و عواملی که وظیفۀ وصل و قطع مدار را عهده دار باشند به این قسمت متصل می شوند.
- خروجی ها:
خروجی ها را با حرف Q و یک شماره، مانند Q1 و Q2 و Q3 و … در محل ترمینال های خروجی نشان می دهند. بوبین کنتاکتورها به این محل متصل می شوند. تعداد خروجی ها معمولاً 4 تا 6 عدد و یا بیشتر است. خروجی های رله های قابل برنامه ریزی در دو نوع رله ای و ترانزیستوری ساخته می شود این موضوع نوع سیم کشی آنها در خروجی را تحت تأثیر قرار می دهد.
- محل تغذیه:
مقدار ولتاژ مورد نیاز رله 12 ولت، 24 ولت مستقیم (DC) و یا 230 ولت متناوب (AC) است. معمولاً محل تغذیه با حروف N و L مشخص شده؛ تغذیه اولین ترمینال های سمت چپ هر رله را تشکیل می دهد
- نمایشگر :LCD
وسیله ای برای مشاهده برنامه ریزی دستی یا نمایش پیام است.
- کلیدهای معمولی و جهت دار: آموزش پی ال سی به زبان ساده
برای برنامه ریزی دستی از کلیدهای جهت دار استفاده می شود.
- محل اتصال کابل
یک سر کابل ارتباطی RS232 یا USB را به رله و سمت دیگر را به کامپیوتر اتصال داد. در نمونه های جدید از کابل شبکهLAN RG45 برای ارتباط با رله استفاده می شود.
- حافظه جانبی آموزش پی ال سی به زبان ساده
با برداشتن درپوش آن می توان مموری کارت را به دستگاه اضاف کرد و حتی برنامه را از طریق مموری کارت به دستگاه وارد کرد.
ب. اجزای داخلی:
اجزای داخلی این رله ها از یک برد الکترونیکی به همراه یک سری قطعات الکترونیکی تشکیل شده است و بر پایۀ اصول و توابع منطقی کار می کند. این قسمت خود از سه جزء تشکیل شده است:
- پردازشگر:
انجام کارهای محاسباتی و مقایسه و نتیجه گیری فعالیت های منطقی به عهدۀ این بخش است.
- حافظه:
وظیفۀ این قسمت نگهداری و ذخیرۀ اطلاعات است. آموزش پی ال سی به زبان ساده
- منبع تغذیه:
تأمین ولتاژ مورد نیاز رله ها به عهدۀ این قسمت است.
اصطلاحاً به مجموعه سه جزء فوق، واحد پردازش مرکزی CPU یا مغز سیستم می گویند. آموزش پی ال سی به زبان ساده
مزایای PLC نسبت به مدارات رله ای
- طراحی و اجرای مدار های کنترل با استفاده از PLC بسیار ساده تر از مدارات رله ای می باشد.
- سرعت عمکرد بالا.
- قابلیت اتصال به انواع درایو های صنعتی و برد های کنترلی .
- دقت بالا. آموزش پی ال سی به زبان ساده
- استفاده از PLC موجب کاهش حجم و پیچیدگی تابلو می شود، لذا منطق کنترل فرمان با نرم افزار پیاده سازی می شود و باعث کابل کشی کمتر و کاهش عناصر می شود.
- PLC چون از قطعات الکترونیکی ساخته شده است، استهلاک مکانیکی ندارد بنابراین دارای عمر بیشتری خواهد بود.
- با استفاده از PLC می توان تایمر ها، شمارنده ها و رله های کمکی را از مدار حذف کرده و داخل PLC برنامه نویسی کرد. بنابراین PLC دارای مصرف کمتری می باشد.
- استفاده از PLC در فراید های صنعتی موجب صرفه جویی در هزینه تمام شده می شود.
- تغییر در منطق کنترل وعیب یابی بسیار سریع و آسان است.
معرفی انواع PLC ها:
در صنعت PLC بیش از یکصد کارخانه با تنوع بسیار در طراحی و ساخت انواع مختلف PLC فعالیت می کنند. PLC ها را می توان از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی / خروجی، وسعت عملیات (محلی یا وسیع) و … دسته بندی کرد. باید توجه داشت که برای ارزیابی قابلیت یک PLC باید. ویژگی های دیگری مانند پردازنده، زمان اجرای یک سیکل، سادگی زبان برنامه نویسی، قابلیت توسعه و … را در نظر گرفت.
زیمنس :Siemens
- S5
- S7 – 200
- S7 – 1200
- S7 – 300
- S7 – 400
تله مکانیک :Tele Mecanique آموزش پی ال سی به زبان ساده
- PERIMUM (TSX CSY)
- TWIDO
- M340
امرون :Omron آموزش پی ال سی به زبان ساده
- CPM
- CP1
- CJ1
ال جی :LG آموزش پی ال سی به زبان ساده
- XGT
- GOLFA – GM
- MASTER – K
و چند شرکت دیگر هم عبارتند از:
Mitsubishi, Alen bradly, Moeller, ABB DELTA, FATEC, Boush, General Electric
آموزش پی ال سی به زبان ساده
آموزش پی ال سی به زبان ساده
معرفی کنترل کننده های زیمنس:
PLC های سری :Simatic S5
در سال های اولیۀ تولید PLCشرکت های مختلف از جمله زیمنس تنها مدل S5 شرکت زیمنس بود که در شرایط رطوبت، گردوخاک و محیط های صنعتی عملکرد خوبی داشت و جواب گوی کاربران بود. به همین دلیل این شرکت در اتوماسیون صنایع مادر جایگاه ویژه دارد.
این خانواده از محصولان اولیۀ زیمنس بوند که در این نوع CPU امروزه دیگر تولید و پشتیبانی نمی شود.
PLCهای سری : S7 Simatic – 1200
این نوع PLC ها جدید ترین محصول از خانوادۀ اتوماسیون صنعتی زیمنس و جایگزین S7–200 است که تقریباً از سال 2009 روانه بازار شده است. در این سری PLC از CPU های قدرتمند تر نسبت به S7–200 استفاده شده است و قابلیت های جالبی برای برنامه نویسی و قابلیت ارتباط بین انسان و ماشین (HMI) در آن پیش بینی شده است که ارتباط با HMI در این مدل از طریق پورت LAN است. آموزش پی ال سی به زبان ساده
S7 Simatic – 1200 زیمنس قابلیت اضافه شدن 8 ماژول را داراست. نرم افزار برنامه نویسی آن TIAPORTAL است که کار را برای کاربران و مصرف کنندگان ساده کرده است. این سری به 4 دسته 212 و 214 و 215 و 217 تقسیم شده است.
PLCهای سری : S7 Simatic – 200
این نوع PLC ها به صورت Compact بوده و آن را میکرو پی ال سی معرفی می کنند. این مدل PLC دارای قیمت مناسب، سرعت پردازش بالا، سازگار بودن با انواع شبکه های صنعتی و ساختاری مناسب می باشد و برای کاربرد های کوچک مناسب است.
این PLC از سال 2016 به مرور زمان از رده تولید خارج شده است و از نوع کاربرد اتوماسیون صنعتی زیمنس می باشد که در رده های مختلف کاری قرار دارد، از جمله S7–216، S7–214 و S7–212.
S7 Simatic – 200 توانایی ارتباط با PLC های دیگر و ماشین آلات را از طریق شبکه دارد هم چنین برنامه نویسی با زبان های STL ،FBD ،LAD و زبان های استاندارد IEC1131 از خصوصیات این نوع PLC می باشد. ارتباط این PLC با کامپیوتر از طریق کابل PPI که دارای ارتباط نقطه به نقطه با نرخ سرعت 5/187 کیلو بیت در ثانیه می باشد.
S7 Simatic – 200 همانند لوگو زیمنس از طریق ماژول به شبکۀ اترنت متصل می گردد. آموزش پی ال سی به زبان ساده
PLCهای سری : S7 Simatic – 400
این نوع PLC ها نسل پیشرفته و در عین حال قدرتمند شرکت زیمنس است که از ویژگی های مهم و اصلی آن به سیکل زمانی کوتاه و سرعت بسیار بالا، قابلیت پردازش پیشرفتۀ صنعت، عملکرد ایمن و مطمین در محیط های با شرایط خاص می توان اشاره کرد.
ورودی و خروجی ماژول های S7 – 400 زیمنس در حالت تیوری به صورت نامحدود است و قابلیت اتصال به شبکه های صنعتی را به راحتی داراست. مهم ترین قابلیت آن Multicomputiry است که بر طبق این قابلیت امکان تقسیم یک برنامۀ سنگین و پیچیده روی چند CPU وجود دارد.
PLCهای سری : S7 Simatic – 300 آموزش پی ال سی به زبان ساده
پر کاربردترین محصول شرکت زیمنس S7 – 300 است که به دلیل داشتن ماژول های متعدد در کاربرد های مختلف استفاده می شود که در صنعت امروز (خودروسازی – هسته ای و دیگر مصارف) مورد استفاده قرار می گیرد. نرم افزار برنامه نویسی این PLC نمایندگی زیمنس Simatic Manager است.
از دیگر قابلیت های این PLC می توان به شبیه سازی اشاره کرد که وجود خطا را در آن به حداقل می رساند. مزایای استفاده از S7 – 300 قابلیت پردازش CPU بالا، اتصال به شبکۀ پروفی باس و پروفی نت، توانایی شبکه شدن با دیگر CPU ها و اتصال تا 32 ماژول و از همه مهم تر تنوع ماژول هاست.
مینی پی ال سی لوگو :Mini PLC Logo!
کنترل کننده ای ساده و ارزان قیمت است که برای کارهای کنترلی کوچک مانند ساختمان ها یا ماشین های کوچک کاربرد دارد. این کنترل کنندۀ منطقی قابل برنامه ریزی به صورت Compact بوده و برنامه نویسی آن توسط کلیدهای روی آن انجام می شود.
در بعضی از دستگاه های صنعتی، تعداد ورودی و خروجی مورد نیاز محدود است؛ به گونه ای که به کمک مدارهای ساده می توان کار کنترل را انجام داد. شرکت زیمنس در این مواقع به منظور کاهش هزینه ها، یک سری رلۀ هوشمند در سال 1966 به نام لوگو (LOGO!) وارد بازار کار کرد که به دلیل مدیریت ساده و کاربردی بودن آن، پیشرفت چشم گیری در مهندسی برق و اتوماسیون صنعتی به وجود آورد. آموزش پی ال سی به زبان ساده
لوگو کوچکترین PLC زیمنس از خانوادۀ اتوماسیون صنعتی زیمنس می باشد که در صنایع کوچک و ساختمان کاربرد زیادی دارد. در این مینی پی ال سی به تعداد 24 ورودی و 16 خروجی می توان استفاده کرد که در سری 8 قابلیت اترنت به آن اضافه شده است که با توجه به تکنولوژی این محصول زیمنس قابلیت شبکه شدن با 9 لوگو دیگر را دارد. از دیگر قابلیت ها می توان به صفحه نمایش 3 رنگ اشاره کرد که با توجه به عملکرد های متفاوت تغییر رنگ می دهد.
لوگو راه حل هایی جهت کنترل منطقی تأسیسات خانگی مثل سیستم روشنایی راه پله، سیستم روشنایی خارجی و داخلی و هم چنین برای تأسیسات صنعتی مثل سیستم تهویۀ هوا، کنترل ماشین هایی مثل موتورها، تسمه نقاله ها و… ارایه می دهد.
کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر جایگزین های خوبی برای مدارات رلۀ کنتاکتوری می باشند. PLC ها بر اساس ورودی هایی که توسط ترمینال ها دریافت می کنند اطلاعات را پردازش کرده و آن را برای اجرا به خروجی ارسال می کنند.
PLC های بزرگ برای کارهایی که نیاز به پردازش قوی و به ورودی خروجی بیشتری نیاز دارند استفاده می شود و برای کار های کوچک به دلیل قیمت بالا صرفۀ اقتصادی ندارد؛ به همین دلیل شرکت های سازندۀ PLC؛ برای رفع این مشکل رله های هوشمند را با ورودی خروجی کمتر با همان روال کاری تولید و به بازار عرضه کرده اند که برای کارهای کوچک و کاربردی استفاده بیشتری دارد.
