کد خبر: ۳۶۹۳۵
تاریخ انتشار: ۱۵:۴۴ - ۲۹ بهمن ۱۳۹۷
در این مقاله مقدمات برنامه‌نویسی PLC کنترلگر‌های منطقی را با کمک زبان نردبانی (Ladder) شروع می‌شود. در انتهای مطلب نیز دو مثال کاربردی از برنامه نویسی PLC ارائه خواهد شد.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، در این آموزش قصد داریم نگاهی جدی‌تر به PLC بیاندازیم و مقدمات برنامه‌نویسی این کنترلگر‌های منطقی را با کمک زبان نردبانی (Ladder) شروع کنیم. در انتهای مطلب نیز دو مثال کاربردی از برنامه نویسی PLC ارائه خواهد شد.

المان‌های اصلی در برنامه نویسی PLC

زبان نردبانی یکی از زبان‌های محبوب در برنامه نویسی PLC محسوب می‌شود. این زبان شباهت زیادی به مدار‌های رله‌ای دارد. در نتیجه، یادگیری آن برای کسانی که با مدار‌های رله‌ای سر و کار داشته‌اند، بسیار ساده است. به همین دلیل زبان نردبانی به عنوان اولین زبان در یادگیری PLC به علاقمندان توصیه می‌شود. پس از آن می‌توان به سراغ زبان‌های دیگر مانند STL و FBD رفت. از طرف دیگر، عیب‌یابی برنامه نوشته شده هم، با این زبان آسان‌تر است. زیرا در این زبان همه المان‌ها به صورت گرافیکی و دیداری به کار رفته‌اند. تمام نمادها، مشابه نماد الکتریکی متناظرشان مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نتیجه می‌توان تمام فرآیند را به راحتی در آن دنبال کرد. در شکل زیر نمونه‌ای از نماد‌های به کار رفته در این زبان مشاهده می‌شود. شاید اولین چیزی که با دیدن این تصویر جلب توجه می‌کند، خطوط عمودی در سمت چپ و راست نمودار باشند. در واقع، این دو خط، خطوط برق‌دار هستند. تمام منطق برنامه بین این دو خط و روی خطوط افقی نوشته می‌شود. در ادامه، ساده‌ترین نوع ورودی و خروجی را معرفی می‌کنیم که به عنوان الفبای این زبان به حساب می‌آیند. سپس عملگر‌های منطقی را مرور خواهیم کرد.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال
المان‌های رله‌ای

المان‌های رله‌ای شامل رله ورودی باز، رله ورودی بسته و رله خروجی می‌شوند. این المان‌ها به ترتیب با کنتاکت باز، کنتاکت بسته و بوبین کنتاکتور متناظر هستند. بوبین کنتاکتور، تجهیزی الکترومغناطیسی است که می‌تواند با ورود جریان برق به داخل سیم‌پیچ‌هایش، وضعیت کنتاکت‌های متناظرش را تغییر دهد. این المان‌ها با نماد‌های به کار رفته در شکل زیر نشان داده شده‌اند. نماد کنتاکت‌های متناظر بوبین، مشابه کنتاکت‌های باز و بسته است. ورودی‌ها را می‌توان به عنوان کلید شستی یا کلید فرض کرد. در برنامه نویسی PLC باید به تفاوت این دو نوع ورودی دقت کنید. کلید شستی با فشردن، وصل و با رها کردن، قطع می‌شود. اما کلید با فشردن، وصل شده و پس از رها شدن، باز هم وصل می‌ماند. به عنوان مثالی از خروجی‌ها هم می‌توانید یک چراغ یا موتور الکتریکی را در نظر بگیرید.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال
 
مروری بر عملگر‌های منطقی

پیش از اینکه به چگونگی ارتباط بین این نماد‌ها بپردازیم، نیاز داریم روابط منطقی و مقادیر بولین (Boolean) را مرور کنیم. دو عملگر منطقی که در برنامه نویسی PLC، بیشتر با آن‌ها سر و کار خواهیم داشت، عملگر‌های AND و OR هستند. دو کنتاکت باز A. و B. را در نظر بگیرید که مطابق شکل زیر به صورت سری در کنار هم قرار گرفته‌اند. در این حالت، عملگر بین آن‌ها AND خواهد بود. همان‌طور که می‌بینید نوع ترسیم این عملگر شباهت زیادی به مدار الکتریکی دارد. در مدار الکتریکی، A. و B. می‌توانند نمایش دهنده دو کلید باز باشند. در این حالت لامپ Y. که به عنوان خروجی در نظر گرفته شده است، وضعیتی مطابق شکل زیر خواهد داشت. در اینجا تنها با بسته بودن همزمان هر دو کلید، لامپ Y. روشن می‌شود. به عبارت دیگر، مقدار هریک از رله‌های A. و B. باید یک (True) باشد تا مقدار خروجی هم یک شود. در هیچ یک از حالت‌های دیگر، خروجی برق‌دار نخواهد شد. در این حالت‌ها، خروجی مقدار صفر (False) خواهد داشت. در تصویر زیر، شماتیک کامل هر چهار حالت نشان داده شده است. رنگ سبز، نشانه برق‌دار بودن پایه‌هاست.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال

حال به سراغ عملگر OR می‌رویم. نمودار شکل زیر همانند مدار در حالت OR رسم شده است. A. و B. مانند دو کلید باز هستند که به صورت موازی با هم بسته شده‌اند. در این حالت نیز، مقادیر خروجی به صورت جدول زیر خواهد بود. در اینجا کافیست تا حداقل یکی از کلید‌ها بسته شود. در این حالت لامپ Y. روشن می‌شود. فقط در حالتی که هر دو کلید باز باشند، خروجی برق‌دار نخواهد شد. تصویر زیر، شماتیک کامل هر چهار حالت ممکن را برای عملگر OR نشان می‌دهد. پایه‌های برق‌دار با رنگ سبز نشان داده شده‌اند.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال
در ادامه با ارائه دو مثال ساده سعی خواهیم کرد با چگونگی استفاده از این المان‌ها در برنامه نویسی PLC آشنا شویم.

مثال ۱

سؤال: مداری طراحی کنید که با فشردن کلید شستی I۱، خروجی Q۱ روشن شود و روشن بماند. همچنین با زدن کلید شستی I۲خروجی غیرفعال شود.

پاسخ: این مدار در شکل زیر رسم شده است. کلید شستی (با توجه به ماهیتش) یک لحظه فشرده و سپس رها می‌شود. در مرحله اول با زدن کلید شستی I۱(کلید راه‌اندازی)، جریان در مسیر شماره ۱ برقرار می‌شود. به محض اینکه خروجی Q۱ برق‌دار شود، تیغه نگهدارنده q۱ تغییر وضعیت می‌دهد. در نتیجه، این تیغه بسته می‌شود و بسته می‌ماند. در این حالت برق از مسیر ۲ جریان پیدا می‌کند و برقرار می‌ماند. حال کلید I۱ رها شده و مسیر ۱ قطع می‌شود. ولی به دلیل وصل بودن مسیر ۲، خروجی همچنان فعال می‌ماند. برای غیرفعال شدن خروجی، کلید شستی I۲ را در جایی قرار داده‌ایم که برق در کل مسیر (قسمت مشترک مسیر‌های ۱ و ۲) قطع شود. با فشردن کلید شستی I۲، دیگر جریان برق به خروجی Q۱ نمی‌رسد و خروجی غیرفعال می‌شود. در نتیجه، تیغه‌های متناظر آن تغییر وضعیت می‌دهند. در این حالت تیغه q۱ که قبلاً بسته بود، باز می‌شود. حال کلید شستی I۲ را رها می‌کنیم. در این وضعیت، هر دو مسیر ۱ و ۲ باز است. در نتیجه، خروجی Q۱غیرفعال باقی می‌ماند.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال
مثال ۲

سؤال: مداری طراحی کنید که با زدن کلید شستی I۱، خروجی روشن شود و روشن بماند. سپس با زدن دوباره کلید شستی I۱خروجی غیرفعال شود.

پاسخ: در این مثال، برای هر دو عمل راه‌اندازی و توقف، فقط از یک کلید شستی استفاده شده است. نمونه‌ای از این مدار، برای باز و بسته کردن درِ اتوبوس‌های شهری استفاده می‌شود. این مدار را در شکل زیر مشاهده می‌کنید. احتمالاً اولین سؤالی که با دیدن این مدار به ذهنتان می‌رسد، تعداد زیاد خروجی‌هاست. در حالی که در صورت سؤال، فقط یک خروجی ذکر شده است. در اینجا، از خروجی‌های Q۱و Q۲ به عنوان خروجی کمکی استفاده کرده و خروجی اصلی را با Q۳نشان داده‌ایم. در برنامه‌نویسی PLC، به وفور با چنین مواردی مواجه خواهیم شد.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال

اکنون به ادامه حل مثال برمی‌گردیم. با زدن کلید شستی I۱برق در مسیر شماره ۱ جریان پیدا می‌کند. با برق‌دار شدن خروجی کمکی Q۱، تیغه‌های متناظر آن تغییر وضعیت می‌دهند. یعنی تیغه‌های باز q۱ بسته و تیغه‌های بسته q۱ باز می‌شوند. در نتیجه، مسیر ۵ برق‌دار و خروجی Q۳ که خروجی اصلی است، فعال می‌شود. در مجموع و پیش از رها کردن کلید شستی، مسیر‌های شماره ۱، ۲، ۵ و ۶ بسته و مسیر‌های ۳ و ۴ باز هستند. حال با رها کردن کلید شستی، تمام مسیر‌های ۱ تا ۴ قطع می‌شوند. به دلیل نرسیدن برق به خروجی کمکی Q۱، تیغه‌های متناظر آن هم تغییر وضعیت می‌دهند تا مسیر شماره ۵ هم قطع شود. در این وضعیت، فقط مسیر شماره ۶ بسته است و خروجی Q۳فعال باقی می‌ماند. شکل زیر، وضعیت مدار را بعد از یک بار فشردن و سپس رها کردن کلید شستی نشان می‌دهد.

برنامه نویسی PLC  به همراه مثال

اکنون برای بار دوم و به منظور توقف (یا بسته شدن درِ اتوبوس) کلید شستی را فشار می‌دهیم. این بار، برق از مسیر شماره ۳ عبور می‌کند و به خروجی کمکی Q۲‌می‌رسد. با برق‌دار شدن Q۲، تیغه‌های متناظر آن تغییر وضعیت می‌دهند. در نتیجه، تیغه بسته q۲ باز شده و مسیر شماره ۶ را باز می‌کند. با قطع جریان برق در مسیر شماره ۶، برق به خروجی Q۳نمی‌رسد. بنابراین، تیغه‌های متناظر با این خروجی تغییر وضعیت می‌دهند. با دقت در مدار می‌بینید که پس از رها کردن کلید شستی، تیغه‌های باز و بسته به شکل تصویر اول درمی‌آیند و خروجی اصلی، غیرفعال باقی می‌ماند.

خروجی مجازی در PLC

در حل مثال ۲ از خروجی‌های کمکی ۱ و ۲ کمک گرفتیم. در برنامه نویسی PLC به این خروجی‌ها، خروجی مجازی (Flag) گفته می‌شود و آن‌ها را با M. نمایش می‌دهند. در واقع، خروجی‌های مجازی، رله‌هایی فرضی هستند که به هیچ خروجی واقعی متصل نیستند، ولی بوبین و کنتاکت دارند. تعداد مجاز استفاده از این خروجی‌ها، در هر نوع PLC متفاوت است و به کارخانه سازنده و ورژن آن بستگی دارد.
 
منبع:فرادرس
ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار