اصول طراحي سيستم كنترلي با استفاده از PLC

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز،

اتوماسيون صنعتي :

مفهوم كنترل كردن یك پروسه، كاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد:

مشخص كردن ترتیب كار ماشین
انتخاب مدل PLC
اختصاص دادن آدرسهایی از حافظه PLC به ترمینالهای ورودی و خروجی
برنامه‌نویسی و ذخیره آن در حافظه PLC
تست نهایی و اجرای برنامه كنترلی



مفهوم كنترل كردن یك پروسه، كاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد:

مشخص كردن ترتیب كار ماشین
عملیات سیستم كنترلی توسط المانهای ورودی تعیین می‌شود، بسته به شرایط موجود یك سیگنال به PLC فرستاده می‌شود. در پاسخ، كنترلر بر طبق برنامه كنترلی كه در حافظه خود دارد سیگنالی به ترمینالهای خروجی، كه كار دستگاه را كنترل می‌كنند، می‌فرستد و به این ترتیب عمل كنترلی خواسته شده، انجام می‌شود. قبل از نوشتن برنامه باید فلوچارت ترتیب و توالی عملیات را رسم كنید.

با بررسی سیكل كاری پروسه‌ای كه می‌خواهیم كنترل كنیم، مشخص كردن تعداد و نوع Input/Output های سیستم و با توجه به دقت مورد نیاز، PLC مناسب را انتخاب می‌كنیم. در مورد انتخاب یك PLC بایستی مشخصه‌های زیر را تعیین كنیم:
تعداد ورودی‌ها
تعداد خروجی‌ها
نوع ورودی و خروجی‌های دستگاه
تعداد رجیستر‌ها و بیت‌های كمكی
تعداد تایمر‌ها و شمارنده‌های مورد نیاز
اندازه حافظه
سرعت اجرای برنامه و پاسخ‌دهی دستگاه Scan Time
برخی از شركت‌های مشهور سازنده PLC عبارتند از : LG ، MITSUBISHI، TELEMECANIQUE، OMRON ، ALAM BRADLEY ، SIEMENS‌ و...



اختصاص دادن آدرسهایی از حافظه PLC به ترمینالهای ورودی و خروجی:
سومین قدم این است كه تمامی قطعات كمكی كه به PLC وصل می‌شوند باید مشخص شوند. بعد از گرفتن لیست از این قطعات، به هر كدام از آنها آدرسی از حافظه PLC I/O اختصاص داده می‌شود. در حین سیم‌بندی مدار هم باید دقت كرد كه این قطعات به ترمینالهای مشخص شده وصل شوند. مشخص كردن آدرس‌های ورودی خروجی باید قبل نوشتن برنامه انجام شود. چرا كه این آدرس‌ها به كنتاكتهایی كه در برنامه نردبانی استفاده خواهد شد، معنی می‌دهد.

بعد از تجزیه تحلیل مدار و انتخاب PLC حال نوبت به برنامه‌نویسی آن می‌رسد. برنامه با توجه به ترتیب عملیات كه در قدم اول مشخص شده، نوشته می‌شود. زبان برنامه‌نویسی آن كه بصورت اعداد و حروف است از یك استاندارد مشخصی تبعیت می‌كند. روشهای نمایش برنامه در تمام PLCها مشترك می‌باشد و به سه صورت زیر است:
دیاگرام نردبانی LADDER DIAGRAM
سیستم كنترل فلوچارت CONTROL SYSTEM FLOWCHART
لیست بیانی ( STATEMENT LIST ( MNEMONIC CODE

برای نوشتن برنامه در PLCمی‌توان از برنامه‌ریز دستی programmer console و یا PC استفاده كرد. هر كدام از سازنده‌های PLC نرم‌افزاری برای محصول خود ارائه كرده‌اند كه اغلب هر سه روش برنامه‌نویسی، LADDER، CSF، STL را پشتیبانی می‌كند و می‌توان براحتی PLC را به كامپیوتر وصل كرد. از طریق پورت RS232-C، می‌توان برنامه نوشته شده را به حافظه PLC فرستاده و در آنجا ذخیره نمود.

در نوشتن برنامه كنترلی می‌توان از دستورات منطقی، محاسباتی و انتقال داده استفاده نمود. دستورات منطقی مثل NOT، XOR، OR، AND و... دستورات محاسباتی مانند انواع جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، دستورات مثلثاتی، توان، لگاریتم، تبدیل كدها، محاسبات مربوط به اعداد اعشاری، دستورات مقایسه و ....

معمولا در مواقعی كه بخواهیم در كار ماشین وقفه‌ای ایجاد كنیم یا در بین فرآیندها فاصله قایل شویم و یا زمان لازم برای انجام یك یا چند فرآیند در نظر گرفته شود از تایمر‌های داخلی PLC در مدهای مختلف تاخیر در وصل، تاخیر در قطع، تایمر حافظه‌دار، مولد پالس و... استفاده می‌كنیم. برای شمارش پالس‌های ورودی، شمارش سیكل‌های كاری و یا كاربردهایی از قبیل شمارش تعداد قطعاتی كه از جلوی سنسوری رد شده‌اند و... از كانترهای داخلی خود PLC استفاده می‌كنیم. این كانترها را در هر دو حالت بالا شمار و پایین شمار می‌توان بكار برد. تعداد تایمر/ كانتر از 256تا برای مدل‌های پایین PLC تا چند هزار عدد برای مدل‌های بالاتر می‌باشد كه دسترسی به آنها تنها با نوشتن چند خط برنامه و بصورت نرم‌افزاری امكان‌پذیر بوده و هیچ نیازی به قطعات خارجی و سیم‌بندی اضافی و حجیم كردن تابلو كنترل ندارند.

تست نهایی و اجرای برنامه كنترلی:

قبل از آنكه شستی استارت زده شود، بی‌خطر بودن سیستم كاملا تست خواهد شد و از درست وصل شدن قطعات خروجی به ترمینالهای PLC بر طبق آدرس‌های اختصاص داده شده اطمینان حاصل می‌شود. بعد از تایید نهایی می‌توان عملیات كنترلی را آغاز نمود. برای اجرای برنامه بایستی PLC را به مد اجرا RUN برده و كلید استارت را فشار دهیم.

بعد از مشاهده عملكرد ممكن است سیستم نیاز به اشكال‌زدایی داشته باشد تا در صورت لزوم عملكرد سیستم بهتر شود. در این صورت هم فقط برنامه PLC است كه تغییر خواهد كرد