اصول طراحی سیستم کنترلی با استفاده از PLC

-مشخص کردن ترتیب کار 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 کنترلی
-مفهوم کنترل کردن یک پروسه، کاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد:

مشخص کردن ترتیب کار ماشین

عملیات سیستم کنترلی توسط المانهای ورودی تعیین می‌شود، بسته به شرایط موجود یک سیگنال به PLC فرستاده می‌شود. در پاسخ، کنترلر بر طبق برنامه کنترلی که در حافظه خود دارد سیگنالی به ترمینالهای خروجی، که کار دستگاه را کنترل می‌کنند، می‌فرستد و به این ترتیب عمل کنترلی خواسته شده، انجام می‌شود. قبل از نوشتن برنامه باید فلوچارت ترتیب و توالی عملیات را رسم کنید.

 

با بررسی سیکل کاری پروسه‌ای که می‌خواهیم کنترل کنیم، مشخص کردن تعداد و نوع Input/Output‌های سیستم و با توجه به دقت مورد نیاز، PLC مناسب را انتخاب می‌کنیم. در مورد انتخاب یک PLC بایستی مشخصه‌های زیر را تعیین کنیم:
تعداد ورودی‌ها
تعداد خروجی‌ها
نوع ورودی و خروجی‌های دستگاه
تعداد رجیستر‌ها و بیت‌های کمکی
تعداد تایمر‌ها و شمارنده‌های مورد نیاز
اندازه حافظه
سرعت اجرای برنامه و پاسخ‌دهی دستگاه Scan Time
برخی از شرکت‌های 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 که تمامی قطعات کمکی که به PLC وصل می‌شوند باید مشخص شوند. بعد از گرفتن لیست از این قطعات، به هر کدام از آن‌ها آدرسی از حافظه PLC I/O اختصاص داده می‌شود. در حین سیم‌بندی مدار هم باید دقت کرد که این قطعات به ترمینالهای مشخص شده وصل شوند. مشخص کردن آدرس‌های ورودی خروجی باید قبل نوشتن برنامه انجام شود. چرا که این آدرس‌ها به کنتاکتهایی که 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 که در قدم اول مشخص شده، نوشته می‌شود. زبان برنامه‌نویسی آن که بصورت اعداد و حروف است از یک استاندارد مشخصی تبعیت می‌کند. روشهای نمایش برنامه در تمام PLC‌ها مشترک می‌باشد و به سه صورت زیر است:
دیاگرام نردبانی LADDER DIAGRAM
سیستم کنترل فلوچارت CONTROL SYSTEM FLOWCHART
لیست بیانی STATEMENT LIST (MNEMONIC CODE
برای نوشتن برنامه در PLC می‌توان از برنامه‌ریز دستی programmer console و یا PC استفاده کرد. هر کدام از سازنده‌های PLC نرم‌افزاری برای محصول خود ارائه کرده‌اند که اغلب هر سه روش برنامه‌نویسی، LADDER، CSF، STL را پشتیبانی می‌کند و می‌توان براحتی PLC را به کامپیوتر وصل کرد. از طریق پورت RS۲۳۲ -C، می‌توان برنامه نوشته شده را به حافظه PLC فرستاده و در آنجا ذخیره نمود.

در نوشتن برنامه کنترلی 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 کدها، محاسبات مربوط به اعداد اعشاری، دستورات مقایسه و ….
معمولا در مواقعی که بخواهیم در کار ماشین وقفه‌ای ایجاد کنیم یا در بین فرآیند‌ها فاصله قایل شویم و یا زمان لازم برای انجام یک 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 می‌کنیم. برای شمارش پالس‌های ورودی، شمارش سیکل‌های کاری و یا کاربردهایی از قبیل: شمارش تعداد قطعاتی که از جلوی سنسوری رد شده‌اند و… از کانترهای داخلی خود PLC استفاده می‌کنیم. این کانتر‌ها را در هر دو حالت بالا شمار و پایین شمار می‌توان بکار برد. تعداد تایمر/ کانتر از ۲۵۶ تا برای مدل‌های پایین PLC تا چند هزار عدد برای مدل‌های بالاتر می‌باشد که دسترسی به آن‌ها تن‌ها با نوشتن چند خط برنامه و بصورت نرم‌افزاری امکان‌پذیر بوده و هیچ نیازی به قطعات خارجی و سیم‌بندی اضافی و حجیم کردن تابلو کنترل ندارند.

تست نهایی و اجرای برنامه کنترلی:

قبل از آنکه شستی استارت زده شود، بی‌خطر بودن سیستم کاملا 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 کنترلی را آغاز نمود. برای اجرای برنامه بایستی PLC را به مد اجرا RUN برده و کلید استارت را فشار دهیم.
بعد از مشاهده عملکرد ممکن است سیستم نیاز به اشکال‌زدایی داشته باشد تا در صورت لزوم عملکرد سیستم بهتر شود. در این صورت هم فقط برنامه PLC است که تغییر خواهد کرد.