پي ال سي (PLC) در خدمت مردم

پي ال سي هاي سري 1500 زيمنس بصورت رسمي در سال 2013 و به عنوان مکملي براي سري S7-300 و S7-400 به بازار ارائه گرديد.

S7-300, S7-400 وS7-1500 در سال هاي آتي به صورت موازي يکديگر به فروش خواهند رسيد و به تدريج با اضافه شدن مدل هاي متنوع و ارتقاء سخت افزاري و نرم افزاري اين سري تا سال 2020 ، S7-1500 جايگزين مدل هاي S7-300/400  خواهند شد اما تأمين قطعات S7-300/400 به مدت 10 سال ادامه خواهد يافت.

PLC‌هاي سري S7-1500 در مقايسه با سري S7-300/400  داراي مزايايي همچون:

• سرعت بالاتر (تا حدود 40 برابر)


• کارايي و کيفيت بالاتر


• برخورداري از پورت ارتباطي پروفي نت


• نرم افزار برنامه نويسي با قابليت هاي بيشتر


• داراي نمايشگر و خطايابي ساده تر

برنامه نويسي و پيکربندي PLC هاي S7-1500 توسط نرم‌افزار (Totally Integrated Automation Portal (TIA مي باشد.

با استفاده از نرم افزار مربوطه ميتوان برنامه هاي نوشته شده براي مدل هاي S7-200/300/400  را بدون نياز به تغيير در برنامه به S7-1500  تبديل کرد.

CPU هاي سري S7-1500 در سه کلاس استاندارد، کامپکت و Fail-Safe طراحي و ساخته شده اند.

از ميان اعضاي اين خانواده، CPU 1511-1 PN به عنوان ارزان ترين عضو اين خانواده براي کاربردهاي کوچک تا متوسط و  CPU 1518F-4 PN/DP به عنوان قويترين و گران ترين عضو اين خانواده براي کاربردهاي بزرگ و خاص به شمار مي روند.

امکانات خاص ومنحصر به فرد PLC هاي S7-1500 :

صفحه نمايش :

تمام CPU هاي مدل SIMATIC S7-1500 داراي صفحه نمايش مي باشند.

صفحه نمايش اين امکان را براي کاربر به وجود مي آورد که اطلاعاتي مانند شماره سفارش محصول، شماره نسخه سيستم عامل و شماره سريال هر ماژولي که به CPU متصل شده است را بخواند. علاوه بر اينها IP آدرس CPU و ساير تنظيمات شبکه را مي توان بدون دستگاه برنامه نويسي انجام داد. از ديگر امکانات اين صفحه نمايش نشان دادن خطاهاي اتفاق افتاده در قالب يک متن مي باشد که اين امر منجر به کاهش زمان توقفات مي گردد.

سيستم تشخيص خطا :

سيستم تشخيص خطا در پي ال سي هاي سري 1500 زيمنس از پيش فعال شده است.

اطلاعات مربوط به سيستم تشخيص خطا در قالب يک متن ساده بر روي صفحه نمايش نشان داده مي شود. پيغامهاي TIA Portal ، HMI، web server ، اتفاقات رخ داده در درايو و… حتي در حالتي که CPU در مد STOP باشد بر روي صفحه نمايش قابل مشاهده خواهند بود.

امنيت :

در تمامي پي ال سي هاي سري 1500 زيمنس اسلاتي جهت قرار گرفتن کارت حافظه وجود دارد.

مي توان برنامه مورد نظر پروسه را بر روي کارت حافظه قرار داد و سپس بلوک هاي برنامه فردي را مي توان به شماره سريال کارت حافظه مرتبط نمود به طوري که بلوک فقط در صورتي اجرا مي شود که کارت حافظه درون CPU قرارگرفته باشد.

Profinet IO :

علاوه بر پورت هاي ارتباطي ذکر شده ، هر SIMATIC S7-1500 قابل توسعه با ماژول هاي ارتباطي و يا پردازنده هاي ارتباطي مي باشد که اين امکان باعث افزايش راههاي ارتباطي مانند :

• پروفي باس


• اترنت


•  ارتباطات سريال خاص مثل مدباس RTU و USS

قابليت مهم ديگري که در PLC هاي S7-1500 فراهم شده است پيکربندي کنترل موقعيت است.

با استفاده از توابع مجتمع شده در آموزش پي ال سي و بدون استفاده ااز ماژول اضافي مي توان توابع استاندارد کنترل موقعيت را به کار گرفت.

در اين کاربرد با اتصال آنالوگ و ProfiDrive ارتباطات برقرار ميشود.

قابليت کنترلي اين PLC ها در کنترل موقعيت و سرعت  همانند به کارگيري اينکودرهاي خارجي براي يک کنترلر معمولي است.
از جمله قابليت هاي کاربردي و موثر اين رده از تجهيزات، امکان رسم نمودار براي تمامي متغيير هاي CPU است.

توانايي کد نويسي با C++ & C :

يکي از ويژگي‌هاي بارز و جديد اين سري از PLC ها توانايي کدنويسي به زبان C مي‌باشد که توسط آن مي‌توان منطق پيچيده‌ترين پروسه‌ها را توسط PLC پياده سازي و اجرا نمود که البته اين امکان در تمام PLC هاي S7-1500 موجود نمي‌باشد.

در اين دوره شركت كنندگان كه داراي پيش زمين ه­اي از برنامه نويسي ديجيتالي PLC مي­ باشند اين بار به طور دقيق با برنامه نويسي آنالوگ PLC آشنا شده و فرمان­ هايي  كه توسط اين برنامه ­ها نوشته مي­ شوند را توسط مدارهاي قدرت پنيوماتيكي يا هيدروليكي به شكل عملي بررسي كرده و مورد مطالعه قرار مي­دهند. مباحث مطرح شده در دوره آموزش plc آموزشگاه فن آموزان براي مهندسين و دانشجويان رشته­ هاي فني و مهندسي، مدرسين، تكنسين ­ها، طراحان دستگاه­ هاي فرمان پذير و اپراتورها مناسب است.

محتواي دوره:

ـ مروري بر مطالب دوره پايه

ـ معرفي انواع وقفه، بلوك هاي ديتا و توابع

ـ معرفي برنامه نويسي ساختار يافته

ـ معرفي توابع سيستمي و كاربرد آنها

ـ VAT ها و نحوه عيب يابي

ـ سخت افزار كار با سيگنال آنالوگ و برنامه نويسي مرتبط

ـ زبان برنامه نويسي گراف

ـ معرفي توابع PID، كانترهاي سرعت بالا و فركانس متر

در اصل ميتوان گفت با پيشرفت صنعت تابلوهاي قديمي که پر از رله و کنتاکتور و تايمر وکانتر بود جاي خودرا به پي ال سي داده و نظم جديدي را پذيرفته است. امروزه تابلوهاي کنترل معمولي ( رله‌اي ) خيلي کمتر مورد استفاده قرار مي‌گيرند و جاي خود را به تابلوهايي شامل پي ال سي داده اند . 

طراحي تابلو ها ي کنترلي قديمي داراي معايب زيادي بود که ميتوان به وزن بيشتري سيم کشي ها ، سيم‌کشي تابلو کار بسيار زيادي مي‌طلبد و سيستم را بسيار پيچيده مي‌کند.در نتيجه عيب‌يابي و رفع مشکل آن بسيار پرزحمت خواهد بود .

با بوجود آمدن PLC، طراحي سيستم‌هاي کنترلي بطور بسيار چشمگيري پيشرفت کرده است. از مزاياي به کاربردن PLC در تابلوهاي کنترلي ميتوان به کاهش استفاده از سيستم کنتاکتور ، رله اي ( تا 80? (، کاهش توان مصرفي و عيب يابي آسان اشاره نمود .

از بزرگترين مزيت هاي پي ال سي برنامه پذير بودن آن است که باعث ميگردد در صورت نياز به تغيير در سيستم کنترلي ( برعکس سيستم‌هاي قديمي ) تنها با نوشتن چند خط برنامه و بدون تغيير در سيم بندي اين کار را انجام دهيد .در نتيجه وقت و هزينه بسيار بسيار اندکي صرف انجام اينکار خواهد شد.

بنابراين ميتوان گفت پي ال سي ابزاري است که با درک نسبي محيط کار از طريق سيگنالهاي ورودي وپردازش سيگنالها مطابق برنامه داده شده فرمانهاي لازم خروجيهاي مناسب را صادر ميکند. 

پي ال سي لوگو کوچکترين پي ال سي ساخت شرکت زيمنس ميباشد که باکارائي بالا و وزن کم در صنايع و ماشين آلات بسته بندي پرکنها ، پله برقي و غيره کاربرد دارد . اين خانواده از پي ال سي داراي صفحه نمايش بوده وتوسط کليدهاي روي آن يا به کمک کامپيوتر قابل برنامه ريزي ميباشد.

مشخصات فني :

منبع تغذيه Logo : 

منابع تغذيه سوييچينگ Logo باورودي 100 VAC~240VAC داراي خروجي رگوله 1.3A ، 2.5 A و 4A ميباشد .

ماژول اصلي :

ماژول هاي اصلي LOGO به طور کلي به دو دسته تقسيم ميشوند :

1- ماژول اصلي داراي صفحه نمايش و صفحه کنترلي :

در اين دسته از Logo ها ، کليدهاي صفحه کنترلي قابل برنامه ريزي بوده و ميتوان از آن براي تغيير پارامترهاي برنامه ، برنامه نويسي پي ال سي Logo و ويرايش برنامه استفاده نمود . از صفحه نمايش ميتوان براي نمايش پارامترها و وضعيت ورودي / خروجي ها استفاده کرد .

2 - ماژول اصلي بدون صفحه نمايش و صفحه کنترلي :

استفاده از اين ماژولها از نظر اقتصادي به صرفه تر خواهد بود .

حروف اختصاري در ماژول اصلي:

1- ولتاژ تغذيه ماژول اصلي:

عدد 12 : ولتاژ تغذيه ماژول اصلي 12VDC ميباشد .

عدد 24: ولتاژ تغذيه ماژول اصلي 24VDC ميباشد .

عدد 230: ولتاژ تغذيه ماژول اصلي 230VACميباشد .

حرف R : نشان دهنده خروجي رله اي ميباشد . در صورتي که اين حرف وجود نداشته باشد ، خروجي ترانزيستوري خواهد بود . به عبارتي ديگر ميتوان گفت اين حرف نمايانگر نوع خروجي ديجيتال در پي ال سي هاي Logo ميباشد .

حرف C : نشان دهنده وجود سوييچ تايمر ميباشد .

حرف O : نشان دهنده اين است که ماژول اصلي بدون نمايشگر ميباشد .

ماژول توسعه ورودي / خروجي : 

ماژول هاي توسعه به دو دسته کلي ديجيتال و آنالوگ تقسيم بندي ميشوند :

ماژول هاي ورودي /خروجي ديجيتال : اين ماژول ها براساس تعداد ورودي / خروجي ها ، ولتاژسيگنال ورودي ديجيتال ( 24VDC/230VAC) ونوع خروجي ديجيتال ( ترانزيستوري / رله اي ) قابل انتخاب ميباشند .

ماژول هاي ورودي /خروجي آنالوگ : ماژول هاي ورودي آنالوگ بر اساس نوع ورودي ( 0~10V , 4~20mA , PT100 ) قابل انتخاب ميباشند .

ماژول خروجي آنالوگ به صورت 0~10V و4~20mA ميباشد .

کارت حافظه : 

از کارت حافظه ميتوان جهت کپي کردن برنامه ( از کارت به Logo و يا از Logo به کارت ) و نيز ذخيره سازي پارامترها استفاده نمود .

کابل ارتباطي :

از اين کابل جهت برقراري ارتباط ميان Logo و کامپيوتر استفاده ميگردد .

نرم افزار برنامه نويسي :

نرم افزار برنامه نويسي Logo ، Logo soft Comfort ميباشد . از اين نرم افزار حهت برنامه نويسي و پروگرام کردن Logo استفاده ميشود 

تجهيزات اتوماسيون صنعتي از طيف متنوعي برخوردارند و هر کدام از آن ها قابليت هاي کاربردي منحصر به خويش را دارند. HMI ها، سنسورها، سرو موتورها و مواردي از اين قبيل در صنايع و ماشين آلات به منظورهاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند. اما يکي از پرکابردترين تجهيزات اتوماسيون صنعتي PLC ها (Programmable Logic Controllers) مي باشند. از طريق اين ابزار فرايندها با استفاده از نظارت بر ورودي هاي سيستم و روشن يا خاموش کردن خروجي هاي آن بر اساس برنامه هايي که از طريق زبان هاي PLC طرح ريزي و برنامه ريزي شده اند، تحت مانيتورينگ قرار مي گيرند. PLC ها در زمان هايي مورد استفاده قرار مي گيرند که فرايندهاي کنترلي الکتريکي مي بايست ورودي ها و خروجي هاي فرايندها را به دقت و به صورت مستمر مورد پايش و مانيتورينگ قرار دهند. از اين رو استفاده از اين ابزار اتوماسيون صنعتي در واحدهاي صنعتي مختلف بسيار رايج است. به اين ترتيب و با استفاده از PLC ها فرايند نظارت بهينه مي شود؛ استفاده از تايمرهاي متعدد براي نظارت هر يک از فرايندها رفع مي شود و نظارت ذيل آن ها متمرکز مي شود و در نتيجه هزينه هاي ناشي از بهره گيري و کنترل مستمر تايمرهاي متعدد در فرايندها رفع مي شود. به اين صورت نه تنها در فرايندها، بلکه در هزينه ها نيز صرفه جويي صورت خواهد گرفت. 

PLC ها براي انواع و اقسام ماشين آلات داراي کاربرد مي باشند. اين ابزار اتوماسيون صنعتي نيز نظير ساير تجهيزات اتوماسيوني ترکيبي از فرايندهاي مکانيکي و هوشمند را شامل مي شود. PLC ها از اين حيث هوشمند هستند که با استفاده از سنسورها و داده ها، بر حسب برنامه ها و زبان هاي برنامه نويسي که دارند نياز به دخالت گري نيروي انساني را تا حدود زيادي رفع مي کنند. مزيت ماشين بر نيروي انساني اين است که با استفاده از مکانيزم هاي فني خود توان انسان را ارتقا مي دهد و چندين برابر مي کند. حال مزيت اتوماسيون صنعتي بر فرايندها نيز در اين است که ماشين ها را هوشمند مي سازد و مکانيزم ها را از فني، انساني و نظارتي، به مکانيزم هاي هوشمند تبديل مي کند. در واقع با نصب تجهيزات اتوماسيون صنعتي نظير PLC روي ماشين آلات گويي به آن ها ذهنيت و هوش داده مي شود. PLC يکي از ابزارهاي اتوماسيون صنعتي است که همچون مغز ماشين عمل مي کند. با استفاده از PLC ماشين مي تواند فرايندهايي را کنترل و مديريت کند که نيروي انساني به خودي خود قادر به آن نيست. زماني که فرايندهاي مکانيکي سريع، کند، کوچک، بزرگ، سرد و يا گرم باشند، به طوري که نيروي انساني قادر به انجام آن ها نباشد تجهيزات اتوماسيون صنعتي نظير PLC اين کار را انجام مي دهند. 

از طرفي تجهيزاتي نظير سنسورها حکم چشم، دست و ابزارهاي تماس را براي PLC ها دارند. سنسورها در واقع ورودي PLC مي باشند که بر مبناي آن ها فرايند پردازش و برنامه ريزي را براي دريافت خروجي مساعد انجام مي دهد. خروجي PLC نيز مي تواند ولو، موتور، سيلندر، سرو موتور، لامپ و هر وسيله ديگري باشد که مي تواند باعث حرکت يا تغيير فرايندهاي جاري ماشين آلات صنعتي شود. 

ورودي هاي آموزش PLC ها را به طور کلي مي توان به ورودي هاي ديجيتال و آنالوگ تقسيم کرد. ورودي هاي آنالوگ بر حسب متغيرهايي نظير فشار و دما در دامنه هاي بسيار بالا مي باشند و شامل آيتم هايي چون سنسورهاي دما، سنسورهاي جريان، سنسورهاي ولتاژ و ساير مواردي است که کميت هاي فيزيکي را به سيگنال هاي الکتريکي تبديل مي کنند. ورودي هاي ديجيتال نيز مواردي نظير دکمه هاي فشاري، سوئيچ هاي محدود، تماسگرهاي رله اي، سوئيچ هاي فشار و . را شامل مي شوند. ورودي هاي ديجيتال PLC ها از هر دو نوع AC و DC يافت مي شوند. همچنين داراي يک نمايشگر LED مي باشند که براي انجام تنظيمات و رفع مشکلات مورد استفاده قرار مي گيرد. 

منبع: http://iaproducts.ir

PLC مخفف Programmable Logic Controller است که به معناي کنترلر منطقي قابل برنامه ريزي مي‌باشد و به عنوان يک کامپيوتر صنعتي که جزو اصلي بخش اتوماسيون صنعتي مي‌باشد شناخته مي‌شود. با توجه به ساخت مستحکم، قابليت‌هاي استثنايي مانند کنترلر‌هاي PID، کنترل متوالي، تايمر‌ها و شمارنده ها، سهولت برنامه نويسي، قابليت کنترل قابل اعتماد و سهولت استفاده از سخت افزار، PLC چيزي بيش از يک کامپيوتر ديجيتال صنعتي است. با توجه به استقبال گسترده صنعت از پي ال سي، دوره‌هاي آموزش plc در سراسر دنيا به يک دوره محبوب براي دانشجويان برق تبديل شده است. همچنين توليد کنندگان نيز امروزه انواع مختلفي از PLC را توليد و روانه بازار کرده اند که در ادامه ما در مورد آن صحبت خواهيم کرد.

يک سيستم PLC چيست؟

PLC به جاي پنل‌هاي کنترل سنتي که عملياتشان وابسته به رله‌هاي منطقي الکترومغناطيسي بود و براساس تايمر‌هاي سيستم‌هاي کنترل صنعتي بودند ساخته شده اند. PLC قادر به نظارت مداوم ورودي‌ها از سنسور‌ها هستند و در مورد خروجي‌ها تصميم مي‌گيرند. هر سيستم PLC حداقل به سه ماژول زير نياز دارد:

• ماژول پردازنده

• ماژول منبع تغذيه

• يک يا چند ماژول ورودي/خروجي

ماژول پردازنده

ماژول پردازنده شامل يک واحد پردازنده مرکزي و حافظه هايش است. پردازنده مسئول انجام تمام محاسبات لازم و پردازش داده‌هاي ورودي و توليد خروجي‌هاي مناسب مي‌باشد. حافظه شامل هر دو حافظه ROM و RAM است. حافظه ROM حاوي سيستم عامل، برنامه‌هاي درايور و برنامه‌هاي کاربردي است در حالي که حافظه RAM اطلاعات کاري وبرنامه‌هاي نوشته شده کاربر را ذخيره مي‌کند؛ بنابراين اين PLC‌ها نيازي به استفاده از صفحه کليد يا مانيتور براي برنامه ريزي مجدد پردازنده ندارند. حافظه از باتري‌هايي که طول عمر بالايي دارند، ماژول‌هاي EEPROM و روش‌هاي حافظه فلش استفاده مي‌کنند.