گزارش کارآموزی کار با دستگاه Plc

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
پروژه کارآموزي کار با دستگاه Plc در 60 صفحه ورد قابل ويرايش




پيشگفتار :

در طول دوره کارآموزي در زمينه هاي مختلف فعاليت نمودم و با تجارت ارزنده اي آشنا شدم ، آشنايي با برخي از دستگاههاي Plc را مي توان به عنوان شاخص ترين فعاليت انجام شده در طول اين دوره معرفي نمود ، در اين پروژه به بررسي آموخته هاي اينجانب در طول دوره کاراموزي مي پردازيم .



مقدمه :

پي‌ال‌سي :در دنياي برق دو فناوري مهم با نام PLC شناخته ميشوند يکي کنترلر هاي منطقي برنامه پذير و ديگري حامل خطوط قدرت در اين مقاله کنترلر هاي خطي برنامه پذير برسي شده اند: مخفف (به انگليسي: Programmable Logic Controller) که معادل فارسي «کنترل‌گر منطقي برنامه‌پذير» است، رايانه? کنترل گر تک منظوره‌اي است که به دليل ويژگي‌هاي خاصّش بيشتر براي کنترل فرآيندهاي مکانيکي يا صنعتي مانند خطوط توليد استفاده مي‌شود.



مفهوم PLC

PLC يا کنترل‌گر منطقي برنامه‌پذير:

برنامه پذير است. يعني رايانه است. اما يک رايانه? ويژه براي منظوري ويژه

PLC ست. يعني با دانستن اصول ساده و پايه? منطق که پيش‌نيازي هم ندارد، مي‌توان اساس کار آن را درک و تحليل کرد.

PLC کنترل گر است.

PLC منطقي ست. برخلاف مدار فرمان الکتريکي.

مزيت PLC نسبت به رايانه



PLC برخلاف يک رايانه? عادي غير صنعتي:

براي کار در شرايط سخت ساخته مي‌شود. شامل:

غبار

رطوبت

گرما و سرما

نويز الکتريکي و نوسان برق

و..

برنامه‌هاي داده شده به PLC در حافظه آن ذخيره مي‌شوند. PLC دو نوع حافظه دارد :موقت (که يا با يک باتري پشتيباني شود) و دائم.

براي انجام وظيفه? ويژه اش، امکان اتصال و کنترل ورودي‌ها و خروجي‌هاي زيادي را براي حسگرها و محرکهاي متعدد و گوناگون دارد.





قابليت خواندن و پردازش مقادير و متغيرها. شامل:

مقادير ليميت سوئيچ ها

متغيرهاي آنالوگ (مانند مقادير حس‌گرهاي گرما و فشار)

موقعيت‌ها در سيستم‌هاي موقعيت‌ياب را دارد.



قابليت فعّال نمودن دستگاه‌هاي خاص. شامل:


خروجي‌هاي آنالوگ را فعال کند.

مزيت PLC نسبت به مدار فرمان

PLC جايگزين مناسب مدار فرمان الکتريکي ست. اما چون منطقي ست، بهتر است.

کنترل منطقي از کنترلي ست که در آن صدور فرمانها نيازمند برآورده شدن تعدادي توابع و خواست‌هاي منطقي باشد



ساختار

ساختار PLC مشابه ساختار رايانه‌است. شامل:

پردازنده و حافظه? نيمه‌هادي

قسمت پردازنده داراي ارتباطاتي با قسمت‌هاي مختلف داخل و خارج خود مي‌باشد.

حافظه? را توضيح خواهيم داد

ماژل‌هاي I/O

منبع تغذيه

در PLC‌هاي کوچک همه? موارد (پردازنده، I/O، منبع تغذيه در يک واحد و در PLC‌هاي بزرگتر هر يک در واحدي مجزّا جاي داده شده‌اند.



حافظه? PLC دو نوع است:

ROM يا حافظه? دائم (Read only memory)تراشه‌ايست خاص؛ حاوي برنامه‌اي که:

توسط کارخانه سازنده تعبيه شده‌است.

وظيفه‌اي مشابه سيستم عامل DOS در رايانه‌هاي شخصي دارد

در حين عمليات CPU نمي‌تواند تغيير يابد يا پاک شود. حتّي به هنگام فطع تغذيه CPU

RAM يا حافظه? موقّت (Random Access memory) تراشه‌ايست نيمه‌هادي که مي‌توان در آن برنامه نوشت.

ابزار برنامه نويسي، که معمولاً يک واحد پردازنده با صفحه نمايش و صفحه کليد مي‌باشد (بعنوان مثال يک کامپيوتر شخصي، يک PLC در خانواده زيمنس) به‌عنوان يک واحد مجزا از طريق سيم به واحد اصلي متصل است.

برنامه در اين حافظه ذخيره مي‌شود

امکان برنامه‌ريزي، تغيير و پاک کردن آنها توسط برنامه‌ريز وجود دارد.

حافظه? موقّت مي‌تواند از نوعي غير از RAM انتخاب شود.

اطلاعات موجود در حافظه‌هاي RAM با قطع تغذيه، پاک مي‌گردند.

اغلب CPUها مجهز به يک باتري پشتيبان هستند. بنابراين اگر تغذيه ورودي فطع شود و درپي‌آن منبع تغذيه نتواند ولتاژ سيستم را تامين کند، باتريِ پشتيبان، برنامه? ذخيره شده در RAM را حفظ مي‌کند.

انواع PLC‌ها



اهميّت روش نمايش در برنامه نويسي

اصطلاحات فرم يا طرز نمايش، و فرمول بندي يا شکل دهي در رياضيات کابرد زيادي يافته‌اند. علّت در اينجا بارز تر مي‌شود: برنامه يک نظم دهي ست، و نظم براي انسان حتماً نيازمند شکل است. پس نمي‌توان گفت روش‌هاي نمايش فرع برنامه‌اند و تعريف برنامه اصل آن. زيرا نوشتن يک برنامه چيزي جز نمايش دستورات در جاي صحيح نيست.



آموزش شکل‌دهي برنامه? PLC به روش نمايش نوشتاري يا الگوريتم



به هر دستور يک رشته خط برنامه گفته مي‌شود هر خظ برنامه معمولاً يکي از ترکيبهاي منطقي رياضي را در بر دارد؛ که همچنين کنترل و را به عهده دارند در اين روش هر چند خط برنامه که عمل خاصي را انجام مي‌دهند يک سگمنت گفته مي‌شود و يک برنامه مي‌تواند شامل يک سگمنت و يا بيشتر باشد. هر برنامه با يک «نقطه‌ويرگول(;)» شروع شده و با "BE" به پايان مي‌رسد. ريز پردازنده از سطر اول برنامه شروع به خواندن و اجراي دستورات مي‌کند تا به دستور "BE" برسد. مدت زمان لازم براي اجراي اين کار را سيکل زماني اجراي برنامه مي‌گويند براي تسريع در اجراي برنامه و کاهش اين سيکل زماني مي‌توان پردازنده‌اي با سرعت بالا به کار برد که مشمول هزينه خواهد بود و يا برنامه را سامان‌دهي بهتري نمود. هر کدام از ورودي‌ها، خروجي‌ها و فلگ‌ها در دسته‌هاي ?‌بيتي سازمان‌دهي مي‌شوند و در آدرس‌دهي ابتدا بايد آدرس بايت مربوط و سپس آدرس بيت تعيين شود.



ساختار برنامه

در نوشتن برنامه‌هاي پيچيده که معمولا طولاني هستند برنامه‌هاي فرعي را در بخش‌هاي جداگانه مي‌نويسند و سپس آنها را در برنامه اصلي به کار مي‌برند، هر کدام از اين بخش‌ها در يک بلاک خاص نوشته مي‌شود.



در کل پنج نوع بلوک وجود دارد که عبارتند از:

بلوکهاي برنامه يا PB : تشکيل دهنده? برنامه? کنترل يک فرايند مي‌باشند که از شماره? ? تا ??? شماره گذاري شده‌اند. کاربر برنامه را به تشخيص خود در هر بلوک "PB" مي‌نويسد و در انتهاي آن از "BE" استفاده مي‌نمايد. بلوکهاي ترتيبي يا SB: در کنترل‌هاي ترکيبي مثل راه اندازي خط‌هاي توليد استفاده مي‌شود. بلوکهاي تابع ساز يا FB: توابعي که در طول برنامه بارها مورد استفاده هستند و در خود برنامه تعريف نشده‌اند مثل ضرب دو عدد باينري که از شماره ? تا ??? شماره گذاري شده‌اند. هر FB از دو بخش تشکيل شده‌است. FBها اجزا و انواعي دارند:

اجزاء FB:

سر خط بلوک که شامل نام و ساير مشخصات بلوک است

بدنه بلوک که شامل توابع و دستوراتي است که بايد در بلوک اجرا شود. علاوه بر دستورات S? يک سري دستورات مربوط به سوپالمنتري نيز موجود است که فقط در اين بلوک اجرا مي‌شود.

انواع FB:

Standard FB: که در همان اعمال منطقي نظير ضرب و تفريق و... تعريف شده‌است. آنها به‌صورت بسته‌هاي نرم‌افزاري در اختيار کاربر قرار مي‌گيرند.

Assignable FB: که در اجراي آن مي‌توان عملوندها را در هر پروسه تعيين نمود، تعريف کرد و يا تغيير داد.

بلوکهاي اطلاعاتي DB: تعداد ??? بلوک براي ذخيره اطلاعاتي در نظر گرفته شده که هنگام اجراي برنامه مورد استفاده‌اند. همچون، پيغامها، هشدارها و...

اطلاعات در بلوکهاي DB سه نوع است:

PLC ها با كاربرد محلي:

اين نوع PLC ها براي كنترل سيستم هاي با حجم كوچك با تعداد ورودي و خروجي هاي محدود استفاده مي گردند. به علت قابليت محدودتر ، اين نوع PLC ها براي كنترل همزمان تعداد كمتري از فرايند ها يا كنترل دستگاه هاي مجزاي صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرند. اغلب شركت هاي سازنده، اين نوع PLC ها را به همراه ساير PLC به بازار ارائه نموده اند ولي برخي از شركت هاي سازنده آن را با نام ميكرو PLC به بازار ارائه مي نمايند ، از جمله اين نوع PLC مي توان به نمونه زير اشاره كرد:


1- ميني PLC ساخت كارخانه زيمنس آلمان با نام LOGO

2- ميني PLC ساخت كارخانه تله مكانيك فرانسه با نام Zelio

3- PLC مولر آلمان

4- PLC ، LG كره

5- ………

PLC ها با كاربرد گسترده:

اين نوع PLC ها براي كنترل سايت كارخانجات بزرگ استفاده مي شود. معمولا در اين كارخانجات ؛ PLC ها در قسمت هاي مختلف سايت كارخانه وجود داشته و كنترل محلي بر قسمت هاي تحت پوشش خود انجام مي دهند و اطلاعات مورد نياز را با استفاده از روشهاي گوناگون به اتاق كنترل مركزي منتقل مي كنند كه در آن محل با استفاده از روش هاي مختلف مونيتورينگ صنعتي ، اطلاعات به شكل گرافيكي تبديل كرده و بر روي صفحه مونيوتور نمايش مي دهند. در اين حال اپراتور تنها با دانستن روش كار با كامپيوتر و بودن نياز به اطلاعات تخصصي مي تواند سيستم را كنترل كند.

کنترل منطقي چيست؟

کنترل منطقي عبارت است از کنترلي که دآن صدور فرمانها ،مستلزم براورده شدن يکسري توابع وخواست هاي منطقي باشد و دستگاه PLC مي تواند اين نياز را برطرف کند.

ميدانيم که قبل از آمدن سيستم هاي کنترل منطقي ، وظيفه کنترل صنعتي بر عهده مدار هاي فرمان الکتريکي بوده است ، مدارات الکتريکي مشکلات بسياري داشتند که PLC ها آنها را رفع نمودند.

PLC ها مزاياي بسياري نسبت به مدارات فرمان الکتريکي دارند که ازجمله مي توان به موارد زير اشاره داشت:

1) استفاده ازPLC موجب کاهش حجم تابلو هاي فرمان و کاهش در هزينه هاي لوازم وقطعات مي گردد.

2)با استفاده از PLC استهلاک مکانيکي قطعات ازبين رفته ، عمر مفيد سيستم به اندازه قابل توجهي زياد مي شود

3)دستگاه PLC با جريان و ولتاژهاي پايين کار کرده در نتيجه انرژي کمتري مصرف مي نمايد.

4)سيستم هايPLC در مقابل نويز هاي الکتريکي و صوتي ايزوله هستند.

5)طراحي مدارها در سيستم هاي PLC بسيار راحت صورت مي گيرد و در صورت نياز به تغييرات،به آساني و مدت زمان کم مي توان بدون انجام تغييرات در کل مدار، برنامه را عوض کرد.

6)عيب يابي وتهليل مدارات خيلي راحت صورت مي گيرد.

7)سرعت عمل ودقت در انجام مراحل مختلف از خصوصيات مهم سيستم هاي PLC مي باشد.

در صنعت دو نوع کنترل موجود است:

الف) کنترل سخت افزاري

ب)کنترل نرم افزاري



ج- بلوکهاي تابع ساز FB :

توابعي که در طول برنامه بارها مورد استفاده هستند و در خود برنامه تعريف نشده اند مثل ضرب دو عدد باينري که از شماره 0 تا 255 شماره گذاري شده اند . هر FB از دو بخش تشکيل شده است . که شامل 1- سر خط بلوک که شامل نام و ساير مشخصات بلوک است 2- بدنه بلوک که شامل توابع و دستوراتي است که بايد در بلوک اجرا شود ، علاوه بر دستورات S5 يک سري دستورات مربوط به سوپالمنتري نيز موجود است که فقط در اين بلوک اجرا مي شود. در واقع دو نوع FB وجود دارد .1- standard FB که در همان اعمال منطقي نظير ضرب و تفريق و ... تعريف شده است و آنها به صورت بسته هاي نرم افزاري در اختيار کاربر قرار مي گيريد . و 2-assignable FB که در اجراي آن مي توان عملوند ها را در هر پروسه تعيين نمود ، تعريف کرد و يا تغيير داد . د- بلوکهاي اطلاعاتي DB : 256 بلوک براي ذخيره اطلاعات که هنگام اجراي برنامه مورد استفاده اند همچون ، پيغامها ، هشدارها و ... در نظر گرفته شده اند . سه نوع اطلاعات در بلوکهاي DB وجود که شامل اطلاعات ديتا ، متن و الگوي بيت مي باشد . مي توان در هر بلوکي اطلاعات DB را فراخواني نمود . مثلا براي فراخواني سطر صدم از DB 50 به صورت زير عمل مي نماييم . C DB 50 نام بلوک L DW 100 نام سطر اطلاعات ذخيره شده در DB ها با يکي از فرمتهاي زير هستند : 1-KH براي اعداد در مبني 16 2-KF براي اعداد در مبني 10 3-KT براي اعداد ثبات TV 4-KC براي شمارنده ها 5-KY 16 بيت ، دو بايت چپ و راست تقسيم مي شوند DL و DR که کاملا مجزا از هم هستند . 6-KM براي متون 7-KG اعداد اعشاري و اعداد بسيار بزرگ و بسيار کوچک ه-بلوک سازماندهي OB : اين بلوک ساختار برنامه را مشخص مي نمايد هر OB بايک شماره خاص مشخص مي شود که شامل موارد زير هستند : OB 1 : در شروع هر سيکل برنامه ، سيستم عامل اولين سطر اين بلوک را اجرا مي کند . و آخرين سطر آن پايان بخش برنامه است . در واقع مشخص کننده ساختار برنامه است . OB 21: هنگامي که PLC از Start به Stop سويچ مي شود اين بلوک رخ مي دهد. OB 22: هنگامي که پاور ON مي شود اين بلوک رخ مي دهد . OB 34: نشان دهنده وضعيت باتري مي باشد که در صورت تضعيف و يا وقوع ايراد در آن تا رفع اشکال مکررا تکرا خواهد شد . دستور العملهاي PLC 1- اصلي : توابعي که در تمام بلوکها قابل اجرا هستند به غير از جمع و تفريق تمام دستور ها مي توان به عنوان ورودي و خروجي به کار روند . 2- تکميلي : توابع ترکيبي نظير دستورات جابجايي ، توابع ، Shift و نيز دستورات تبديلي مي باشد .که فقط در FB و حالت STL قابل اجرا هستند . 3- سيستم : شامل دستوراتي است که مستقيما روي سيستم عامل PLC تاثير دارد و مخصوص برنامه نويسان حرفه اي است . خواندن صفر : براي خواندن عدد صفر از ورودي از دستور AN استفاده مي شود که صفر يا يک در ورودي به صورت يک يا ثفر در مي آيد (معکوس مي شود) در LAD و در CSF کانتاکت در حالت عادي باز (NO) وقتي دکمه ي فشار فشرده يا کليدي روشن گردد در ورودي ظاهر مي شود و بر عکس. کنتاکت در حالت عادي بسته (NC) : وقتي دکمه فشار فشرده يا کليدي روشن گردد در ورودي 0 ظاهر مي شود و بر عکس . مثال : برنامه اي بنويسيد که با دو کليد A و B که به صورت سري به هم وصل هستند خروجي را روشن و خاموش نمايند . A I 0.1 A I 0.2 = Q 0.0 BE فلگ يا پرچم : هر فلگ يک بيت از حافظه پي ال سي مي باشد که آن را مي توان معادل خروجي مجازي دانست . اين بيت مانند هر بيت از حافظه مي تواند دو مقدار صفر يا يک بگيرد با اين تفاوت که فلگها حافظه هاي موقتي هستند . آدرس دهي فلگها همانند ورودي ها و خروجي ها است . کاربرد فلگها در برنامه هايي است که OR قبل از AND دارد و با حذف پرانتز ها مي توان از فلگ استفاده کرد . البته گاهي ممکن است برنامه طولاني تر شود . مثال: O I 1.4 O I 1.5 = F 6.0 O I 2.0 O I 2.1 = F 6.1 A F 6.0 A F 6.1 = Q 3.0 BE