آشنایی با PLC (پی ال سی)

    تاریخچه کنترل اتوماتیک/از قدیمی ترین مراجع  سیستمهای کنترل اتوماتیک:کتاب الحیل( تالیف : برادران بنو موسی) / پی ال سی  PLCچیست?  / PLCچه کاربردی دارد? کنترل اتوماتیک فرآیندها /به چی میگوییم فرآیند چیست؟/ انواع PLC  از نظر ساختاری :  1-پی ال سی یکپارچه COMPACT PLC 2- پی ال سی ماژولار(مدولار , چند پارچه, چند تکه)  : MODULAR PLC/ برای شروع با کدام پی ال سی  شروع کنیم؟/ارزانترین پی ال سی : اسمارت لوگو پی ال سی  SMART LOGO PLC ساخت ایران-/ لوگو پی ال سی LOGO PLC ساخت شرکت زیمنس آلمان/ انواع روشهای برنامه نویسیPLC: دیاگرامی: نردبانی-خطی.../ PLC های خانواده اس سون(S7) ... /شرکتهای معتبر سازنده PLC: زیمنس آلمان-تله مکانیک فرانسه- و.../وایرینگ و سیم بندی پی ال سی/ طریقه راه اندازی پی ال سی plc / کار عملی با پی ال سی/ آشنایی مختصر با سیستم های کنترل بزرگ و پیچیده / سیستم کنترل  DDC / سیستم کنترل DCS / سیستم کنترلFCS - ویژه کنترل فرآیندهای نیروگاههای اتمی , گازی,  بخاری , سیکل ترکیبی و  پالایشگاهها و پتروشیمی ها) / / / /

بخش اول:مقدمه تاریخچه کنترل اتوماتیک(خودکار) -منابع قدیمی کنترل اتوماتیک-برادران بنو موسی

   زمان دقیق اختراع سیستم های کنترل اتوماتیک دقیقا معلوم نیست اما آنچه که معلوم است این است که از زمانهای خیلی دور , انسان علاقه به خودکار و اتوماتیک کردن سیستمهای کاربردی زندگی داشته است شاید یک دلیلش همان است که اکثریت انسانها ذاتا  تنبل هستند حالا  خداوند متعال ما انسانها را تنبل خلق کرده یا اینکه نوع زندگی اجتماعی مان باعث تنبل شدنمان شده ! من نمیدانم

  در مقاله ای خواندم بیل گیتس آم ریکایی به پرسنل کارگزینیش دستور داده بود آدم های تنبل را استخدام کنید از او می پرسیدند چرا؟ می گفت آدم های تنبل خلاقند  و همیشه دنبال پیدا کردن راه آسانتری برای انجام کارها هستند.. بگذریم..

     از جمله سیستمهای قدیمی که به صورت خودکار یا نیمه خودکار  کاربرد داشته است می توان به :  -آسیابهای آبی و بادی

-تنظیم خودکار بادیان کشتی ها

- چرخ های آب کشیدن از رودخانه با نیروی خود رودخانه

-بالا آمدن فیتیله چراغ فیتیله ای(چراغ موشی به اراکی)

-بالاکشیدن آب قنات از زیرآب(ویرو به اراکی) با کمک وزنه و طناب و قرقره و سطح شیبدار و ...اشاره کرد

      از جمله پیشگامان طراحی و ساخت سیستمهای کنترل خودکار و اتوماتیک خصوصا در بخش سیالات : برادران بنو موسی(محمد و احمد و حسن) فرزندان موسی بن شاکر از دانشمندان برجسته ایرانی در زمان مامون عباسی , بوده اند و  در کتابی به نام الحیل به شرح عملکرد و روش ساخت دستگاههای خودکار خود پرداخته اند(اطلاعات بیشتر راجع به برادران بنو موسیhttp://wikifeqh.ir)

    با گسترش دامنه علوم و آمدن تکنولوژی های نو خصوصا علم الکترونیک, دنیای کنترل با دگرگونی شگرفی روبرو شد و هر روز بهتر از دیروز دستگاهها و سیستم های کنترل خودکار معرفی و روانه بازار می شوند

     یکی از بهترین و به روز ترین دستگاههای کنترل اتوماتیک همین پی ال سی ها PLC هستند که در این زمینه شرکت ریمنسSIEMENS آلمان  بدون شک یکی از بهترین پیشگامان این علم بوده و هست به عبارتی در زمینه کنترل اگر از رقبا جلوتر نباشد عقب تر نیست

 در این مقاله سعی داریم بطور مختصر با  دستگاههایPLC  خصوصا خانواده زیمنس  و کاربرد آنها در سیستمهای کنترل اتوماتیک و اتوماسیون صنعتی و همچنین PLC در سیستم های کنترل پیچیده که به صورت ترکیبی باکامپیوترهای شخصی PC بکار می روند  آشنا شویم

   بخش 2 : پی ال سی(plc) چیست؟

     PLC    مخفف سه کلمه " ROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER " است و به معنی تحت اللفظی" کنترل کننده منطقی برنامه پذیر(قابل برنامه نویسی) " می باشد

 پی ال سی ( )plc ابزاری الکتریکی/الکترونیکی است که می توان به کمک آن فر آیند های مختلف صنعتی و غیر صنعتی را خودکار(اتوماتیک) کرد.

    فرآیند خودکار و اتوماتیک: فرآیندی را می گویند که پس از اینکه راه اندازی شد در ادامه کار , بدون دخالت انسان خودش خود به خود انجام میشود  و فقط انسان به عنوان ناظر و تماشاگر روند انجام کار را از طریق سیستم های ارتباطی مثل مونیتورها روند انجام پروسه را نظاره می کند 

   و البته این قابلیت را دارد که انسان می تواند در موارد لزوم , اضطراری و... بر حسب ضرورت در انجام فرآیند دخالت کند(انجام فرآیند را قطع , وصل و در پارامتر های ورودی و خروجی فرآیند تغییر دهد)

    فرآیند چیست؟ بطور خلاصه و ساده , فرآیند یعنی هر فعالیتی/یا مجموع فعالیتهایی که در روند آن ماده خامی تبدیل به محصول می شود و به تعریفی دیگر مجموعه ای از وظیفه های به هم پیوسته و مرتبط با هم که به نتیجه ای( تولیدمحصولی یا انجام خدماتی) ختم می شود

   فرآیند یک نقطه شروع دارد یک خاتمه! به بیانی دیگر فرآیند , از یک جایی شروع می شود و در یک جایی خاتمه می یابد و در طی فرآیند , محصولی تولید  یا خدماتی انجام می شود.

  مثال ساده فرآیند : فرآیند ساخت صندلی چوبی,  که از تامین مواد خام شروع و تا تکمیل ساخت و چه بسا تحویل به مشتری خاتمه می یابد و می تواند شامل مراحل ذیل:

    خرید مواد خام(چوب چهار تراش-حمل از محل خرید تا انبار کارگاه-حمل از انبار تا کارگاه-برش طبق ابعاد طرح و نقشه صندلی با اره قطع کن که معمولا در ذهن نجار حک شده-ایجاد ربانه های اتصال-چسب کاری و مونتاژ و با میخ کوب -بتنه کاری و سمباده پس از خشک شدن چسب-رنگ کاری -رویه کوبی-کشیدن سلفن برای جلوگیری از نفوذ گرد و غبار-حمل به انبار محصول یا فروشگاه-تحویل به مشتری

 شاید این سوال در ذهنتان بوجود بیاید که همه این کارها را پی ال سیPLC هم می تواند انجام دهد؟ نه این را برای تعریف فرآیند گفتیم

    بیشترین کاربرد پی ال سی(PLC)  در سوئیچینگ(کلید زنی) در فرآیند های صنعتی و غیر صنعتی  است یعنی یا فرمان قطع و وصل کلیدی یا مدار فرمان کنتاکتوری یا رله ای (رله قطع یا رله وصل) یا بوبین شیر برقی هیدرولیکی و... را طبق یک برنامه و زمان مشخص شده(برنامه ای که برای آن می نویسیم و در حافظه اش بار(LOAD) می کنیم) قطع و وصل می کند

 مثال ساده از کاربرد کمپکت پی ال سی PLC  :

     برای پی ال سی برنامه می نویسیم در ساعت مثلا 5عصر هر روز هفته(شنبه یک شنبه دوشنبه ...) فرمان باز شدن شیر برقی آب ورودی به قسمتهای مختلف گلخانه را صادر  کند تا شیر آب ورودی لوله کشی سیستم آبیاری قطره ای و غیره  باز شود و در ساعت 7 یعنی پس از دو ساعت فرمان قطع آب به شیر برقی آب ورودی به سیستم آبیاری گلخانه صادر کند تا آب ورودی قطع شود. (که البته به صورت تجربی می دانیم با دوساعت کل گیاهان گلخانه سیر آب می شوند)

خودکار کردن آبیار ی گلخانه , یک مثال کوچک از کاربرد پی ال سیPLC در خودکار کردن سیستمها بود

      تا کنترل سیستمهای بزرگ و پیچیده مثل نیروگاهها , پترو شیمی ها ,... که در اولی یعنی گلخانه , یک لوگو پی ال سی LOGO PLC   کوچک بکار می رود و در دومی یعنی نیروگاه و ... ترکیبی از انواع پی ال سی های ماژولار(در ادامه ماژولار توضیح داده می شود) با ترکیبی از کامپیوتر های شخصی بکار می رود و به صورت شبکه کامپیوتری با هم وظیفه کنترل بخشهای مختلف نیروگاه یا پتروشیمی یا... را بر عهده دارند.

 البته این ابزار هوشمند نیز مثل کامپیوتر برای انجام هر عملی نیاز به برنامه نویسی دارد و تا زمانی که برنامه ای برای آن نوشته و در حافظه آن بار گیری نشود قادر به انجام هیچ کاری نیست

پی ال سیplc به بیانی نوعی کامپیوتر صنعتی است و برای کار در شرایط محیطی سخت طراحی و ساخته شده است

      دانشمندان علوم رایانه از زمانی که پی به ضعف کامپیوتر شخصی در کنترل فرآیند ها در شرایط محیطی سخت مثل محیط های سرد-گرم-پر از گرد و غبار-پر از نویز و امواج الکترو مغناطیسی بردند بر آن شدند تا دستگاهی بسازند تا علاوه بر کار در این شرایط سخت از نظر ابعاد هم جمع و جور تر و از نظر اقتصادی هم مقرون به صرفه تر و ارزانتر باشد و کار با آن نیز نیاز به تخصص ویژه نداشته باشد و استفاده کنندگان از آن بتوانند با کمترین آموزش  با آن کار کنند این بود که این ابزار و وسیله با نام پی ال سی و در مدلهای مختلف روانه بازار شد.

   استفاده از پی ال سی plc مثل بقیه اختراعات بشر , هم دارای محاسن و هم دارای معایبی است که البته نسبت معایب این وسیله الکترونیکی نسبت به محاسن آن خیلی ناچیز است

 از مهمترین ویژگی های پی ال سی PLC در مقایسه با کامپیوتر شخصی, زیاد بودن تعداد ورودی و خروجی آن است

     اگر چه مدت زیادی از اختراع  پی ال سی PLC نمی گذرد و هر روز مدل جدید تر آن با توانمندی بالاتر به بازار می آید اما در در حال حاضر که این مقاله نوشته می شود(2/11/1395)در کشور ما ایران, هنوز ساخت این وسیله ارزشمند(چرا ارزشمند؟ در ادامه مقاله پی به ارزش آن خواهید برد با کار آیی های ویژه ای که دارد) جدی گرفته نشده و بجز ساخت نمونه کمپکت (پکیج و یکپارچه) آن با نام اسمارت لوگو پی ال سیsmart logo plc (الگو گرفته شده از لوگو پی ال سی logo plc   شرکت زیمنس آلمان SIEMENS GERMANY  ) در دوسه تا شرکت کوچک نو پا , هنوز تا ساخت پی ال سی های ماژولار  MODULAR PLC خیلی خیلی فاصله داریم.

    البته از بابتی خوشحالیم که با قیمت به مراتب خیلی ارزانتر و کمتر  می توانیم این محصول ایرانی را بجای نمونه آلمانی در سیستم های کنترلی ساده  خصوصا در تابلو های برق  سیستمهای مختلف بکار ببریم

بخش 3 : انواع پی ال سیplc

 دسته بندی های مختلفی برای انواع پی ال سی وجود دارد از نظر ساختاری و از نظر کاربرد و از نظر شرکتها و کشورهای سازنده

 دسته بندی پی ال سی ها از نظر ساختار:

 پی ال سی ها plc از نظر ساختاری به دو دسته کلی تقسیم می شوند که عبارتند از:

1-پی ال سی های کمپکت(compact plc)        2-پی ال سی های ماژولار(modular plc)

1-پی ال سی های کمپکت (compact plc):

     این پی ال سی ها دارای ساختار و شکل ظاهری یکپارچه هستند تقریبا ظاهری مثل کلید مینیاتوری سه فاز یا کنتاکتور دارند البته کمی بزرگتر و نمونه های خارجی آنها صفحه مونیتور ال سی دی یا همان HMIکوچکی روی خود دارد با چهار کلید جهت دار برای برنامه نویسی بدون نیاز به کامپیوتر

 این پی ال سی ها برای کارهای کنترلی کوچک ساخته شده اند قیمت آلمانی آن با نام لوگو پی ال سی(LOGO PLC)ساخت شرکت زیمنسZIEMENSآلمان در حال حاضر حدود 600-500هزار تومان است

   و قیمت ایرانی آن با نام اسمارت لوگو پی ال سی(SMART LOGO PLC)ساخت شرکت های ایرانی از 105هزار تومان تا 135هزار تومان با توجه به نوع مدل ساخته شده(تغذیه AC-تغذیه DC-چهار ورودی-چهار خروجی-8ورودی-8خروجی و...)قیمتها 30-40تومان پایین بالا می شود

توجه: انتخاب نوع پی ال سیPLC در موفقیت در سیستم کنترلی مهم است

   یعنی باید با توجه به مشخصات فرآیند  نوع پی ال سی مناسب انتخاب شود: 

     تغذیه AC یا DC باشد؟ ورودی چندتایی باشد ? ورودی آنالوگ باشد یا دیجیتال؟ خروجی آنالوگ باشد یا دیجیتال؟ مثلا وقتی خروجی پی ال سی شما تحریک بوبین یک یا چند شیر برقی موتور دورانی(هیدرو موتور) یا خطی(جک) هیدرولیکی است باید پی ال سی با خروجی آنالوگ انتخاب کنید .اگرچه در بعضی مدلها از جمله مدلهای جدید پی ال سی خروجی می تواند هم آنالوگ  و هم دیجیتال باشد

    برای شروع یادگیری کار کنترلی با پی ال سی  PLC , با کدام نوع و مدل از پی ال سی PLC  شروع کنیم؟

    کمپکت پی ال سی با نام اسمارت لوگو پی ال سی ( SMART LOGO PLC  ) ساخت شرکتهای ایرانی می تواند گزینه خوبی باشد ,  زیرا هم ارزان است و هم به اصطلاح اراکی  دنگ و فنگ زیاد ندارد و یاد گیری برنامه نویسی و کا ر با آن آسان است

    کمپکت پی ال سی ها چه ایرانی و چه خارجی  در قسمت زیرین خود شیار دم چلچله ای دارند دقیقا مشابه شیار دم چلچله زیر کلید مینیاتوری ها و کنتاکتور ها تا به راحتی داخل تابلو برق کنار دیگر قطعات تابلو برق جا بگیرند

2-پی ال سی های ماژولار(MODULAR PLC):

   در این نوع از پی ال سی ها اجزائ پی ال سی بر خلاف لوگو پی ال سی ,  یکپارچه نیست و از هم جدا هستند مثلا: ماژول(مدول) منبع تغذیه جدا است- ماژول ورودی جدا است- ماژول خروجی جدا است- ماژول اصلی(CPU , حافظه دایم و موقت,..)جدا است

     اما ماژولها طوری ساخته شده اند تا بتوان آنها را مرتب کنار هم قرار داد یعنی  حالت کشویی یا نری -مادگی  به هم متصل می شوند

پی ال سی های ماژولار در سیستم های کنترل فرآیند بزرگ صنعتی با تعداد ورودی و خروجی زیاد کاربرد دارند

     ورودی به این پی ال سی ها اطلاعاتی است که از طریق سنسورهاSENSOR و یا پی ال سی هایSLAVE دیگر  یا کامپیوتر های مرکزی  MASTER PLC  دیگر می آید و خروجی این پی ال سی ها شامل فرمانهایی است که به درایور هاDRIVERS(راه اندازها) و اکتواتور هاACTUATORS(محرک ها)   یا فرمان به پی ال سی های SLAVE PLC دیگر  صادر می گردد که در اینجا کلیه بخشها به صورت شبکه با هم در ارتباط هستند

هر سیستم پیچیده ای از به هم پیوستن اجزای ساده تشکیل شده است

اگر اجزای ساده را بشناسید شناسایی سیستم پیچیده هم برای شما می شود مثل آب خوردن

   ذکر خاطره : حدود 10-20سال پیش , اولین باری که هنگام ماموریت کاری ,  از یک اتاق فرمان مجتمع صنعتی عظیم بازدید می کردم تا چشمم به تابلو های بسیار کنار هم نصب شده در اتاق کنترلCONTROL ROOM با تابلو های کنترل با تعداد کلید بسیار و مونیتورهای زیاد افتاد یکه ای خوردم و به خودم گفتم , صد سال دیگر ما به خارجی ها نمی رسیم اما الآن به شمای جوان می گویم آن اتاق کنترل با آن عظمت هیچی نیست اگر اجزایش را بشناسید و فقط یک ظاهر پر زرق و برق و گول زنک دارد

   چیزی که مهم است و به اصطلاح فوت کوزه گری کار کنترل اتوماتیک صنایع بزرگ است ارتباط بین این اجزا با هم یا همان الگوریتم کنترل است که معمولا محرمانه و محفوظ می ماند و قابل الگو برداری نیست اینجاست که مبحث دیگری به نام شبکه های کامپیوتری مطرح می شود و لازم می شود اصول کار با شبکه های کامپیوتری خصوصا در سیستم های کنترل فرآیند صنعتی  را یاد بگیرید

بخش 4- شرکتهای و کشورهای تراز اول سازنده پی ال سیPLC :

       الف-  تولید کنندگان کمپکت  پی ال سی  COMPACT PLC (پی ال سی های یک پارچه کوچک)  :

1-شرکت پویا صنعت ماهر و شرکت انرژی الکترونیک ایران با تولید مدلهای مختلف اسمارت لوگو پی ال سیSMART LOGO PLC و همچنین شرکت های کنترونیک و فستو ایران و صنعت فرداو..نیز در این زمینه فعالیت دارند

2-شرکت زیمنس SIEMENS آلمان  با لوگو پی ال سی  LOGO PLC

3-شرکت تله مکانیک TELE MACANIQUEفرانسه با زلیو پی ال سی ZELIO PLC

4-شرکت امرون OMRON  و میتسوبیشی MITSUBISHI ژاپن با زین پی ال سی ZEN PLC , ALPHA PLC

5-شرکت مولر MOELLER آلمان با ایزی پی ال سی EASY PLC

6-شرکت ال جیLG کره

7-شرکت آلن برادلی BRADLLEY ALLEN آمه ریکا با میکرو لوجیک پی ال سیMICRO LOGIXS

8-شرکت تکو  و دلتا DELTA تایوان TAIWAN با   SG 2 PLCو SS2 PLC 

....

ب- شرکتها و کشورهای تولید کننده پی ال سی های ماژولار(مدولارMODULAR PLC) 

همان شرکتهای فوق بجز شرکتهای ایرانی یعنی:

 1-شرکت زیمنس SIEMENS آلمان با تولید مدلهای مختلف پی ال سی ماژولار MODULAR PLC از قبیل:

S5 ,  S7 200 , S7 300  , S7 400  ,  S7 1200 و...

2-شرکت تله مکانیک TELE MACANIQUEفرانسه 

 3-شرکت امرون OMRON  و میتسوبیشی MITSUBISHI ژاپن

 4-شرکت مولر MOELLER آلمان

 5-شرکت آلن برادلی BRADLLEY ALLEN آمه ریکا 

 6-شرکت تکو  و دلتا DELTA تایوان TAIWAN با    ES, ES2, EX, EX2 ,.. PLC 

 ....

توجه: ساخت پی ال سی از استاندارد تبعیت می کند و اگر کار کردن با یک مارک را خوب یاد بگیرید بقیه مثل هم هستند

کجا از پی ال سیPLC یا همان کامپیوتر صنعتی استفاده کنیم و کجا از کامپیوتر شخصیPC ؟

   در بخشهای فوق بطور مختصر اشاره شد اما فرق اصلی و اساسی کامپیوتر شخصیPC با کامپیوتر صنعتیPLC در آن است که:

وقتی می خواهیم با فرآیند های عملیاتی در محیط صنعتی  کار کنیم PLC یا همان کامپیوتر صنعتی خوب است(فرمان قطع و وصل رله یا مدار فرمان کنتاکتور یا بوبین شیر برقی و.. خواندن  سنسورها و انکودرها و..)

وقتی می خواهیم با داده ها (اعداد و ارقام و اطلاعات)خصوصا در اتاق فرمان کار کنیم کامپیوتر شخصی یا همان PC خوب است

همین است که می بینیم نوک قله شبکه های بزرگ و گسترده  صنعتی , کامپیوتر داده پردازPC قرار گرفته است

  به عبارتی پی ال سی هاPLC(کامپیوتر های صنعتی)در شبکه های بزرگ ,  نقشSLAVE  دارند و داده ها را بین  محیط های عملیاتی رد و بدل می کنند اما این کامپیوتر مرکزی شبکه ( اغلب کامپیوتر داده پرداز ) است که تصمیم گیرنده و کنترل کننده نهایی و به عنوان کامپیوتر مستر(MASTER)در شبکه نقش ایفا می کند

بخش 5-طریقه راه اندازی پی ال سی ایرانی SMART LOGO PLC-وایرینگ و سیم بندی-برنامه نویسی با ذکر یک مثال ساده

لیست اقلام لازم برای کار عملی با پی ال سیplc ایرانی:

1-پی ال سی اسمارت لوگو مدل SCD14RL یا هر مدل دیگر که ورودی آن برق DC با ولتاژ 12-24ولت باشد چرا؟ چون کار با پی ال سی با ورودی AC  و 220ولت برای شروع احتمال سوختن پی ال سی در اثر اشتباه در سیم بندی و خطرات کار با برق AC وجود دارد

2-منبع تغذیه 12 یا 24 ولت (همین آدابتور 12ولت معمولی خانگی هم جواب می دهدحد اقل 1-2آمپر باشد

3-آرمیچر یا لامپ 12 ولت(آرمیچر باز شده از دستگاههای 12ولت یا لامپ 12 ولت خودرو

4-سیم رابط 0.5-1 : سیم های رابط آماده دو سر پرس شده 10-20سانتی متری باشد بهتر است

5-کامپیوتر شخصی یا لب تاب

6-CD حاوی نرم افزار LOGO SOFT COMFOR T VER6,VER6.1  و نرم افزار درایور سیم رابط

SMART LOGO USB CABLE DRIVER VER1, VER2

7-تخته MDF20*30cm

8-ریل فلزی مخصوص پایه کلید مینیاتوری(همین ریل ها که داخل تابلو برق پیچ می شود تا قطعات کنتاکتور و کلید مینیاتوری روی تابلو نصب می شود طول10cm

9-کلید قطع و وصل کوچکdc: همین کلید های اسباب بازی هم جواب می دهد

ابزار لازم:

1-فازمتر کوچک

2-سیم چین یا انبر دست

3-سیم سیار دارای دو سه پریز خروجی

روش راه اندازی پی ال سیplc :

    ابتدا کامپیوتر یا لب تاب را روشن کرده و یک نیو فولدر(فایل) با نام دلخواه مثلا PLC_PROG  ایجاد می کنیم: حد المقدور در درایو c که ویندوز در آن نصب است نباشد تا اگر ویندوز به هر دلیلی خراب شد حاصل زحمات از بین نرود

 مرحله 2-  محتویات cd(همان cd که موقع خرید پی ال سیPLC به همراه آن از فروشنده تحویل گرفته ایم) را در فولدر ایجاد شده PLC_PROG  کپی می کنیم و cd را از زیر دست و پا برداشته و در جای مطمئن نگهداری می کنیم

مرحله 3- نرم افزار لوگو سافت کامفورتLOGO SOFT COMFORT VER6.1

 و نرم افزار درایور یو اس بی کابل USB CABLE DRIVER VER 2 را نصب می کنیم

توجه: پورت خروجی را com6 انتخاب کنید

مرحله 4-قبل از اینکه برای پی ال سیPLC برنامه بنویسید و به آن بار کنید(لد LOAD ) کنید باید سیم بندی(وایرینگ) پی ال سی PLCرا انجام دهید

مرحله5- سیم بندی و وایرینگ پی ال سیPLC:

     یک سیم از مثبت منبع تغذیه یا آدابتور 12ولت به مثبت پی ال سیPLC  (ناحیه بالای پی ال سی سمت چپ) وصل کنید

  یک سیم از مثبت منبع تغذیه یا آدابتور 12ولت به  q1-1 پی ال سی (قسمت زیرین پی ال سی اولین سوراخ خروجیها)وصل کنید

    یک سیم از منفی منبع تغذیه به منفی پی ال سیPLC (سوراخ دومی از چپ)و یک یایه آرمیچر یا لامپ12ولت وصل کنید

   یک سیم از یایه دیگر آرمیچر یا لامپ12ولت به q1-2پی ال سیPLC (دومین سوراخ از چپ ناحیه پایین پی ال سی )وصل کنید

    یک سیم از مثبت منبع تغذیه به یک یایه کلید وصل کنید

  یک سیم از پایه دیگر کلید به L1پی ال سیPLC (روی پی ال سی مشخص است)وصل کنید تا اینجا وایرینگ تمام است

توجه 1: می توانید بجای یک منبع تغذیه از دو منبع تغذیه استفاده کنید و تغذیه پی ال سی را از تغذیه آرمیچر یا لامپ جدا کنید به عبارتی برق مصرفی پی ال سی از برق مصرفی آرمیچر یا لامپ جدا باشد

توجه2: برای شناسایی مثبت و منفی آدابتور یا منبع تغذیه می توانید از اهم متر استفاده کنید یا اینکه آرمیچر را با قوه 9ولت تست کنید و جهت چرخش آنرا ببینید و رنگ سیم مثبت و منفی را حفظ کنید حال همان سیمهای آرمیچر را به خروجی آدابتور وصل کنید اگر جهش چرخش تغییر نکرد+و- آدابتور همان است اگر نه برعکس است یا هر روش دیگری که برای شناسایی +و- آدابتور بلد هستید

   البته اگر هم مثبت و منفی آدابتور را جابجا وصل کنید چراغ نشانگر سبز رنگ روی پی ال سیPLC روشن نمی شود به عبارتی اگر مثبت و منفی را درست وصل کرده باشید چراغ سبز روی پی ال سیPLC روشن می شود

مرحله بعد برنامه نویسی و سیمولیشن وبار (  لد LOAD )کردن برنامه به پی ال سیPLC و اجرای برنامه با کامپیوتر و در مرحله آخر عملکرد پی ال سیPLC مستقل از کامپیوتر و تنها با روشن کردن پی ال سیPLC و زدن کلید است

 بطور خلاصه اگر بخواهیم نحوه عملکرد پی ال سی PLC را با رله های الکترونیکی مقایسه کنیم:

در رله الکترونیکی:

یک مدار فرمان داریم یک مدار قدرت یا همان کلید نرمال کلوزNORMAL CLOSE یا نرمال اپنNORMAL OPEN که با مدار فرمان وصل یا قطع می شود

در پی ال سیPLC :

    یک سیستم مدیریت فرمان داریم که با دریافت سیگنال دیجیتال یا آنالوگ از سنسور(در مثال بالا کلید) مدار محرک(آرمیچر یا لامپ در مثال بالا) طبق برنامه دلخواه نوشته شده در حافظه پی ال سی مثلا در مثال فوق برنامه می نوسیم بعد از دریافت سیگنال آنالوگ ورودی از کلید بعد از 5 ثانیه آرمیچر را راه اندازی می کند

فرق عمده دیگر کنترل جدید  با پی ال سی و کنترل رله ای قدیمی در آن است که:

در سیستم کنترل رله ای قدیمی هر رله یک مدار فرمان ورودی دارد و یک مدار قدرت خروجی دو حالته(نرمال اپن یا نرمال کلوز) و با زیاد کردن تعداد رله ها می توان تعداد ورودی و خروجی را افزایش داد

اما در سیستم کنترل با پی ال سی جدید بجای یک ورودی می توان در پی ال سی های کمپکت تا 8ورودی و در پی ال سی های ماژولار تا بالای یکصد ورودی داشت و تعداد خروجی هم همینطور و ارتباط ورودی با خروجی در سیستم کنترل رله ای یک به یک یعنی یک ورودی به یک خروجی بود

  اما در سیستم کنترل با پی ال سی این ارتباط می تواند حالتهای مختلف داشته باشد مثلا چند ورودی به یک خروجی یا چند ورودی به چند خروجی یا برعکس که تمام اینها با برنامه پی ال سی کم و زیاد می شود و نیاز با سیمبندی مثل سیستم کنترل رله ای را به حداقل می رساند

   در ادامه ابتدا کمی راجع به برنامه نویسی و زبانهای برنامه نویسی پی ال سیPLC می گوییم

بعد ادامه کار عملی با پی ال سی با یک مثال ساده شرح خواهیم داد.

بخش 6-ربانهای برنامه نویسی پی ال سیPLC:

در ابتدا زبانهای زیادی برای برنامه نویسی PLC توسط سازندگان PLC ابداع شد اما بعد از مدتی سازندگان PLC  برای دسترسی به یکپارچگی در برنامه نویسی موظف شدند تا برنامه نویسی PLC استاندارد شده باشد و از استاندارد خاصی(IEC1131) تبعیت کند  تا مثلا پی ال سی های فلان کشور در بهمان کشور قابل استفاده و حتی سازگار با کار شبکه ای با PLC های دیگر باشد

 امروزه در بین زبانها سه زبان ذیل به عنوان بهترین و پرکاربرد ترین و استاندارد شده برای برنامه نویسی PLC ارایه و مورد استفاده قرار می گیرد و هر کدام ویژگی خاص خود را دارد و نرم افزارها بطور اتوماتیک می توانند برنامه ها را به زبانهای دیگر تبدیل کنند که عبارتند از:

1-برنامه نویسی نردبانی LADDER PROGRAM: LAD

2-برنامه نویسی بلوکیFUNCTION BLOCK DIAGRAM : FBD

3-برنامه نویسی خطی STATEMENT LIST: STL

البته زبانهای دیگری چون; SCL , S7 GRAPH , S7 HI GRAPH , CFC  و...  هم وجود دارد اما مثل سه زبان بالا پر کاربرد نیست

1-زبان برنامه نویسی نردبانی:LAD

دامه دارد....

بخش 7-برنامه نویسی برای پی ال سی

 زبانهای برنامه نویسی را از نظر ساختار کلی و روش برنامه نویسی می توان به دو دسته کلی می توان تقسیم کرد که عبارتند از:

           1-برنامه نویسی ساختار یافته

           2-برنامه نویسی خظی

1-برنامه نویسی ساختار یافته: زبانهای  نردبانی(LAD)  و  بلوکی(FBD )  جزو این گروه هستند و به این خاطر آنها را ساختار یافته می گوییم که ابزار های بسیاری به صورت آماده در نرم افزار مربوطه وجود دارد و کار ما را در برنامه نویسی راحت تر می کند

  بهتر است به جای برنامه نویسی ساختار یافته بگوییم برنامه سازی ساختار یافته ! زیرا در این روش , ما به کمک ابزارهای موجود در نرم افزار برنامه میسازیم تا نوشتن برنامه!

  تقریبا یه چیزی مثل برنامه نویسی شیی گرا در ویژوالها(ویژوال بیسیک ویژوال سی و...

برای مثال ما بلوک آماده تایمرTIMER و شمارنده COUNTER و..داریم و فقط با درگ کردن(انتخاب با موس و کشیدن و رها کردن) از جدول سمت چپ واقع در منوی اصلی نرم افزار آنرا به  بخش سمت راست( منوی برنامنه سازی) میآوریم و این کار ما را خیلی آسان می کند

2-برنامه نویسی خطی: زبان اس تی ( STL) جزو زبانهایی است که از نظر ساختار کلی به صورت خطی است یعنی در این زبان برنامه به صورت تکستTEXT یعنی خط به خط نوشته می شود البته در دو ستون کنار همیه چیزی مثل برنامه نویسی به زبانهای بیسیک و سی قدیمی

مقایسه دو روش برنامه نویسی خطی و ساختار یافته برای پی ال سی هاPLC :

   هر کدام از روشهای فوق ویژگی خاص خود را دارد یعنی بعضی جاها روش ساختاری خوب است و بعضی جاها روش خطی!

     البته روش ساختاری به دلیل خطای کمتر و سهولت , بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد خصوصا اینکه از نظر شکل و شمایل نیز مشابه همان بلوک دیاگرامهای برقی است و این روش برنامه نویسی برای مهندسین برق خیلی خیلی کار را سهل و آسان می کند.

1-روش برنامه نویسی نردبانی: این روش را با ذکر یک مثال توضیح می دهیم و فرض را براین می گیریم که نرم افزار را نصب کرده اید و وایرینگ پی ال سی را هم وصل کرده اید و سیستم آماده برنامه نویسی و لد کردن برنامه به پی ال سی و آزمایش عملی است

مثال: می خواهیم به زبان نردبانیLAD(LADDER PROGRAMING) برای پی ال سیPLC  برنامه ای بنویسیم که پی ال سی به صورت اتوماتیک پس از روشن شدن و زدن کلید اصلی بعد از مدت 30ثانیه (یعنی با تاخیر 30ثانیه ای)آرمیچری را روشن کند

  (یا خروجی برنامه می تواند  یکی از این موارد باشد: خروجی یک شود -خروجی رله ای را وصل کند-خروجی کلیدی را وصل کند-خروجی مدار فرمان کنتاکتوری را راه اندازی کند و...)

ادامه دارد...

بخش 8-ادامه برنامه نویسی برای پی ال سی به زبان لدر(نردبانی)

1-منوی نرم افزار برنامه نویسی را باز می کنیم و یک پروژه جدید ایجاد می کنیم

 می توانیم از نمونه برنامه های موجود در سمپل های نرم افزار هم استفاده کنیم و آنرا باز کرده و با نام جدید save as کنیم و برنامه را طبق برنامه مورد نظر مان تغییر دهیم(بخشهایی را حذف و بخشهایی به آن اضافه کنیم و این فوت کوزه گری برنامه نویسی حرفه ای است) و روش اصولی برنامه نویسان حرفه ای همین است

    به عبارتی برنامه های جدید ,  مدیفای شده(تغییر یافته) برنامه های قبلی هستند و یک برنامه نویس حرفه ای همیشه برنامه های جدید را با استفاده از برنامه های قبلی می نویسد و یکبار که از برنامه ای نتیجه گرفت از همان در برنامه های بعدی خود استفاده می کند و این اشتباه است که بخواهیم هربرنامه جدید را از منوی خالی و از صفر شروع کنیم و هر برنامه منتج به نتیجه ای فقط یکبار در طول عمر برنامه نویسی نوشته می شود و به کرات در برنامه های جدید کپی پیست می شود.

2-یک کنتاکت باز یا بسته(نرمال اپنNO یا نرمال کلوزNC) با درگ کردن از منوی سمت چپ نرم افزار به منوی برنامه نویسی اضافه می کنیم (NOدوخط موازی کنار هم است و NCدوخط موازی با یک خط مورب داخل آن)

3-یک جفت پرانتز خالی نیز با درگ کردن به منوی برنامه می افزاییم

4-یک تایمر نیز به منوی برنامه نویسی به همان روش درگ کردن می افزاییم

تا اینجا در منوی برنامه یک کلید ورودی داریم یک تایمر و یک خروجی

5-باکلیک روی تایمر آنرا مقدار دهی می کنیم مثلا300

6-با موس(درگ کردن: انتخاب و کشیدن موس بین دو المان) خط ارتباطی واسط بین ورودی و خروجی و تایمر را به همدیگر وصل می کنیم

7-با زدن دکمه اجرای سیمولیشن آنرا اجرا می کنیم اگر خطوط ارتباطی سبز شد و خط بعد از تایمر بعد از مدت زمان داده شده سبز شد و چراغ زیر منوی نرم افزار روشن شد  برنامه درست است

در مرحله بعد با اطمینان از وصل بودن پی ال سی PLC به کامپیوتر برنامه را به آن بار گیری(لد) می کنیم

در مرحله پی ال سی را از کامپیوتر جدا و برنامه را با روشن کردن کلید ورودی اجرا می کنیم اگر درست عمل کرده باشیم : کلید را که بزنیم بعد از مدت زمان داده شده به تایمر خروجی فعال و مصرف کننده(لامپ 12ولت یا آرمیچر) شروع به چرخیدن دایم می کند

در مرحله بعد برنامه جدید می نویسیم که مثلا بعد از مدت زمان دلخواه خاموش شود یا مثلا روشن خاموشهای مختلف در زمانهای مختلف و همینطور برنامه های جدید تر با استفاده از دستورات جدید تست می کنیم

و یادمان باشد همانطور که در بالا اشاره شد برنامه جدید با SAVE AS کردن برنامه قبلی و تغییرات جدید ایجاد می شود.

اطلاعات بیشتر رجوع شود به کتاب: راهنمای جامعPLC -تالیف مهندس سعید غریبی و مهندس هادی غریبی- نشر آفرنگ -چاپ زمستان91 -چاپ دهم- که کتاب بسیار خوبی در زمینه پی ال سیPLC و  مطالب خوبی در زمینه شبکه های کامپیوتری دارد

نوشتن بخش آخر در پرتال safar123.blogfa.com به تاریخ3/12/1395

امیدوارم مطالب مفید بوده باشد,  اگر همینطور است , مزد ما یک صلوات بر حضرت محمد(ص) و آل محمد!

شاد باشید!!!