مقایسه تابلوهای کنترل معمولی با تابلوهای کنترلی مبتنی بر PLC

امروزه تابلوهای کنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا که معایب زیادی دارند. از آنجا که این نوع تابلوها با رله‌های الکترو‌مکانیکی کنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌کنند، سیم‌کشی تابلو کار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌کند. در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشکل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز کردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود که این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.

با بوجود آمدن PLC، مفهوم کنترل و طراحی سیستم‌های کنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت کرده است و استفاده از این کنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. که به برخی از این موارد در زیر اشاره کرده‌ایم. که با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های کنترلی پی برد:
سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای تا 80٪ کاهش می‌یابد.
از آنجاییکه PLC توان بسیار کمی مصرف می‌کند، توان مصرفی بشدت کاهش پیدا خواهد کرد.
توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌کند.
برعکس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های کنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام اینکار خواهد شد.
در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل رله ، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و... بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری کاسته شود.
از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میکرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.
ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.
وقتی توابع کنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

 

مونیتورینگ

یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ می باشد . امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع شیمیایی و ... بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ مناسب قادر به ادامه کار خود نیستند . مونیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخشهای مختلف یک واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف ذیل :  نمایش وضعیت لحظه ای هر یک از ماشین آلات و دستگاهها -  نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم -  نمایش و ثبت آلارمهای مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم -  نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یک از اجزای سیستم -  نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیکی مناسب -  تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید -  امکان تغییر برخی از فرایندهای کنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ -  ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظر مدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزان تولید ، میزان مواد  اولیه مصرفی ، میزان انرژی مصرفی و ...

   

مونیتورینگ

یکی دیگر از مباحث مهم و مرتبط با اتوماسیون صنعتی ، مانیتورینگ می باشد . امروزه مانیتورینگ یکی از نیازهای اساسی بسیاری از صنایع به خصوص صنایع بزرگ می باشد. بسیاری از صنایع بزرگ مانند صنایع پتروشیمی ، صنایع تولید انرژی ، صنایع شیمیایی و ... بدون استفاده از سیستم مونیتورینگ مناسب قادر به ادامه کار خود نیستند . مونیتورینگ عبارت است از جمع آوری اطلاعات مورد نظر از بخشهای مختلف یک واحد صنعتی و نمایش آنها با فرمت مورد نظر برای رسیدن به اهداف ذیل :  نمایش وضعیت لحظه ای هر یک از ماشین آلات و دستگاهها -  نمایش و ثبت پارمترهای مهم و حیاتی یک سیستم -  نمایش و ثبت آلارمهای مختلف در زمانهای بروز خطا در سیستم -  نمایش محل خرابی و زمان وقوع ایراد در هر یک از اجزای سیستم -  نمایش پروسه های تولید با استفاده از ابزارهای گرافیکی مناسب -  تغییر و اصلاح Set Point ها حین اجرای پروسه تولید -  امکان تغییر برخی از فرایندهای کنترلی از طریق برنامه مونیتورینگ -  ثبت اطلاعات و پارمترهای مورد نظر مدیران از قبیل زمانهای کارکرد، میزان تولید ، میزان مواد  اولیه مصرفی ، میزان انرژی مصرفی و ...

   

انواع PLC ها

در صنعت PLC بیش از یکصد کارخانه با تنوع بسیار در طراحی و ساخت انواع مختلف PLC فعالیت می‌کنند. PLC‌ها را می‌توان از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی، وسعت عملیات (محلی یا وسیع) و ... دسته‌بندی نمود. باید توجه داشت که برای ارزیابی قابلیت یک PLC باید ویژگی‌های دیگری مانند پردازنده، زمان اجرای یک سیکل، سادگی زبان برنامه نویسی، قابلیت توسعه و ... را در نظر گرفت.

در صنعت PLC بیش از یکصد کارخانه با تنوع بسیار در طراحی و ساخت انواع مختلف PLC فعالیت می‌کنند. PLC‌ها را می‌توان از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی، وسعت عملیات (محلی یا وسیع) و ... دسته‌بندی نمود. باید توجه داشت که برای ارزیابی قابلیت یک PLC باید ویژگی‌های دیگری مانند پردازنده، زمان اجرای یک سیکل، سادگی زبان برنامه نویسی، قابلیت توسعه و ... را در نظر گرفت.

از نظر اندازه، حافظه، تعداد ورودی/خروجی

اندازه PLC	تعداد خطوط ورودی و خروجی	اندازه حافظه به کیلو
کوچک	۴۰/۴۰	۱
متوسّط	۱۲۸/۱۲۸	۴
بزرگ-S5	بیش از ۱۲۸/بیش از ۱۲۸	بیش از ۴

از نظر وسعت عملیات

PLCها با کاربرد محلی

کاربرد: کنترل سیستم‌هایی با حجم کوچک (تعداد ورودی و خروجی‌های محدود) و برای کنترل همزمان تعداد کمتری از پروسه‌ها یا کنترل دستگاه‌های مجزای صنعتی (به علت قابلیت محدودتر) ارائه: اغلب شرکت‌های سازنده، این نوع PLCها را همراه دیگر PLCها به بازار ارائه می‌دهند ولی برخی از شرکت‌های سازنده آنرا با نام میکرو PLC ارائه می‌نمایند. از جمله این نوع PLCها می‌توان به نمونه‌های زیر اشاره کرد:که در پست mini plc به صورت کامل به آن اشاره شده است.

1. LOGO ساخت شرکت زیمنس آلمان
2. Zelio ساخت شرکت تله مکانیک فرانسه
3. مولر آلمان
4. LG کره

 PLCها با کاربرد وسیع

کاربرد: کنترل سایت کارخانه‌ها.صنعتی

معمولا در صنایع بزرگ، PLCها یا پروزت‌های ورودی – خروجی در قسمت‌های مختلف سایت کارخانه وجود داشته و کنترل محلی بر قسمت‌های تحت پوشش خود انجام می‌دهند. سپس اطلاعات مورد نیاز با استفاده از روشهای مختلف انتقال داده‌ها به اتاق کنترل مرکزی منتقل شده و که در آن محل با استفاده از روش‌های مختلف مونیتورینگ صنعتی، اطلاعات به را شکل گرافیکی تبدیل کرده و بر روی صفحه مانیتور نمایش می‌دهند. در این حال اپراتور تنها با دانستن روش کار با رایانه و بدون نیاز به اطلاعات تخصصی می‌تواند سیستم را کنترل کند.

از جمله معروف ترین PLCها از این خانواده را که می‌توان نام برد عبارتند از:

1. S7 و S5 شرکت زیمنس
2. شرکت OMRON ژاپن
3. شرکت تله مکانیک فرانسه
4. شرکت میتسوبیشی ژاپن
5. شرکت LG کره
6. شرکت آلن برادلی آمریکا

از سایر نظرگاه ها

داشتن دیدگاه کاملی نسبت به تنوّع PLC ها مهمترین موضوع در انتخاب یک PLC مناسب است. لذا باید به این جنبه‌های تنوّع توجّه داشت

1. تعداد ورودی‌ها
2. تعداد خروجی‌ها
3. تعداد فلگ‌ها
4. تعداد شمارندگان(کانترها)
5. تعداد تایمرها
6. نوع فلگ‌ها و تایمرها
7. اندازه حافظه
8. سرعت اجرای برنامه SCAN TIME
9. نوع برنامه کاری دستگاه

از طرفی امروزه عموماً از PLCهای زیمنس S5 استفاده می‌شود. از طرفی هم بیشتر خط تولید‌های جدید رو به استفاده از نسخه جدید PLCهای زیمنس S7 رفته‌اند که در آن خیلی از مشکات نسخه قبلی رفع شده و کنترل‌ها بسیار ساده تر گردیده‌است.

+ نوشته شده در  دوشنبه 25 خرداد1388ساعت 12:37  توسط Hamed.s.k  |  آرشیو نظرات

---

Mini PLC - ساختمان و نحوه کار

با عرض سلام خدمت دوستان تو این پست قصد دارم یه معرفی ساده و توضیحی مختصر در مورد plcهای کوچک که اتفاقاً اخیرا کاربرد ان بسیار گسترش یافته است ارائه کنم.

تقریباً تمام شرکت های معتبر سازنده plc در دنیا در کنار تولیدات خود اقدام به تولید plc های کوچک یا اصطلاحاً Mini PLC می کنند،از جمله شرکت ایرانی کنترنیک،این PLC ها معمولا به منظور جایگزینی کنترل کننده های سنتی،مداراتی مانند ترکیب کنتاکتور ها،تایمر و سایر تجهیزاتی که برای کنترل یک پروسه کوچک مورد نیاز می باشد،استفاده می گردند و به خاطر کوچکی در کنار سایر تجهیزات کنترل شونده نصب می شوند. قابلیت گسترش این PLC ها محدود و حداکثر یک یا دو مدول I/O است،منظور از مدول واحد های ارتباطی ورودی و خروجی می باشد. در این PLCها یک پردازنده وجود دارد و برنامه نویسی آنها به صورت مقدماتی است واغلب با استفاده از دیاگرام نردبانی و دستورات نمادی صورت می گیرد که به این نوع از برنامه نویسی Ladder  می گویند،همانطور که در شکل بالا ملاحظه می کنید چند مدل از  mini plc های رایج درون کشور در کنار هم قرار دارند.این plcها معمولاً دارای ساختمانی شبیه به هم و قدرت های تقریباً یکسانی می باشند.دارای مدوال های ورودی و خروجی،چند کلید و صفحه نمایشگر می باشد،برنامه های کوچک که دارای عمگرهای زیادی نمی باشند را می توان مستقیم با کلید های روی خود دستگاه ویا programer البته فقط با زبان ladder نوشت،و یا برنامه را توسط نرم افزار درون کامپیوتر بنوسیم و از طریق کابل به دستگاه منتقل  یا اصطلاحاً upload کنیم.البته mini plc ایرانی شرکت کنترونیک فاقد صفحه نمایش می باشد و برنامه را باید توسط نرم افزاری که توسط شرکت ارائه می شود نوشت و به دستگاه منتقل کرد.مینی PLC ساخت کارخانه زیمنس آلمان با نام LOGO ,مدل EASY از شرکت MOELLER,مینی PLC ساخت کارخانه تله مکانیک فرانسه با نام Zelio, ژاپن,مدل F20 شرکت میتسو بیشی,ZEN از شرکت OMRON و . . . از این نمونه است.که در بالا مشاهده می کنید.قیمت این دستگاه ها در بازار ایران در رنج 150 هزار تومان می باشد،که با توجه به قابلیت های بی شماری که در مقایسه با تجهیزات سنتی دارد کاملاً به صرفه و از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیر می باشد.دوستانی که در این زمینه پیشنهادی یا سوالی دارند می توانند از طریق Email مطرح نمایند.

انواع زبانهای برنامه نویسی به صورت استاندارد IEC وPLC های زیمنس

قسمت اول

زبان برنامه نویسی PLCهای مختلف دارای شباهت ها و تفاوت های گوناگونی است،واین موضوع برای استفاده کنندگان مشکلاتی را بهمراه داشته است.کمسیون جهانی فناوری برق(The International Electrotecnical Commission)که سازمان بین المللی برای ارائه استاندارد های جهانی در صنعت برق است.اخیراً برای ارائه استاندارد های جهانی در زمینه زبانهای برنامه نویسی PLC اقداماتی نموده است،که ازجمله می توان به زبان واحدی برای برنامه نویسی اشاره نمود.سازمان،سازندگان مختلف را تشویق به اسنفاده از این زبان برای محصولات خود میکند.بااین همه هنوزتفاوتهای زیادی بین این زبان(IEC)با زبانهای ارائه شده از طرف سازندگان PLCوجود دارد.

زبان های مختلف برنامه نویسی PLC  با استاندارد IEC

IEC1131 برای برنامه نویسی PLC کلا شش زبان برنامه نویسی استاندارد را معرفی نموده است که شامل شش زبان زیر که به انها اشاره میکنم می باشد:

(Instruction List)IL

زبان سطح پایین به صورت متنی می باشد.

(Function Block Diagram)FBD

به صورت گرافیکی است و در آن برنامه نویسی به صورت یک سری بلوکهای پایه که در کنار هم قرار میگیرند می باشد.

(Ladder Diagram)LD

به صورت دیاگرام نردبانی است و طوری طراحی شده است که می توان آنرا به صورت توام با FBD به کار برد،این زبان برنامه نویسی تقریباً درتمام انواع مینی PLCها کاربرد دارد و کار با این زبان برای افرادی که به مدارات برق صنعتی آشنایی دارند ساده ترو قابل درک تر است.

(Sequential Function Control)SFC

در این روش برنامه به مراحلی که ترتیب الگوریتم های کنترلی رانشان می دهدتقسیم می گردد،از این روش بیشتردر برنامه نویسی های ترتیبی(مدارات شامل فلیپ فلاپها)استفاده می شود.

(Continuous Function Chart)CFC

این روش برنامه نویسی بیشتر در برنامهایی که شرایط کنترل در ان به صورت ترکیبی می باشد مورد استفاده قرار میگیرد،مانند پروسه های کنترل دما،کنترل فشار و . . .

(Structured Text)ST

ST یک زبان سطح بالا شبیه  Cو پاسکال است و کاربرد ان در الگوریتم های پیچیده و پروژه ای وسیع است.

جدول مقایسه زبان های برنامه نویسی  IECبا PLC-S7 شرکت زیمنس

IEC1131	PLC-S7
LD	LAD
FBD	FBD
SFC	Graph7
CFC	SFC
ST	STL
IL	SCL (Structured Control Language)

شرکت زیمنس با این ادعا که این استاندارد را در S7 رعایت کرده در پکیج نرم افزاری STEP7 سه نوع از این زبان های برنامه نویسی را ارائه کرده است.

IL تحت عنوان زبانSTL

 LDتحت عنوان زبانLAD

FBD

زبان های ST و SFC در نرم افزار های جداگانه توسط شرکت زیمنس عرضه شده اند،نرم افزار S7 برای برنامه نویسی PLC های خانواده SIMATIC طراحی شده است.

ادامه دارد . . .

---

قسمت دوم

تقسیم بندی نرم افزار S7 براساس  PLCهای خانواده زیمنس به دو نوع می باشد:

STEP7 micro win -1 برای PLC های کوچک ازسری S7 مانند S7-200

2- STEP7 برای دیگر   PLCهای S7 مانندS7-300,S7-400

هریک ازنرم افزارهای فوق درمدل های Lite-Normal-Professional عرضه می شوند که هر یک دارای قابلیت خاصی می باشد،نسخه Professional همه امکانات را داراست،همچنین دارای شبیه ساز سیمولاتور نیز می باشد.

به طور کلی STEP7 نسبت به  STEP5دو ویژگی مهم را داراست:

۱- سازگاری با استاندارد       IEC1131

۲- قابلیت پیکر بندی سخت افزار از طریق نرم افزار

در  S5امکانات تهیه برنامه جهت PLC وجود داشت ولی در S7 علاوه بر برنامه نویسی می توان سخت افزار سیستم و مدولهای مختلف راازطریق آن پیکر بندی کرد.

معرفی PLC های خانوادهS7

SIMATIC S7 شامل سه نوع PLC است که بر اساس عملکردشان تقسیم بندی می شوند:

SIMATIC S7-200

این PLC برای کارهای با حوزه عملکرد محدود طراحی شده است،این PLC هادر مدولهای با سری212-226  ساخته شده وتعداد  I/Oهای این سری حدود 70-80 عدد می باشد،نرم افزار مورد استفاده این مدل PLCها STEP7 micro win می باشد،نکته  دیگر اینکه این نوع ازPLC  ها به صورت یکپارچه(Compact)می باشد و مدولار نیست.

SIMATIC S7-300

این مدل برای کاربرد های با حوزه کاری متوسط طراحی شده است،این plc ها در مدلهای312-318  ساخته می شوند و تعداد I/O های این نوع در حدود  800-1000عدد می باشد،نرم افزار مورد استفاده این نوع PLCها SIMATIC S7 می باشد.

SIMATIC S7-400

برای کاربرد های با حوزه کاری وسیع طراحی شده است،در مدولهای سری412-417 ساخته می شوند و تعدادI/Oهای این مدل بیش از 1000 عدد می باشد، نرم افزار مورد استفاده این نوع PLCها نیز SIMATIC S7 می باشد.

 نوشته شده توسط حامدسیدکاشانی