مقاله بررسی سیستم كنترل

مقاله بررسی سیستم كنترل در 24 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی الکترونیک و مخابرات
فرمت فایل doc
حجم فایل 18 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 24

مقاله بررسی سیستم كنترل

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

مقاله بررسی سیستم كنترل در 24 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه:

هر سیستم كنترلی را به سه بخش اصلی می‌توان تقسیم كرد: ورودی بخش پردازشگر و خروجی سیگنالهای ورودی توسط مبدل‌ها كه كمیت‌های فیزیكی را به سیگنال‌های الكترونیكی تبدیل می‌كنند فراهم می‌شوند. یك سیستم كنترل باید بتواند بر طریقه عملكردی یك فرآیند دخالت و تسلط داشته باشد. این كار با استفاده المان‌های خروجی، از قبیل پمپ‌ها، موتورها، پیستون‌ها، رله‌ها و … انجام می‌شود.

یك طرح كنترلی به دو روش قابل اجرا است:

با استفاده از سیستم‌های كنترل غیرقابل تغییر توسط اپراتور و نیز با استفاده از كنترل كننده‌های قابل برنامه‌ریزی.

رله‌ یكی از قطعات مهم در بیشتر سیستم‌های كنترل مدرن است. این قطعه‌ یك سوئیچ الكتریكی با ظرفیت جریانی بالاست. یك سیستم رله‌ای ممكن است شامل چند صدیا حتی چند هزار كنتاكت باشد.

كنترل‌كننده‌های قابل برنامه‌ریزی (PLC)ها:

PLCها به عنوان جانشینی برای سیستم‌های منطقی رله‌ای و تایمری غیرقابل تغییر توسط اپراتور طراحی شدند تا به جای تابلوهای كنترل متداول قدیمی استفاده شوند. این كار به وسیله برنامه‌رزی آن‌ها و اجرای دستورالعمل‌های منطقی ساده كه اغلب به شكل دیاگرام نردبانی است، صورت می‌گیرد. PLCها دارای یك سری توابع درونی از قبیل: تایمرها و شمارنده‌ها و شیفت رجیسترها می‌باشند كه امكان كنترل مناسب را‏، حتی با استفاده از كوچك‌ترین PLC نیز، فراهم می‌آورند.

یك PLC با خواندن سیگنال‌های ورودی، كار خود را شروع كرده و سپس دستورالعمل‌های منطقی (كه قبلاَ برنامه‌ریزی شده و در حافظه جای گرفته است) را بر روی این سیگنال‌های ورودی اعمال می‌كند و در پایان، سیگنال‌های خروجی مطلوب را برای راه‌اندازی تجهیزات و ماشین‌آلات تولید می‌نماید. تجهیزات استانداردی درون PLCها تعبیه شده‌اند كه به آن‌ها اجازه می‌دهد مستقیماَ و بدون نیاز به واسطه‌های مداری یا رله‌ها، به المان خروجی یا محرك (actuator) و مبدل‌های ورودی (مانند پمپ‌ها و سوپاپ‌ها) متصل شوند.

با استفاده از PLCها، اصلاح و تغییر یك سیستم كنترل بدون نیاز به تغییر محل اتصالات سیم‌ها ممكن شده است.

برخی ویژگی‌های خاص، آن‌ها را ابزاری مناسب جهت انجام عملیات كنترل صنعتی نموده است. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:

l تجهیزات حفاظت كننده‌ها PLCها از نویز و شرایط نامساعد محیطی

l ساختار PLCها، كه به سادگی امكان تعویض یا افزودن واحد یا واحدهایی را به PLC می‌دهد. (مثلاَ واحد ورودی/ خروجی)

l اتصالات استاندارد ورودی/ خروجی و نیز سطوح سیگنال استاندارد

l زبان برنامه‌نویسی قابل درك و آسان (مانند دیاگرام نردبانی یا نمودار وظایف)

محدوده PLCهای در دسترس، از PLCهای جامع و كامل كوچك با 20 ورودی/ خروجی و 500 مرحله یا گام برنامه‌نویسی تا سیستم‌های مدولار با مدول‌های قابل افزایش را دربرگرفته است مدول‌ها برای انجام وظایفی نظیر:

l ورودی/ خروجی آنالوگ

l كنترل PID (تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر)

l ارتباطات

l نمایش گرافیكی

l ورودی/ خروجی اضافی

l حافظه‌های اضافی و … استفاده می‌شوند.

PLCها، كامپیوترهایی ساخته شده به منظور خاص هستند كه شامل سه قسمت اجرایی اصلی می‌باشند: پردازش، ورودی/ خروجی و حافظه. سیگنال‌ها از طریق ورودی به PLC فرستاده شده و آن‌گاه در حافظه، ذخیره می‌شوند. سپس سیگنال‌های خروجی به منظور راه‌اندازی تجهیزات مورد نظر، تولید می‌شوند.

در PLCهای كوچك‌تر، این عملیات توسط كارت‌های ویژه‌ای انجام می‌گیرند كه به صورت واحدهای بسیار فشرده‌ای ساخته شده‌اند، در حالی كه ساختار PLCهای بزرگتر به صورت مدولار با مدول‌هایی كه بر روی شیارهای تعبیه شده بر روی دستنده نصب می‌شود، بنا گردیده است. این امر امكان توسعه سیستم را- در صورت ضرورت- به سادگی فراهم می‌آورد. در هر دوی این موارد بوردهای مداری ویژه‌ای، به سادگی تعویض یا برداشته می‌شود و امكانات تعمیر سیستم نیز به سادگی فراهم می‌آید.

CPU بر تمام عملیاتی كه در PLC رخ می‌دهد‏، كنترل و نظارت دارد و دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی شده و ذخیره شده را اجرا می‌كند.

تمام PLCهای مدرن برای ذخیره برنامه از حافظه‌های نیمه هادی مانند EPROM, RAM یا EEPROM استفاده می‌كنند.

عملاَ از RAM برای تكمیل برنامه مقدماتی و تست آن استفاده می‌شود، زیرا كه امكان تغییر و اصلاح راحت برنامه را فراهم می‌آورد.

پس از این كه یك برنامه تكمیل شد و مورد آزمایش قرار گرفت می‌توان آن را در PROM یا EPROM، كه اغلب ارزانتر از قطعات RAM می‌باشند، بار (Load) كرد. برنامه‌ریزی PROM معمولاَ توسط یك برنامه‌ریز مخصوص صورت می‌گیرد.

PLC‌های كوچك معمولاَ تا حدی به دلیل ابعاد فیزیكی دستگاه دارای حجم حافظه محدود و ثابتی می‌باشند. حجم این حافظه‌ها بسته به تولیدكننده آن‌ها بین 300 تا 1000 دستورالعمل متفاوت است. این حجم حافظه ممكن است كمتر از آنی به نظر آید كه مناسب جهت امور كنترلی باشد‏، اما تقریباَ حدود 90 درصد عملیات مورد نیاز كنترل‌های دودویی با كمتر از 1000 دستورالعمل قابل اجرا می‌باشند. بنابراین فضای حافظه لازم برای بیشتر كاربردها فراهم خواهد آمد.

PLCهای بزرگتر از مدول‌های حافظه‌ای استفاده می‌كنند كه بین K1 تا K64 فضای حافظه را فراهم می‌آورند. این مدول‌ها امكان گسترش سیستم را با افزودن كارت‌های حافظه RAM یا PROM به PLC فرام می‌آورند.

معیار اولیه مشخص كننده اندازه PLCها، در قالب حجم حافظه برنامه و حداكثر تعداد ورودی و خروجی‌هایی كه سیستم قادر به پشتیبانی از آن‌هاست. اما به منظور ارزیابی و محك مناب هر PLC، باید خصوصیات دیگری از آن، از قبیل نوع پردازشگر، زمان اجرای یك سیكل برنامه، تسهیلات زبان برنامه‌نویسی، توابع (از قبیل شمارنده، تایمر و …) قابلیت توسعه و … را نیز در نظر بگیریم.

معمولاَ، PLCهای كوچك و «مینی PLCها» به صورت واحدهای قدرتمند، كارآ و فشرده‌ای طراحی می‌شوند كه قابل جاسازی بر روی، یا كنار تجهیزات تحت كنترل باشند. آن‌ها عمدتاَ به عنوان جایگزین سیستم‌های رله‌ای غیرقابل تغییر توسط اپراتور، تایمر، شمارنده و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند تا بخش‌های مجزا و منفرد كارخانجات یا ماشین‌آلات را كنترل كنند، اما می‌توان آن‌ها برای هماهنگ كردن عملكرد چند ماشین در تلفیق با یكدیگر سود جست.

– ماژول تغذیه:

دارای دو سایز 72*90*55 میلیمتر و 126*90*55 میلیمتر می‌باشد. با ورودی 85-246 ولت برای كارهای متفاوت در توانهای پائین مناسب است و دارای خروجی با رنجهای زیر می‌باشد:

لازم به ذكر است كه این ماژولها علاوه بر Expand شدن به لوگو در موارد دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

كارتهای حافظه:

آبی: قابل خواندن و نوشتن- عدم حفظ برنامه در هنگام قطع برق

زرد: قابل خواندن و نوشتن- حفظ برنامه در هنگام قطع برق

قرمز: فقط خواندنی- حفظ برنامه در هنگام قطع برق

كابل pc: به منظور اتصال ساده و مستقیم LOGO و pc جهت انتقال برنامه از LOGO به pc یا برعكس مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیم‌بندی:

در هنگام سیم بندی LOGO میبایست استاندارد زیر و موارد زیر رعایت شوند:

میبایست قطر سیم مصرفی 1.5 یا 2.5 باشد.

كوتاهترین فاصله برای سیم‌بندی در نظر گرفته شود.

مدارات AC, high voltage با سیكلهای كلیدزنی سریع و سیم‌هیا سیگنال low voltage از هم ایزوله شوند.

در صورت استفاده از برق سه فاز هر گروه از ورودیها به یك فاز خاص متصل شوند. برای یك گروه نمی‌توان از دو فاز اسفتاده كرد.

در LOGO نیاز به سیم ارت نیست. (بجز دو مورد زیر)

كارتهای آنالوگ باید زمین شوند.

در مدلهای 12/24 به دلیل نداشتن ایزولاسیون نیاز به زمین است.

برای ورودیهای آنالوگ از كابلهای بهم تابیده شده و حتی‌المقدور كوتاه استفاده نمائید.

از اتصال فازهای مختلف به ورودیهای LOGO پرهیز شود.

در LOGO با ورودی آنالوگ ورودیهای 7 و 8 نباید برای دیجیتال بكار برده شود.

15 و 16 برای ورودیهای سریع بكار می‌رود.

ماژولهای افزایشی ورودی سریع ندارند.

برای اتصال منبع تغذیه باید به مدارك موجود در قطعه برای سیم‌بندی توجه شود و از اتصال مازی منبع تغذیه و خروجی D.C بعلت وجود جریان معكوس پرهیز شود.

مدل 230 تغذیه مناسب برای ولتاژهای نامی 115V AC/DC؛ V 240 AC/DC می‌باشد، و مدلهای 12 و 24 ولت آن مناسب با ولتاژ 12 ولت DC و 24 ولت DC/ AC می‌باشد. در تغذیه DC استفاده از فیوز برای حفاظت لازم می‌باشد.

برنامه‌نویسی:

ماژول LOGO براساس قوانین مدارات منطقی كار می‌كند و شرایط برنامه‌پذیری آن به ورودیهای یك برنامه بستگی دارد و برنامه‌ریزی از دو طریق امكان‌پذیر است:

الف- با استفاده از نرم‌افزار خود LSC (LOGO SOFT COMFORT روی PC و انتقال آن از طریق كابل رابط به LOGO كه در V3.1 این نرم‌افزار دو زبان برنامه‌نویسی FBD و LDD در دسترسی می‌باشد. با اجرای برنامه SETUP برنامه LSC از روی CD برنامه اجرا شده و به سادگی نصب می‌گردد (روی PC).

ب- بصورت محلی و با استفاده از كلیدهای روی دستگاه (در مدلهائی كه DESPLAY هستند).

در هر دو نوع برنامه‌نویسی Connectorها و Blockها وجود دارند.

(Connectors) شامل همه اتصالات و حالتها در LOGO می‌باشند مانند ورودیها خروجیها MEMORY MARKERها و سطوح ثابت ولتاژ.

Blocks: توابعی هستند كه اطلاعات ورودی را به خروجی تبدیل می‌كنند و شامل توابع منطقی (basic Function) و توابع ویژه (Special funcion) می‌باشند. BF شامل AND, OR, NAND و … می‌باشند و SFها شامل COUNTER TIMERو … می‌باشند.

ورودیها:

ورودیهای دیجیتال: تنها دارای سطح صفر و یك می‌باشند.

وردیهای آنالوگ: LOGOهای RCO, 12/34 RC, 2424/12 دارای ورودی آنالوگ می‌باشند.

ورودیهای AS-I ورودیهای IA1 تا IA2 برای ارتباط از طریق باس AS-I در LOGOهائی كه اتصال AS-I را دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.

خروجیها:

خروجیهای LOGO از نوع دیجیتال می‌باشند و QA1 تا QA4 برای ارتباط از طریق باس AS-I با مدلهائی از LOGO كه اتصال AS-I دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.

MEMORY BIT (MARKER)ها:

با حرف M مشخص می‌شوند. خروجیهای مجازی می‌باشند كه همان مقدار ورودی را در خروجی خود دارند. در LOGO هشت عدد MARKER وجود دارد.

STARTUP FLAG:

در اولین سیكل از برنام مصرف كننده تنظیم می‌شود و متوالیاَ بعنوان STARTUP FLAG در برنامه مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین M8 می‌تواند مانند دیگر MARDERها در برنامه مورد استفاده قرار گیرد.

FIXED LEVE:

با HI=1, LO=0 مشخص می‌شوند.

OPEN CONINECTOR (X):

در مواردی كه نیاز به سیم‌بندی نمی‌باشد از این پایه استفادهه می‌شود.

از مزایای این برنامه این است كه می‌توان انواع مدارات را طراحی و در كامپیوتر شخصی تست كرد حتی بدون داشتن LOGO.

برای برنامه‌نویسی می‌توان از دو زبان برنامه‌نویسی كه در این نرم‌افزار پس از طراحی به یكدیگر تبدیل می‌شوند استفاده نمود.

BFها توابع خواصی می‌باشند كه با منطقی خاص ورودی/ خروجی را بهم ارتباط می‌دهند. پایه‌های بكار رفته در این توابع شامل ورودی 1 خروجی Q یا X می‌باشند. در جایی كه نیاز به سیم‌بندی پایه نباشد از X استفاده می‌شود این توابع شامل:

AND:

از لحاظ مداری ارتباط سریال تعدادی كنتاكت Normally open می‌باشند و خروجی در صورتی یك می‌شود كه كلیه ورودیها یك باشند.

AND WI TH RLO:

شكل سمت چپ در این تابع خروجی در صورتی یك می‌شود كه همه ورودیها باشند و حداقل یك ورودی در سیكل قبلی حالت صفر داشته باشد.

NAND:

شامل اتصال موازی تعداد كنتاكت Normaly clos می‌باشد و خروجی زمانی یك می‌شود كه همه ورودیها یك باشند.

AND WI TH RLO:

خروجی ANND زمانی یك می‌شود كه حداقل یك وروی حالت صفر داشته باشد و همه ورودیها در سیكل قبل یك باشند.

OR:

شامل اتصال موازی تعداد كنتاكت Normaly open می‌باشد و خروجی زمانی یك می‌شود كه حداقل یكی از ورودیها یك باشند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تائید دیدگاه فعال است. دیدگاه شما ممکن است کمی طول بکشد تا ظاهر شود.