مرکز آموزش
کلیاتی در معرفی PLC
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : جایگاه PLC در یک سیستم خودکار:
PLC دیزل ژنراتور وسیله‌ای است که با آن می‌توان عملیات مربوط به فرآیندهای مختلف را بطور خودکار اجرا و کنترل کرد.
کنترل فرآیند با PLC می‌تواند بصورت حلقه باز و یا حلقه بسته انجام شود. برای مثال در خط تولید نوشابه از PLC برای خودکار کردن فرآیند تولید استفاده می‌شود. یا در نیروگاه‌ها برای تولید برق در دستگاه‌های ژنراتور برق و عملیات تولید به کمک PLC بصورت خودکار انجام می‌شود. بطور کلی در خیلی از فرآیندهای شیمیائی حرارتی و مکانیکی و ... از PLC برای خودکار کردن عملیات فرآیند استفاده می‌شود.
آموزش دیزل ژنراتور – PLC
آموزش دیزل ژنراتور - PLC -جلسه دوم
انتخاب PLC
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب پی ال سی
برای انتخاب تجهیزات یک PLC به منظور استفاده در یک پروژه، لازم است به موارد زیر توجه شود:
- مکانات نرم افزاری و سخت افزاری مورد نیاز در پروژه
- قابلیت اطمینان
- طول عمر
- دسترسی به پشتیبان
- قیمت
تفاوت کلی PLC های سازنده‌های مختلف
توانایی‌های PLC های سازندگان مختلف، برای اجرای کارهای عمومی مشابه هستند. تفاوت آنها در پاسخ به حجم حافظه، سرعت پردازش، تعداد ورودی خروجی، قابلیت داشتن سخت افزار و نرم افزار برای اجرای امور خاص و پاسخ دهی در شرایط و محیط‌های خاص است.
اگر ما با یکی از PLC های یک سازنده آشنا شویم به آسانی با کمی تلاش می‌توانیم PLC های دیگر سازندگان را هم بکار بگیریم.
دیزل ژنراتور - PLC - جلسه سوم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : تجهیزات مطرح در یک سیستم خودکار
شکل زیر تجهیزات مطرح در یک سیستم خودکار را که با PLC کار می‌کنند را نشان می‌دهد. این تجهیزات شامل Plant, PG, HMI, PLC می‌باشد.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه چهارم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : سیستم خودکار (Plant)
منظور از Plant در یک سیستم خودکار ماشین یا مجموعه‌ای از ماشین‌های صنعتی هستند که برای اجرای هدف یا هدف‌های تعریف شده‌ای بطور خودکار عمل می‌کنند.
در هر Plant یک سیستم خودکار مجموعه‌ای از ابزارها به نام‌های حسگر و عملگر وجود دارند که با ارتباط این ابزارها با یک کنترل کننده مرکزی شرایطی فراهم می‌شود و در آن سیستم اجرای عملیات یک پروسه بطور خودکار امکان پذیر می‌شود.
حسگرها اطلاعات Plant را به کنترل کننده مرکزی منتقل و عملگرها فرامین را برای اجرای عمل مربوطه از آن دریافت می‌کنند. حسگرها و عملگرها توسط طراح ماشین انتخاب و در محل‌های مورد نظر نصب می‌شوند.
در اینجا کنترل کننده مرکزی یک PLC است.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه پنجم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : سخت افزار پی‌ال‌سی
ساختار یک PLC بصورت یکپارچه و یا بصورت ماژولار می‌باشد. معمولاً PLC ها با قابلیت محدود بصورت یکپارچه و PLC با توانایی‌های بالا بصورت ماژولار ساخته می‌شوند.
در اولی اجزای تشکیل دهنده آن بصورت سخت افزاری یکپارچه و در دومی بصورت جدا جدا طراحی و ساخته می‌شوند. اجزای تشکیل دهنده PLCهای ماژولار با کانکتورهای مناسب به هم وصل و در کنار هم بر روی ریل نصب می‌شوند.
در طراحی سخت افزار یک PLC لازم است اجزای تشکیل دهنده آن به درستی انتخاب و مورد استفاده قرار گیرند. این اجزا شامل CPU، ماژول‌های ورودی و خروجی، ماژول‌های خاص مورد نیاز سیستم، منبع تغذیه و تجهیزات ارتباطی بین CPU و دیگر عنصر کنترلی Plant می‌باشد.
آموزش plc دیزل ژنراتور-جلسه ششم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب سی‌پی‌یو
برای انتخاب یک CPU لازم است تمام سخت افزارها و نرم افزارهایی که باید توسط آن (برای کنترل یک Plant) پشتیبانی شود، مورد توجه قرار گیرد. بر این اساس باید CPU ای انتخاب شود تا پارامترهای آن نیاز سخت افزار و نرم افزار مورد نظر را پوشش دهد. پارامترهای مهم CPU شامل موارد زیر است:
- سرعت
- حجم حافظه برنامه و داده
- پشتیبانی تعداد Timer و Counter
- پشتیبانی از قابلیت‌های خاص دیگر مانند شبکه شدن پاسخگویی به وقفه‌ها دنبال کردن مکان و اندازه ی فرکانس بالا شمارش سرعت بالا و قابلیت‌های دیگر ...
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه هفتم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب ورودی‌های دیجیتال
انتخاب ورودی‌های دیجیتال بر اساس تعداد و مقدار ولتاژ حسگرهای (sensor) دیجیتالی و تعداد کلیدهای موجود در Plant انتخاب می‌شوند. پارامترهای عمومی برای انتخاب یک ماژول ورودی دیجیتال شامل موارد زیر است:
- مقدار ولتاژ ورودی
- نوع جداسازی
ورودی‌های دیجیتال با ساختار ماژولار معمولاً در گروه‌های ۸ تایی، ۱۶ تایی و یا ۳۲ تایی ارائه می‌شوند.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه هشتم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب خروجی دیجیتال
انتخاب خروجی‌های دیجیتال بر اساس تعداد مقادیر جریان و ولتاژ عملگرهای دیجیتالی و لامپ سیگنال‌ها بکار گرفته شده در Plant انتخاب می‌شوند.
پارامترهای عمومی برای انتخاب یک ماژول خروجی دیجیتال شامل موارد زیر است:
- مقدار ولتاژ خروجی
- مقدار جریان خروجی
- نوع جداسازی
- نوع حفاظت
خروجی‌های دیجیتال با ساختار ماژولار معمولاً در گروه‌های ۸ تایی، ۱۶ تایی و یا ۳۲ تایی ارائه می‌شوند. سازندگان PLC ماژول‌هایی با ۸ ورودی و ۸ خروجی دیجیتال هم به بازار عرضه می‌کنند.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه نهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب ورودی آنالوگ
انتخاب ورودی‌های آنالوگ بر اساس تعداد حسگرهای آنالوگ استفاده شده در Plant نوع کارکرد آنها با ولتاژ و یا جریان و همچنین تعداد تنظیم کننده‌های ولتاژی و یا جریانی استفاده شده در Plant انتخاب می‌شوند.
پارامترهای عمومی برای انتخاب ورودی‌های آنالوگ شامل موارد زیر است:
- سیگنال دیتای ورودی از نوع ولتاژ یا جریان
در نوع ولتاژ مقادیر گستره ولتاژ ۰ تا ۱۰ ولت و یا -۱۰ تا +۱۰ ولت است.
در نوع جریان مقادیر گستره جریان ۰ تا ۲۰ میلی آمپر و یا ۴ تا ۲۰ میلی آمپر است. - نوع جداسازی
- دقت مورد نیاز (تعداد بیت مبدل دیجیتال به آنالوگ)
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه دهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب ماژول عملکرد (Function Module)
سازندگان PLC به منظور ایجاد تسهیلات لازم برای کارهای خاص در صنعت اتوماسیون ماژول‌های عملکرد را عرضه می‌کنند که بطور مثال شامل موارد زیر است.
PID Controller, Stepper Motor Driver, Counter for shaft Encoder, etc.
انتخاب این ماژول‌ها بر اساس نیازهای موجود در طراحی یک پروژه انجام می‌شود.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه یازدهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انتخاب منبع تغذیه (Power Supply)
در یک سیستم که از PLC استفاده می‌شود معمولاً دو منبع تغذیه استفاده می‌شود یکی از آنها برای تغذیه CPU و تجهیزات جانبی آن (ماژول‌ها) استفاده می‌شود که لازم است این منبع تغذیه دقیق باشد و معمولاً سازندگان PLC آن را عرضه می‌کنند و منبع تغذیه دیگری برای تغذیه عملگرها و حسگرهای Plant استفاده می‌شود.
با توجه به این که گستره ی پذیرش ولتاژ اغلب عملگرها و حسگرها نسبتاً بزرگ و معمولاً توان مورد نیاز برای تغذیه این ابزارها در یک Plant زیاد است به منظور کاهش هزینه‌ها برای تغذیه حسگرها و عملگرها از منابع تغذیه خیلی دقیق استفاده نمی‌شود و با توجه به ولتاژها و توان ابزارهای موجود در Plant منبع تغذیه نه چندان گران قیمت تهیه می‌شود.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه دوازدهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : پروگرامر و نرم افزار برنامه ریزی
برای بکارگیری PLC ها نیاز به برنامه ریزی آنها است. برای برنامه ریزی آنها نیاز به یک وسیله به نام PG به همراه نرم افزار برنامه ریزی برای تولید برنامه (انتقال برنامه به PLC) راه اندازی و متوقف کردن اجرای برنامه در PLC – پایش اجرای برنامه و پاک کردن برنامه منتقل شده به PLC استفاده می‌شود. برای به کارگیری PLC های هر شرکت سازنده لازم است نرم افزار برنامه نویسی خاص آن PLC را تهیه و از آن استفاده شود. از انواع PLC ها می‌توان به کمپانی‌های ALTERA, COMAP, DSE & SIEMENS نام برد.
در این آموزش قصد داریم تا کار با زیمنس را بیاموزیم که از سخت‌ترین PLC ها محسوب می‌شود و با دانستن درباره ی این PLC کار با باقی کمپانی‌ها بسیار ساده خواهد بود امیدواریم تا این آموزش به میزان کافی برای شما مفید بوده باشد.
نرم افزار مورد استفاده برای این سری PLC ها نرم افزاری به نام SIMATIC Manager است. این نرم افزار را می‌توان به دو شیوه به کار گرفت.
- روش اول استفاده از PG خاص شرکت زیمنس می‌باشد
- و روش دوم استفاده از PC و PC Adapter ساخت شرکت زیمنس است.
از نرم افزار برنامه ریزی غالباً در دو مورد استفاده می‌شود،
- یکی برنامه ریزی PLC
- و دیگری پایش برنامه در حال اجرا
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه سیزدهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : پروتکل ارتباطی
HMI یا همان Human Machine Interface در واقع واسط میان انسان و ماشین محسوب می‌شود. بدین معنی که HMI یک وسیله یا تجهیزاتی است که بوسیله ی آن انسان می‌تواند با PLC تبادل اطلاعات داشته باشد. برای مثال وضعیت ورودی و خروجی‌های خط را مشاهده نماید یا طبق برنامه تغییراتی در وضعیت آنها ایجاد نماید.
تجهیزات HMI شامل موارد زیر می‌باشد:
- کلیدها و لامپ سیگنال‌ها
- پنل عملیاتی یا Operation Panel ها
- PC و نرم افزار HMI مانند Win CC
تبادل اطلاعات بین تجهیزات و PLC بطور موازی و تبادل اطلاعات تجهیزات دو ردیف دیگر و PLC معمولاً بطور سری انتقال انجام می‌شود. تبادل داده بین ابزارها و تجهیزات موجود در یک سیستم خودکار با PLC بصورت موازی یا سری انجام می‌شود.
برای انتقال داده بصورت موازی، علاوه بر سیم‌های منبع تغذیه، برای هر حسگر و یا عملگر حداقل یک سیم ارتباطی استفاده می‌شود. ولی برای انتقال داده بصورت سری، برای همه ابزارها و تجهیزات موجود در یک سیستم خودکار فقط دو و یا سه سیم استفاده شده و تبادل داده بین آنها به شکل مالتی پلکس انجام می‌شود.
کمپانی‌های مختلف Bus هائی با پروتکل‌های متفاوت به بازار عرضه کرده‌اند که بوسیله هر یک از آنها، امکان تبادل داده بین CPU و دیگر تجهیزات یک سیستم خودکار، بصورت مالتی پلکس فراهم می‌شود. باس‌های مطرح در صنایع اتوماسیون عبارتند از:
- Mod Bus
- Foundation Field Bus
- PROFIBUS -DP
- PROFIBUS –PA
- MPI
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه چهاردهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : پردازنده (CPU) و اجزای آن
سی‌پی‌یو استفاده شده برای این آموزش از شرکت زیمنس می‌باشد که تمامی ماژول‌های ممکن را داراست و ممکن است پی‌ال‌سی مورد استفاده شما ویژگی خاصی را که این PLC دارد نداشته باشد.
اجزای روی صفحه ماژول CPU
- کلید انتخاب حالت CPU
این کلید چهار حالت دارد:- (RUN-P): در این حالت می‌توان برنامه را از PG به حافظه CPU منتقل کرد و CPU می‌تواند برنامه را اجرا کند.
- (RUN): در این حالت فقط CPU می‌تواند برنامه را اجرا کند.
- (STOP): در این حالت اجرای برنامه متوقف می‌شود و می‌توان برنامه را از PG به حافظه CPU منتقل کرد.
- (MRESET): در این حالت وضعیت کلید ناپایدار است و از این حالت می‌توان برای پاک کردن برنامه و یا برای Cold restart کردن برنامه که شرح آن در زیر آمده است استفاده نمود.
- پاک کردن برنامه
برای پاک کردن برنامه، ابتدا دو ثانیه کلید در وضعیت MRESET نگه داشته می‌شود (در این شرایط LED زرد رنگ حالت توقف دو مرتبه با فرکانس نیم هرتز روشن و خاموش می‌شود) سپس کلید را رها و بلافاصله به این حالت برگردانده و نگهداشته می‌شود تا برنامه پاک شود (در این شرایط LED زرد رنگ حالت توقف با فرکانس دو هرتز روشن و خاموش می‌شود و با پاک شدن برنامه LED پیوسته روشن باقی می‌ماند).
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه پانزدهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : انواع شروع مجدد برنامه و نحوه انجام آنها در CPU های مختلف با استفاده از کلید انتخاب حالت
- Cold restart
در این نوع شروع مجدد، پردازش برنامه کاربر از نقطه ابتدایی اولین دستور (OB1) شروع می‌شود و همه داده‌ها اعم از محتوای حافظه‌های نگهدارنده و غیر نگهدارنده پاک می‌شوند. برای انجام این نوع شروع مجدد لازم است مراحل زیر دنبال شوند:- کلید به وضعیت STOP برده شده تا نشانگر STOP روشن شود.
- کلید را از وضعیت Stop به وضعیت MRES برده در این وضعیت نگه داشته تا نشانگر STOP دو مرتبه با فرکانس نیم هرتز خاموش و روشن شود و سپس روشن باقی بماند.
- در انتهای اجرای بند ۲ کلید به وضعیت RUN یا RUN-P برده تا شروع مجدد آغاز شود. از CPU های سری 300 تنها CPU318 قابلیت Cold Restart را دارد.
- Warm restart
در این نوع شروع مجدد نیز مانند Cold اجرای برنامه کاربر از ابتدا آغاز می‌شود با این تفاوت که این بار داده‌های حافظه‌های نگهدارنده و بلوک‌های داده حفظ می‌شوند (در S7-300 تنها بلوک‌های داده‌ای که خود نگهدار هستند حفظ می‌شوند.)
هر بار که کلید Stop به حالت Run و RunP برده می‌شود عملاً Warm Restart انجام می‌شود. - Hot restart
در این نوع شروع مجدد پردازش برنامه کاربر از نقطه‌ای که متوقف شده بود از سر گرفته می‌شود و هیچ حافظه‌ای پاک نمی‌شود.
توجه:
برای اجرای Warm restart و یا Hot restart باید مراحل زیر دنبال شوند:
- کلید به وضعیت STOP برده شده تا نشانگر STOP روشن شود.
- کلید از وضعیت Stop به وضعیت RUN یا RUN-P برده شده تا شروع مجدد آغاز شود. در این حالت از اینکه کدام نوع شروع مجدد (warm یا Hot) انجام شود بستگی به پارامتر تنظیم شده در CPU دارد CPU های سری S7-300 توانایی Hot Restart شدن را ندارد.
آموزش دیزل ژنراتور - PLC - جلسه شانزدهم
آموزش دیزل ژنراتور - پی‌ال‌سی : نشانگرهای LED روی CPU
برای نشان دادن وضعیت کاری CPU تعداد هفت عدد LED روی CPU وجود دارد که عملکرد هر یک به شرح زیر است.
- STOP
روشن شدن آن به رنگ زرد پیوسته حالت توقف CPU روشن – خاموش شدن آن به رنگ زرد با فرکانس نیم هرتز دوره شروع مجدد حالت Cold Restart اجرای برنامه، و روشن – خاموش شدن آن با فرکانس دو هرتز دوره پاک شدن برنامه را نشان می‌دهد. - RUN
روشن شدن آن به رنگ سبز حالت اجرای برنامه را نشان می‌دهد. - Force
روشن شدن آن به رنگ زرد وجود ورودی و خروجی اجباری در برنامه را نشان می‌دهد. - DC5
روشن شدن آن به رنگ سبز وجود منبع تغذیه پنج ولت را نشان می‌دهد. - Battery Fail
روشن شدن آن به رنگ قرمز خالی بودن باطری پشتیبان را نشان می‌دهد. - System Fail
روشن شدن آن به رنگ قرمز وجود اشکال در برنامه سخت افزار و یا نرم افزار را نشان می‌دهد. - Bus Fail
روشن شدن آن به رنگ قرمز وجود اشکال در باس شبکه را نشان می‌دهد.
