معرفی اجزای سخت افزاری plc و قسمت های تشکیل دهنده
کنترل گرها از مجموعه ای از سخت افزارها تشکیل شده اند که در این مقاله به معرفی این سخت افزارها پرداخته ایم.
PLC مخفف عبارت Programmable Logic Controller است و به معنای کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی هستند. به عبارتی دیگر مجموعه ای از سخت افزار و نرم افزار که عمل کنترل را ساده می نماید که به دلیل ویژگی های خاصی که دارد بیشتر برای کنترل فرایندهای صنعتی یا مکانیکی مانند خطوط تولید كارخانه ها از آن استفاده می شود.
کنترل گر منطقی برنامه پذیر در بعضی از تابلوهای برق مانند کنترل موتورخانۀ ساختمان ها، دستگاه های دارای دو یا چند موتورالكتریكی، کارگاه های کوچک صنعتی و مانند آن نیز مشاهده می شود. حتی می توان با استفاده از رلۀ قابل برنامه ریزی، عوامل فیزیکی مثل دما ؛ فشار، و نظایر آن را كنترل نمود؛ این نوع كنترل در تأسیسات الكتریكی كاربرد فراوانی دارد. اگر به شغل اتوماسیون صنعتی علاقمند هستید میتوانید در آموزش plc فن آموزان شرکت کنید.
فن آموزان برگزار کننده دوره های اتوماسیون صنعتی، آموزش تابلو برق صنعتی، آموزش رباتیک پیشرفته و تخصصی بصورت کاملا عملی است. برای ثبت نام و دریافت مشاوره رایگان با شماره زیر تماس بگیرید.
عناوین این نوشته:
- معرفی اجزای سخت افزار plc
- پردازش (CPU)
- سیستم نصب
- منبع تغذیه کنترلگر صنعتی
- 3 نوع منبع تغذیه اصلی وجود دارد:
- منبع تغذیه کنترل گر منطقی یکپارچه
- ماژول منبع تغذیه
- منبع تغذیه کنترلگر منطقی از راه دور
- رابط سخت افزاری ورودی و خروجی کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر
- رابط سخت افزاری ارتباط کنترلگر منطقی
- دستگاه برنامه نویسی کنترلگر منطقی
معرفی اجزای سخت افزار plc
- پردازش (CPU)
- سیستم نصب
- منبع تغذیه
- رابط ورودی و خروجی
- رابط ارتباطی
- دستگاه برنامه نویسی
پردازش (CPU)
در قلب هر سیستم کنترل کننده یک پردازنده قرار دارد که مسلماً مهمترین جزء سخت افزاری است. گاهی اوقات از این پردازنده ها به عنوان واحد پردازش مرکزی نیز یاد می شود. هر آنچه را که برای سخت افزار کنترل کننده های منطقی انتخاب می کنید ؛ انتخاب کنید، پردازنده کنترل کننده ها، عامل اصلی سیستم است که مسئول محاسبه منطقی و اعداد می باشد.
برخی از نمونه های کنترل گر منطقی با پردازنده های تعبیه شده عبارتند از زیمنس Simatic S7-200 CPU 224 ، S7-200 CPU 226 و اخیراً Siemens Simatic S7-1200 ، CPU 1214C (6ES7 214). آنها یک PLC سبک ثابت با پردازنده تعبیه شده هستند ، اما قابلیت گسترش با ماژول های ورودی و خروجی را دارند.
پردازنده کنترل گر منطقی شامل 3 جزء اساسی است:
واحد پردازش مرکزی : این سی پی یو برای انجام چند وظیفه مانند CPU کامپیوتر تنظیم نشده است ، بلکه برای انجام کارهای اختصاصی مانند اسکن و اجرای برنامه تنظیم شده است.
این سی پی یو مسئول کنترل کلیه فعالیت ها از جمله اسکن برنامه، اجرای برنامه، مدیریت و ذخیره سازی داده ها، هدایت جریان داده و کنترل ارتباطات بین رابط های مختلف است.
رایج ترین پردازنده مورد استفاده در کنترلگر منطقی یک ریزپردازنده واحد است. با این حال ، کنترلگرهای با قدرت بیشتر دارای ریزپردازنده های متعددی هستند که وظایف مختلف را برای بهبود سرعت عملکرد کلی تقسیم می کنند. یک کنترلگر منطقی با ریزپردازنده های دوگانه دارای یک پردازنده کنترل برای دستکاری داده ها و محاسبات پیچیده و همچنین یک پردازنده منطقی دوم برای اجرای منطق، زمان بندی، شمارش و سایر توابع برنامه میباشد.
حافظه پی ال سی: این حافظه از، حافظه داده و سیستم عامل تشکیل شده است که برای ذخیره برنامه برای پردازش توسط کنترلگر منطقی و ذخیره داده ها برای پردازش و اجرای ورودی و خروجی استفاده می کند. اندازه این حافظه بسته به قدرت پردازشی CPU متفاوت خواهد بود. شما متوجه خواهید شد که مدل های کنترلگر با قدرت بیشتر مجهز به CPU های سریعتر خواهند بود و دارای حافظه داخلی بیشتری هستند، بنابراین اگر برنامه کنترل گر منطقی بزرگی دارید ، به یک کنترل کننده با ظرفیت حافظه یکپارچه بزرگ نیاز دارید تا بتوانید از آن استفاده کنید. با این اوصاف ، برخی از کنترلرهای منطقی دارای حافظه قابل ارتقا هستند که در صورت کمبود حافظه به طور غیرمنتظره می تواند شما را از مشکلات رهایی بخشد.
پورت برنامه نویسی : پورت برنامه نویسی ؛روی پردازنده کنترل گر منطقی برای اتصال به یک دستگاه برنامه نویسی مانند رایانه شخصی یا لپ تاپ استفاده می شود. پروتکل ارتباطی مورد استفاده برای درگاه برنامه نویسی کنترلگر بین تولید کنندگان متفاوت است. برخی از نمونه های پروتکل ارتباطی مورد استفاده برای درگاه برنامه نویسی کنترل گر منطقی شامل RS232 ، RS485 و اترنت می باشد.
سیستم نصب
سیستم های نصب سخت افزار کنترل گر از یک سازنده کنترلگر به سازنده دیگر متفاوت میباشد و همچنین بسته به نوع کنترل گر منطقی مورد استفاده، می تواند متفاوت باشد.
منبع تغذیه کنترلگر صنعتی
هدف اصلی این منبع تغذیه تبدیل ولتاژ منبع تغذیه موجود به ولتاژ قابل استفاده توسط پردازنده (CPU) و سایر ماژول های کنترلگر منطقی است. متداول ترین ولتاژهای ورودی منبع تغذیه PLC 120VAC ، 240VAC ، محدوده ولتاژ AC (مانند 85-265VAC) و 24VDC هستند. در حالی که رایج ترین خروجی های منبع تغذیه PLC 24DC و 5VDC هستند.
3 نوع منبع تغذیه اصلی وجود دارد:
منبع تغذیه کنترل گر منطقی یکپارچه
این منبع تغذیه در پردازنده کنترل گر منطقی تعبیه شده است. کنترل گرهای های نوع ثابت و برخی از نوع مدولار دارای منبع تغذیه پی ال سی خود در پردازنده کنترل گر هستند. یک ماژول منبع تغذیه کنترل گر منطقی جدا از این پردازنده است اما بر روی قفسه کنترلگر منطقی مشابه پردازنده پی ال سی نصب شده است. در حالی که این منبع تغذیه از راه دور از رک کنترلگر و سیم سخت متصل به پردازنده کنترل گر منطقی نصب شده است.
ماژول منبع تغذیه
اکثر تولید کنندگان کنترل گر منطقی ؛ ماژول های منبع تغذیه کنترل گر منطقی خود را در انتهای LHS رک نصب می کنند. اما برخی از آنها را می توان در انتهای RHS یا وسط رک نصب کرد. برخی از نمونه های نصب منبع تغذیه کنترل گر منطقی در زیر آمده است:
منبع تغذیه Allen Bradley ControlLogix در انتهای سمت چپ قفسه کنترل گر منطقی نصب شده است.
منبع تغذیه Allen Bradley ControlLogix
منبع تغذیه PLC Koyo DirectLOGIC 305 در انتهای راست رک PLC نصب شده است.
منبع تغذیه Koyo DirectLOGIC 305
منبع تغذیه زیمنس Simatic S7-1200 در ماژول CPU یکپارچه شده است.
منبع تغذیه کنترلگر منطقی از راه دور
خروجی این منبع تغذیه با اتصال مستقیم به گذرگاه پشت صفحه کنترل گر منطقی به طور یکپارچه به پردازنده (CPU) و دیگر ماژول های کنترل گر منطقی متصل می شود. برای مثال Mitsubishi Melsec با منبع تغذیه Q61P دارای ولتاژ ورودی 100-240VAC و ولتاژ خروجی 5VAC از طریق گذرگاه پشتی کنترلگر منطقی به پردازنده و سایر ماژول ها است.
اندازه این منبع تغذیه به اندازه کلی سیستم کنترلگر بستگی دارد. انتخاب اندازه مناسب این منبع تغذیه برای حفظ یک سیستم کنترل گر منطقی پایدار مهم است. هرچه ماژول های ورودی و خروجی بیشتری روی رک کنترلگر نصب شوند ، اندازه این منبع تغذیه باید بزرگتر باشد.
رتبه این منبع تغذیه به طور کلی در ولتاژ (V) و جریان (A) مشخص شده است. در حقیقت ، این منبع تغذیه خروجی است که هنگام انتخاب منبع تغذیه کنترلگر مورد نیاز است ، زیرا بار کلی جریان ماژول های ترکیبی روی رک کنترلگر نباید بیشتر از جریان خروجی نامی این منبع تغذیه باشد.
رابط سخت افزاری ورودی و خروجی کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر
در یک سیستم کنترل گر منطقی صنعتی، ماژول های ورودی و خروجی کنترل گر منطقی یک رابط مشترک بین دستگاه های میدانی و پردازنده (CPU) هستند. ورودی ها و خروجی های کنترل گر منطقی عموماً از طریق نوار ترمینال به دستگاه های میدانی متصل می شوند. ماژول های ارتباطی با پروتکل های fieldbus مانند IP Ethernet ، Profinet و غیره نیز می توانند به عنوان یک رابط ورودی و خروجی کنترلگر منطقی استفاده شوند.
در رایانه شخصی؛ رابط ورودی و خروجی ارتباط بین دستگاه های جانبی و رایانه است. صفحه کلید و ماوس نمونه هایی از دستگاه های ورودی و پورت USB نمونه ای از رابط ورودی است. مانیتور نمونه ای از دستگاه خروجی و پورت مانیتور نمونه ای از رابط خروجی است.
در کنترل گر منطقی، ورودی ها به دستگاه های ورودی کنترلگر مانند دکمه های فشار، سوئیچ های محدود، سنسورهای مجاورت، فرستنده های دما، فرستنده های فشار، فرستنده های سطح، رمزگذار و غیره متصل می شوند و خروجی ها به دستگاه های خروجی کنترل گر منطقی مانند رله، کنتاکتورهای موتور، VFD (درایوهای فرکانس متغیر)، شیرهای برقی، دریچه های متناسب، چراغ های نشانگر ، آژیرها و غیره متصل میشوند .
رابط سخت افزاری ارتباط کنترلگر منطقی
کنترل گرهای منطقی می توانند با استفاده از رابط ارتباطی با چندین دستگاه ارتباط برقرار کنند. رابط ارتباطی دارای درگاه های ارتباطی است که امکان اتصال کابل به دستگاه هایی مانند سایر کنترل گرها منطقی ، قطرات ورودی/خروجی از راه دور، دستگاه های فیلدباس، صفحه های لمسی، برنامه نویسی رایانه ها و سرورها را فراهم می کند. رابط های ارتباطی متعدد ممکن است برای برنامه های بزرگتر و پیچیده تر مورد نیاز باشد.
رابط ارتباطی کنترل گر منطقی به عنوان پورت های ارتباطی تعبیه شده روی پردازنده کنترلگر یا به عنوان ماژول های ارتباطی وجود داشته اند. در صورت نیاز به چندین رابط ارتباطی، معمولاً مشاهده هر دو پورت ارتباطی تعبیه شده روی پردازنده کنترل گر منطقی و ماژول های ارتباطی اضافی که در رک قرار دارند.
دستگاه برنامه نویسی کنترلگر منطقی
آخرین جز دستگاه برنامه نویسی کنترل گر منطقی است. کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی باید به نحوی برنامه ریزی شوند.
جهت دریافت مشاوره رایگان شماره موبایل خود را وارد کنید. "*" فیلدهای الزامی را نشان می دهد
آموزشگاه فن آموزان مجری برگزاری دوره های تخصصی الکترونیک ، تعمیرات و کنترل ابزار دقیق در تهران از جمله آموزش تعمیرات برد الکترونیکی، آموزش برق ساختمان و … با مجوز رسمی از سازمان فنی حرفه ای کشور می باشد. برای دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره 02191321001 تماس بگیرید.