تحقیق مقاله PLC و تفاوت آن با کامپیوتر

مقدمه:

در اینجا بحثی را در مورد ساختار  PLCو تفاوت آن با

کامپیوتر ذکر می کنیم.پس از آن به این موضوع می پردازیم که امروزه PLC در صنایع و پروسه های مختلف صنعتی چه کاربردهایی خواهد داشت.

پس از آن سخت افزار PLC را مورد مطالعه قرار می دهیم و در آنجا به شرح جزئیات این سخت افزارها در PLC می پردازیم.

فصل اول

 انواع حافظه های خواندنی

 حافظه های فقط خواندنی

حافظه‌های فقط خواندنی به دو گروه تقسیم می‌شوند:

(Read Only Memory) ROM

(Programmed Read Only Memory) PROM

در صورتی که محتوای این نوع حافظه در موقع ساخت توسط سازنده برنامه‌ریزی شود به آن ROM گفته می‌شود. ولی اگر به گونه‌ای باشد که توسط مصرف‌کننده و تنها برای یکبار قابل برنامه‌ریزی باشد به آن PROM می‌گویند.

 حافظه‌های اغلب خواندنی (RMM)

این نوع حافظه نیز مانند ROM بوده از آن جهت نگهداری اطلاعات مختلف استفاده می‌شود. اگردر ثبت بیت‌های اطلاعاتی حافظه‌های PROM , ROM که فقط برای یکبار قابل برنامه‌ریزی هستند اشتباهی رخ دهد راهی جز دور انداختن حافظه وجود ندارد. اما این گروه از حافظه‌ها که می‌توان محتویات آنها را پاک کرد این ضعف را برطرف می‌کند و می‌توان از آنها چندین بار استفاده نمود و برنامه‌های مختلف را در آنها ضبط و پس از اتمام کار آنها را پاک کرد. این نوع حافظه‌ها بر اساس نوع پاک‌شدن اطلاعات به دو گروه تقسیم‌بندی می‌شوند. (البته خاصیت پاک‌شدن آنها مربوط به تکنولوژی ساخت آنها است.)

(Erasable Programmed Read Only Memory) EPROM

(Electrically Erasable Programmed ROM) EEPROM

فصل دوم

 انواع سیستم‌های کنترل

سیستم‌های کنترل را می‌توان بنا به روش کنترل آنها به دودسته تقسیم نمود:

سیستم‌های کنترل سخت‌افزاری

سیستم‌های کنترل نرم‌افزاری

 سیستم‌ های کنترل سخت‌ افزاری

این سیستم‌ها شامل مداراتی هستند که با استفاده از رله‌ها و عناصر الکترونیکی مانند دیودها و ترانزیستورها ساخته می‌شوند. برنامه کنترل در این سیستم‌ها نتیجه روابط بین عناصر مدار الکتریکی است و به راحتی قابل تغییر نمی‌باشد. به عبارت دیگر تغییر در برنامه کنترل به معنی تغییر در سخت‌افزار سیستم است البته در برخی از این کنترل کننده‌ها که با استفاده از کلیدهای انتخاب‌کننده (Selectors) ، یا شبکه دیودی (Diode Matrix) ساخته می‌شوند، برنامه کنترل را می‌توان تا اندازه‌ای تغییر داد. اگرچه اعمال این تغییرات، محدود و در برخی موارد بسیار مشکل است.

 سیستم‌های کنترل نرم‌افزاری

این کنترل کننده‌ها دارای حافظه‌ای هستند که برنامه کنترل در آن ذخیره می‌شود. مهمترین مزیت این سیستم‌ها در آن است که نحوه کنترل را با تغییر برنامه و بدون نیاز به تغییر در سخت‌افزار سیستم می‌توان عوض کرد، زیرا نحوه کنترل سیستم توسط سخت‌افزار سیستم تعیین نمی‌شود بلکه برنامه‌ای که در حافظه ذخیره شده یعنی نرم‌افزار سیستم، نحوه کنترل را مشخص می‌کند لذا این سیستم‌ها بسیار قابل انعطاف بوده، کاربردهای فراوانی دارند. بسته به نوع حافظه این سیستم‌ها، شیوه تغییر در برنامه‌ها متفاوت است. اگرازحافظه RAM استفاده شود، بدون دخالت فیزیکی و تنها با اضافه یا کم‌نمودن چند سطر برنامه می‌توان برنامه جدید را به اجرا در آورد.

در صورتی که از حافظه ROM استفاده شود به اجرا درآوردن برنامه جدید تنها با تعویض حافظه ROM امکان‌پذیر است.

فصل سوم

 ساختار PLC

“ PLC “ از عبارت Programmable Logic Controller به معنای کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی گرفته شده است. به عبارت دیگر PLC عبارت از یک کنترل‌کننده منطقی است که می‌توان منطق کنترل را توسط برنامه برای آن تعریف نمود و در صورت نیاز، به راحتی آن را تغییر داد.

وظیفه PLC قبلاً بر عهده مدارهای فرمان رله‌ای بود که استفاده از آنها در محیط‌های صنعتی جدید منسوخ گردیده است. اولین اشکالی که در این مدارها ظاهر می‌شود آن است که با افزایش تعداد رله ها حجم و وزن مدار فرمان بسیاربزرگ شده ، هم چنین موجب افزایش قیمت آن می گردد. برای رفع این اشکال، مدارهای فرمان الکترونیکی ساخته شدند ولی با وجود این، هنگامی که تغییری در روند یا عملکرد ماشین صورت می‌گیرد مثلاً در یک دستگاه پرس، ابعاد وزن، سختی و زمان قرار‌گرفتن قطعه زیر بازوی پرس تغییر می‌کند، لازم است تغییرات بسیاری در سخت‌افزار سیستم کنترل داده شود، به عبارت دیگر اتصالات و عناصر مدار فرمان باید تغییر کند.

با استفاده از PLC تغییر در روند تولید یا عملکرد ماشین به آسانی صورت می‌پذیرد، زیرا دیگر لازم نیست سیم‌کشی‌ها (Wiring) و سخت‌افزار سیستم کنترل تغییر کند و تنها کافی است چند سطر برنامه نوشت و به PLC ارسال کرد تا کنترل مورد نظر تحقق یابد.

هرکس که با مدارهای فرمان الکتریکی رله‌ای کارکرده باشد به خوبی می‌داند که پس از طراحی یک تابلوی فرمان، چنانچه نکته‌ای از قلم افتاده باشد، مشکلات مختلفی ظهور نموده، هزینه‌ها و اتلاف وقت بسیاری را به دنبال خواهد داشت. به علاوه گاهی افزایش و کاهش چندقطعه در تابلوی فرمان به دلایل مختلف مانند محدودیت فضا، عملاً غیرممکن و یا مستلزم انجام سیم‌کشی‌های مجدد و پرهزینه می‌باشد.

اکنون برای توجه بیشتر به تفاوت‌ها و مزایای PLC نسبت به مدارات فرمان رله‌ای، مزایای مهم PLC را نسبت به مدارات یادشده بر می‌شماریم.

استفاده از PLC موجب کاهش حجم تابلوی فرمان می‌گردد.

استفاده از PLC مخصوصاً در فرآیندهای عظیم موجب صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه، لوازم و قطعات می‌گردد.

PLCها استهلاک مکانیکی ندارند، بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس‌های دوره‌ای نخواهند داشت.

PLCها انرژی کمتری مصرف می‌کنند.

PLCها بر خلاف مدارات کنتاکتوری، نویزهای الکتریکی و صوتی ایجاد نمی‌کنند.

استفاده از یک PLC منحصر به پروسه و فرآیند خاصی نیست و با تغییر برنامه می‌توان به آسانی از آن برای کنترل پروسه‌های دیگر استفاده نمود.

طراحی و اجرای مدارهای کنترل و فرمان با استفاده از PLCها بسیار سریع و آسان است.

برای عیب‌یابی مدارات فرمان الکترومکانیکی، الگوریتم و منطق خاصی را نمی‌توان پیشنهاد نمود. این امر بیشتر تجربی بوده، بستگی به سابقه آشنایی فرد تعمیرکار با سیستم دارد. در صورتی که عیب‌یابی در مدارات فرمان کنترل شده توسط PLC به آسانی و با سرعت بیشتری انجام می‌گیرد.

PLCها می‌توانند با استفاده از برنامه‌های مخصوص، وجود نقص و اشکال در پروسه تحت کنترل را به سرعت تعیین و اعلام نمایند.

فصل چهارم

 تفاوت PLC با کامپیوتر

استفاده از کامپیوتر معمولی مستلزم آموزش‌های نسبتاً طولانی، صرف وقت و هزینه‌های بسیار است. چنانچه کنترل فرآیندی مورد نظر باشد استفاده از کامپیوتر معمولی به مراتب پیچیده‌تر و در اغلب موارد عملاً ناممکن می‌شود. علاوه بر آن برای انطباق کامپیوتر با فرآیند موردنظر، طراحی، ساخت و یا لااقل بررسی و خرید تجهیزات خاص برای انطباق، کاری طاقت‌فرسا است.

بسیاری از صنعتگران نیاز به کارگیری سیستم‌های اتوماتیک را عملاً احساس نموده و دریافته‌اند که تولید بدون به کارگیری اتوماسیون اقتصادی نمی‌باشد. از طرف دیگر، صنعتگران آموزش‌های مبسوط به این شاخه از صنعت را در محدوده وظایف خود نمی‌دانند.

PLC وسیله‌ای است که درست به همین دلایل ساخته شده و اتوماسیون را با کمترین هزینه و به بهترین شکل ممکن در اختیار قرار می‌دهد. استفاده از PLC بسیار ساده بوده، نیاز به آموزش‌های مفصل، طولانی و پرهزینه ندارد.

از آنجایی که این وسیله به منظور پاسخگویی به کاربردهای صنعتی طراحی شده است، تمامی مسائل مربوط به آن حل شده، هیچ مشکلی در راه استفاده از آن وجود ندارد. طراحان خطوط تولید با بهره‌گیری از این وسیله قابل انعطاف به سرعت می‌توانند نیازمند بهای مصرف‌کنندگان خود را تأمین و در اسرع وقت تواناییهای خود را با نیازمندیهای بازار هماهنگ نمایند.

از شرکت‌های سازنده PLC می‌توان SIEMENS،AEG ،ALLEN BRADLEY ،OMRON ،

 MITSUBISHI  و … را نام برد. گرچه از عرضه PLC توسط سازندگان مختلف چند ده سالی می‌گذرد و در ماشین آلات و خطوط تولید خریداری شده از خارج کشور نیز به وفور مشاهده می‌شود استفاده از این وسیله بسیار قابل انعطاف توسط طراحان و ماشین سازان داخلی کمتر به چشم می‌خورد. از جمله عواملی که موجب تأخیر در بهره‌برداری از PLC توسط طراحان داخلی گردیده است عبارتند از:

ارتباط مشکل با منابع تأمین کننده خارجی.

عدم دسترسی به موقع به اطلاعات سیستم‌ها.

عدم پشتیبانی مؤثر سازندگان از تجهیزات فروخته شده خود.

هزینه بالای تجهیزات خارجی.

هزینه بالای آموزش در خارج از کشور.

شرکت‌های داخلی نیز با توجه به مشکلات یادشده و برای پرکردن خلاء موجود اقدام به طراحی و ساخت چندنوع PLC نموده‌اند. PLCهای مذکور، کلیه امکانات استاندارد PLCهای متداول را داشته، از نمونه‌های خارجی با قابلیت‌های مشابه ارزانترند. این PLCها به خوبی آزمایش گردیده، از پشتیبانی کامل آموزش و خدمات پس از فروش برخوردار می‌باشند.

از شرکت‌های داخلی تولیدکننده PLC و سیستم‌ های اتوماسیون می‌توان شرکت کنترونیک را نام برد. این شرکت با به کارگیری دانش متخصصین داخلی اقدام به تولید چندین سیستم PLC با قابلیت‌های متفاوت جهت استفاده در صنایع و کاربردهای متنوع نموده است.