PLC (Programmable Logic Controller) یک دستگاه الکترونیکی است که برای کنترل و اتوماسیون فرآیندهای صنعتی استفاده میشود(اتوماسیون صنعتی).PLC ها در سیستمهای کارخانهای و صنعتی به منظور کنترل و مدیریت عملیات مختلف مانند تولید، پردازش، بستهبندی، حفاظت و بسیاری از فرآیندهای دیگر مورد استفاده قرار میگیرند. کاربردهای PLC در صنعت بسیار گسترده و متنوع هستند. در ادامه به برخی از کاربردهای رایج PLC اشاره خواهیم کرد.
خطوط تولید و فرآیندهای تولید
PLC ها(plc چیست) جهت کنترل خطوط تولید، راهاندازی و ساماندهی فرآیندهای تولیدی مورد استفاده قرار میگیرند. این شامل کنترل ماشینآلات، روباتها، سیستمهای سرابسازی و سایر تجهیزات مربوط به خطوط تولید است.
سیستمهای خنککننده و گرمکننده
PLC ها جهت کنترل دما، فشار و رطوبت در سیستمهای خنککننده و گرمکننده به کار میروند. این شامل سیستمهای تهویه مطبوع، حفاظت از فضاهای صنعتی و ساختمانی و سایر سیستمهای حرارتی است.
سیستمهای اتوماسیون ساختمانی
PLC ها برای کنترل سیستمهای اتوماسیون ساختمانی مانند روشنایی، سیستم اعلام حریق، سیستم اعلام سرقت و کنترل دسترسی استفاده میشوند.
صنایع نفت و گاز
PLC ها جهت کنترل و مانیتورینگ عملیات حفاری، پالایشگاهها، انتقال و توزیع نفت و گاز و سایر فرآیندهای مرتبط با صنایع نفت و گاز استفاده میشوند.
سیستمهای حفاظتی و ایمنی
PLC ها در سیستمهای حفاظتی و ایمنی مانند اعلام حریق، دیتکتورها، سیستمهای خاموشی اضطراری و کنترل دسترسی به کار میروند.
این تنها بخشی از کاربردهای گسترده PLC است و در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، ماشین آلات CNC، فرآیندهای شیمیایی و بسیاری دیگر نیز استفاده میشوند.
انواع شمارندههای PLC
شمارنده یکپارچه
شمارنده یکپارچه (Integrated Counter) یکی از انواع شمارندههای موجود در PLC است. عملکرد اصلی شمارنده یکپارچه، شمارش و ذخیره تعداد پالسها یا سیگنالهای ورودی است که به آن وارد میشوند. این شمارنده قادر به شمارش صعودی یا نزولی است و میتواند در برنامهریزی کنترلی بسیاری از فرآیندها مورد استفاده قرار بگیرد. کاربردهای شمارنده یکپارچه در PLC عبارتند از:
ردیابی تعداد قطعات
شمارنده یکپارچه به خوبی برای ردیابی و شمارش تعداد قطعات یک خط تولید، استفاده میشود. برای مثال، در خط تولید خودرو، شمارنده یکپارچه میتواند تعداد قطعاتی را شمارش کند که از یک ماشین به ماشین دیگر منتقل میشوند.
کنترل فرآیندهای زمانبندی شده
شمارنده یکپارچه میتواند در کنترل فرآیندهایی با زمانبندی مشخص مورد استفاده قرار بگیرد. برای مثال، در خط تولید بستهبندی، شمارنده یکپارچه میتواند تعداد بستههایی را شمارش کند که در یک بازه زمانی خاص بستهبندی میشوند.
ردیابی سرعت و فرکانس
با استفاده از شمارنده یکپارچه، میتوان سرعت یک عملیات یا فرکانس سیگنالها را ردیابی کرد. برای مثال، در یک خط تولید، میتوان از شمارنده یکپارچه برای محاسبه تعداد واحدهایی که در یک بازه زمانی خاص تولید میشود، استفاده کرد.
کنترل سیستمهای توقف و تعادل
شمارنده یکپارچه میتواند برای کنترل سیستمهای توقف و تعادل در فرآیندهای صنعتی استفاده شود. به عنوان مثال، در یک سیستم نقاله، میتوان از شمارنده یکپارچه برای شمارش تعداد قطعاتی که به سمت خروجی نقاله حرکت میکنند، استفاده کرد. در صورتی که تعداد قطعات تعادل را بیشتر از یک حد مشخص در نظر بگیرد، سیستم میتواند عملیات را متوقف کند.
نظارت بر زمانبندی فرآیندها
شمارنده یکپارچه قابل استفاده در زمانبندی فرآیندها و تحقق توالیهای زمانی مشخص است. برای مثال، در خطوط تولید یا پردازش، میتوان از شمارنده یکپارچه برای ردیابی زمانبندی عملیات مختلف و تحقق توالی صحیح آنها استفاده کرد.
همچنین نحوه پیکربندی و استفاده از شمارنده یکپارچه در PLC بصورت زیر است:
- انتخاب شمارنده یکپارچه:
در محیط برنامهنویسی PLC خود، باید نوع شمارنده یکپارچه را انتخاب کنید. این ممکن است با توجه به نوع PLC و نرمافزار برنامهریزی PLC شما متفاوت باشد.
- تعریف شمارنده:
بعد از انتخاب شمارنده یکپارچه، باید یک شمارنده (Counter) در برنامه PLC خود تعریف کنید. در این قسمت، شما باید مشخص کنید که شمارنده به صورت صعودی یا نزولی عمل کند و همچنین حداکثر مقدار قابل شمارش را تعیین کنید.
- پیکربندی ورودی شمارنده:
شمارنده یکپارچه نیاز به ورودی سیگنال دارد تا تعداد پالسها را بشمارد. بنابراین، شما باید ورودی مربوط به شمارنده را پیکربندی کنید. شما میتوانید از ورودیهای دیجیتال PLC استفاده کنید.
- برنامهنویسی شمارنده:
در قسمت برنامهنویسی PLC خود، باید کدی بنویسید که با توجه به مقادیر ورودی و شرایط مورد نظر، شمارنده یکپارچه را کنترل کند. برنامهنویسی میتواند شامل شروع شمارش، توقف، محدودیتها و عملیات مرتبط با شمارنده (مانند صفر کردن) باشد.
- آزمایش و تست:
پس از برنامهنویسی شمارنده، آن را در PLC خود تست و آزمایش کنید. اطمینان حاصل کنید که شمارنده به درستی کار میکند و تعداد پالسها را صحیح شمارش میکند.
- اتصال به سایر بخشها:
در نهایت، شمارنده یکپارچه را به سایر بخشهای برنامه PLC خود متصل کنید. ممکن است شمارنده برای کنترل خروجیها، تصمیمگیریهای منطقی و سایر فرآیندهای کنترلی استفاده شود.
شمارنده سازگار (Up/Down Counter):
شمارنده سازگار یا Up/Down Counter یک نوع از شمارندههایی است که در برنامهنویسی کنترلرهای منطقی قابل برنامهریزی (PLC) استفاده میشود. این نوع شمارنده قابلیت شمارش به صورت افزاینده (Up) و کاهشی (Down) را دارد و کاربردهای متنوعی در صنعت و سیستمهای کنترلی دارد.
عملکرد شمارنده سازگار به این صورت است که با وقوع ورودی تاچ (مثلاً پالس)، مقدار شمارنده افزایش یا کاهش مییابد. اگر شمارنده در حالت Up باشد، با هر پالس جدید، مقدار شمارنده افزایش مییابد. اگر در حالت Down باشد، با هر پالس جدید، مقدار شمارنده کاهش مییابد. کاربردهای شمارنده سازگار در PLC عبارتند از:
شمارش قطعات
شمارنده سازگار میتواند در خطوط تولید مورد استفاده قرار بگیرد تا تعداد قطعات تولید شده را به صورت دقیق شمارش کند. با استفاده از شمارنده سازگار Up در هر پالس جدید، تعداد قطعات افزایش مییابد و با استفاده از شمارنده سازگار Down میتوان تعداد قطعات تخلیه شده را شمارش کرد.
کنترل موقعیت
در برخی برنامههای کنترلی، ممکن است نیاز به شمارش موقعیت یا حرکت داشته باشید. با استفاده از شمارنده سازگار Up ورودی تاچ را برای شمارش جابجایی یا حرکت به جلو استفاده میکنید و با استفاده از شمارنده سازگار Down میتوانید حرکت به عقب را شمارش کنید.
محاسبه زمان
شمارنده سازگار میتواند در برنامههای زمانبندی نیز مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از تعداد پالسهای شمارنده و با فرضیات مربوطه، میتوان زمانهای مختلف را محاسبه کرد.
تعداد کالاهای موجود
در برخی موارد، نیاز به شمارش کالاها یا موادی که در یک سیستم موجود هستند، وجود دارد. با استفاده از شمارنده سازگار Up میتوانید تعداد کالاهای وارد شده را شمارش کنید.
کنترل سرعت
شمارنده سازگار میتواند در کنترل سرعت و نرخ تولید استفاده شود. با استفاده از شمارنده سازگار Up، میتوان تعداد واحدهای تولید شده در یک بازه زمانی را شمارش کرده و به عنوان ورودی برای کنترل سرعت استفاده کرد.
سیستمهای شمارش وابسته
شمارنده سازگار میتواند در سیستمهای شمارش وابسته به یک عملیات خاص استفاده شود. به عنوان مثال، در صنعت بستهبندی، ممکن است نیاز به شمارش تعداد بستههایی باشد که در یک جعبه قرار میگیرند. با استفاده از شمارنده سازگار Up، میتوان تعداد بستههای وارد شده به جعبه را شمارش کرد و با استفاده از شمارنده سازگار Down، تعداد بستههای خارج شده را شمارش کرد.
برای پیکربندی و استفاده از شمارنده سازگار، مراحل زیر را میتوانید دنبال کنید:
- انتخاب نوع شمارنده:
ابتدا باید نوع شمارنده را مشخص کنید. شمارنده ساده (counter) یا شمارنده با قابلیت حذف (ripple counter) از انواع معمولی شمارنده هستند. شمارندههای برنامهپذیر (programmable counter) نیز وجود دارند که به شما اجازه میدهند تا برنامهریزی ساختار و عملکرد شمارنده را تعیین کنید.
- تعیین تعداد بیتها:
باید تعیین کنید که شمارنده سازگار چند بیت دارد. تعداد بیتها مشخص کننده حداکثر عدد قابل نمایش توسط شمارنده است. برای مثال، یک شمارنده 4 بیتی قادر است اعداد صفر تا پانزده را نمایش دهد.
- تعیین ورودیها:
شمارنده سازگار دارای ورودیهایی است که کنترل کننده شمارش را تنظیم میکنند. این ورودیها میتوانند شامل “ورودی شمارش” (Count input)، “ورودی صفر کردن” (Reset input) و “ورودی جهت” (Direction input) باشند. ورودی شمارش برای افزایش یا کاهش مقدار شمارنده استفاده میشود. ورودی صفر کردن برای صفر کردن مقدار شمارنده به صفر و تعیین مقدار اولیه آن استفاده میشود. ورودی جهت نیز برای تعیین جهت شمارش (صعودی یا نزولی) استفاده میشود.
- پیکربندی شمارنده:
با توجه به نوع و تعداد بیتها، ورودیها و عملکرد مورد نظر، شمارنده را پیکربندی کنید. این شامل اتصال درست ورودیها، تنظیمات مقدار اولیه و سایر پارامترهای مربوطه است.
- خواندن و استفاده از خروجی:
برای خواندن مقدار شمارنده، از خروجیهای آن استفاده کنید. بسته به تعداد بیتها، شمارنده میتواند یک خروجی تک بیتی یا خروجیهای چند بیتی داشته باشد. شمارنده سازگار در هر لحظه مقدار فعلی شمارنده را بروی خروجیها نمایش میدهد. شما میتوانید این خروجیها را به عنوان ورودیها برای سایر اجزاء یا مدارات مورد استفاده قرار دهید.
- کنترل عملکرد:
برخی شمارندهها از ورودیهای تحریکی برای کنترل عملکرد خود استفاده میکنند. به عنوان مثال، شمارندهها ممکن است دارای ورودی “وقفه” (Clock input) باشند که با استفاده از سیگنالهای پالسی ورودی، شمارنده را به طور دورهای تحریک کند. علاوه بر این، شمارندهها ممکن است ورودیهایی مانند “فعال/غیرفعال” (Enable/Disable) و “بارگذاری” (Load) نیز داشته باشند که قابلیت کنترل بیشتری را فراهم میکنند.
- استفاده در سیستمهای بزرگتر:
شمارندههای سازگار به عنوان اجزای کوچکتر در سیستمهای بزرگتر نیز استفاده میشوند. با ترکیب چند شمارنده سازگار، میتوانید شمارشهای بزرگتر را انجام دهید و به صورت همزمان با چندین ورودی کنترل کنید.
شمارنده تنظیم نشونده (Non-Resettable Counter)
شمارنده تنظیم نشونده (Non-Resettable Counter) یک نوع شمارنده است که در سیستمهای PLC استفاده میشود. عملکرد این شمارنده به این صورت است هنگامی که یک ورودی تحریکی فعال میشود، مقدار شمارنده افزایش مییابد و بر روی خروجی قرار میگیرد. با توجه به اینکه شمارنده تنظیم نشونده است، حافظهای برای بازنشانی مقدار شمارنده پس از قرائت وجود ندارد، به عبارت دیگر مقدار آن بعد از قرائت حفظ نمیشود. کاربردهای شمارنده تنظیم نشونده در PLC عبارتند از:
شمارش واقعی زمان
با استفاده از شمارنده تنظیم نشونده، میتوان زمان صرف شده توسط یک فرآیند خاص را شمرد. این کاربرد معمولاً در کنترل زمانی فرآیندها و تحرکات در سیستمهای صنعتی استفاده میشود.
شمارش تعداد محصول
با استفاده از شمارنده تنظیم نشونده، میتوان تعداد محصولات تولید شده را شمرد. این کاربرد در خطوط تولید و فرآیندهای تولید صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
نظارت بر عملکرد
با استفاده از شمارنده تنظیم نشونده، میتوان بهبود و کنترل عملکرد سیستمها را زیر نظر داشت. به عنوان مثال، با شمارش تعداد حالات خاص یا رخدادها، میتوان نظارت بر روند عملکرد سیستم را انجام داد و در صورت لزوم اقدامات تصحیحی انجام داد.
کنترل عملکرد سنسورها
با استفاده از شمارنده تنظیم نشونده، میتوان تعداد سیگنالهای ورودی از سنسورها را شمرد. این کاربرد جهت استقرار و نظارت بر سیستمهای حسگری مانند سیستمهای هشداردهنده و نظارت در صنعت بسیار مفید است.
نحوه پیکربندی و استفاده از شمارنده تنظیم نشونده به شرح ذیل است:
- پیکربندی شمارنده:
ابتدا، از یک شمارنده تنظیم نشونده مناسب مطابق با نیازهایتان برای پروژه خود انتخاب کنید. این شمارنده میتواند یک شمارنده سختافزاری (hardware counter) باشد یا با استفاده از برنامهنویسی، میتوانید یک شمارنده نرمافزاری (software counter) بسازید.
مقادیر اولیه شمارنده را تعیین کنید. اگر مقدار اولیه اهمیتی ندارد، میتوانید آن را صفر قرار دهید.
- استفاده از شمارنده:
در هر نقطهای که میخواهید شمارنده ثبت گردد، مقدار شمارنده را با یک واحد افزایش دهید. این مرحله میتواند به صورت سختافزاری باشد (مثلاً با پیوستن یک سیگنال فیزیکی به شمارنده) یا با استفاده از برنامهنویسی صورت گیرد.
اطمینان حاصل کنید که مقدار شمارنده پس از هر برخورد با حافظهای نیز حفظ میشود. برای این منظور، میتوانید از مکانیزمهایی مانند ذخیرهسازی موقت (temporary storage) در حافظه استفاده کنید تا مقدار شمارنده پس از ریست سیستمی یا قطع برق حفظ شود.
- خواندن مقدار شمارنده:
برای خواندن مقدار شمارنده، باید از مکانیزمهایی مانند خواندن از حافظه یا استفاده از کد برنامهنویسی استفاده کنید تا مقدار شمارنده را در بازه زمانی مورد نیاز به دست آورید.
نتیجه گیری
شمارندهها در PLC یا کنترلر منطقی قابل برنامهریزی، نقش بسیار مهمی دارند و به طور خلاصه میتوان گفت:
- شمارندهها برای اندازهگیری و شمارش وقایع و ورودیها در سیستمهای کنترل صنعتی استفاده میشوند. با استفاده از شمارندهها میتوانید تعداد سیکلها، ورودی و خروجیها و سایر وقایع را به صورت دقیق محاسبه کنید.
- شمارندهها میتوانند در پروسههای محاسباتی و کنترلی نیز مهم باشند. برای مثال، میتوانند برای شمردن تعداد محصولات تولید شده، کنترل موقعیت و جابجایی سیستمها، پیادهسازی فرآیندهای روتین و تکراری استفاده شوند.
- شمارندهها قابلیت برنامهریزی و پیکربندی مجدد را دارند. شما میتوانید شمارندهها را به صورت نسبی یا مطلق پیکربندی کنید، محدودهی شمارش را تعیین کنید و عملکرد آنها را با توجه به نیازهای خود تغییر دهید.
فروشگاه صنعتی تولید دیتا توزیع کننده انواع ترموکوپل در ایران است. شما می توانید برای افزایش اطلاعات عمومی به مقالات تاریخچه شرکت زیمنس آلمان،رله چیست، Hmi چیست مراجعه کنید.