نواندیشان | بهترین سایت علمی آموزشی کشور
کنترلگرها و ریزپردازنده ها
مقدمه:
ریز پردازنده ها و میکروکنترلرها در طراحی سیستمهای کنترل برای طیف وسیعی از وسایل و کاربرد ها استفاده می شود. پیشرفتی که در این زمینه پدید آمده است.
نگرشی همه جانبه را از طرف متخصصین و علاقمندان به این شاخه می طلبد. در این زمینه PLC یا کنترل گر منطقی برنامه پذیر از جایگاه خاصی برخوردار است. از ساده ترین فرآیندهایی که می توان بصورت توابع منطقی پیاده سازی کرد تا پیچیده ترین فرایندهای صنعتی، قابل پیاده سازی با PLC ها می باشند.
تاریخچه:
نخستین OLC در سال 1969 پدید آمد. اکنون این وسایل کاربرد وسعی دارند و از واحدهای کوچک برای استفاده با 20ورودی/ خروجی دیجیتال تا سیستمهای کاملی که می توانند برای تعداد زیادی از ورودی/خروجیها، دیجیتال یا آنالوگ، بکار روند؛ توسعه یافته اند و همچنین می توانند حالات کنترلی نسبت -انتگرال- مشتق را برآورده سازند.
کنترل گرها:
یک سیستم کنترل ممکن است چه وظیفه ای داشته باشد؟ ممکن است به کنترل مجموعه ای از وقایع یا نگهداری برخی مقادیر ثابت یا پیگیری برخی تغییرات از پیش تعیین شده نیازمند باشد. برای مثال، سیستم کنترل برای ماشین مته کاری خودکار ممکن است به موارد زیر نیازمند باشد:
شروع به چرخش مته هنگامی که قطعه کار در محل خود میباشد ، اغاز مته کاری هنگامی که مته به سطح قطعه کار می رسد توقف مته کاری هنگامی که مته به عمق مورد نظر برسد، عقب کشیدن مته و خاموش کردن آن و انتظار برای قرار گرفتن قطعه کار بعدی پیش از تکرار اعمال فوق.
یک سیستم کنترل دیگر می تواند برای کنترل تعداد مواردی که روی یک نوار نقاله در حرکتند و راهنمایی آنها به بخش بسته بندی استفاده شود. ورودیهای چنین سیستم کنترلی می تواند از کلیدهای بسته یا باز باشد. مثل حضور قطعه کار که می تواند با حرکت دادن آن در مقابل یک کلید و بستن آن نمایش داده شود یا حس گرهایی مانند آنچه که برای دما و میزان عبور بکار می روند. کنترل گر می تواند برای فعال سازی یکموتور برای حرکت جسمی به محلی دیگر، یا برای چرخاندن شیر و یا شاید روشن و خاموش کردن گرمکن بکار رود.
سیستم کنترل شده توسط ریزپردازنده:
بجای سیستم بندی هر مدار کنترل برای هر وضعیت خاص، اگر از سیستم بر پایه ریز پردازنده استفاده کنیم و برنامه ای بنویسیم تا به ریز پردازنده در رابطه با چگونگی عکس العمل در برابر هر سیگنال ورودی گرفته شده از کلیدها فرمان دهد و خروجیهای مورد نظر را در اختیار موتورها و شیرها بگذارد، می توانیم از یک سیستم پایه برای همه وضعیتها استفاده کنیم. بنابراین باید برنامه ای به فرم زیر داشته باشیم.
اگر کلید A بسته است خروجی به مدار موتور منتقل شود.
اگر کلید B بسته است خروجی به مدار شیر منتقل شود.
با تغییر دستورات برنامه می توانیم از سیستم ریز پردازنده مشابه برای کنترل وضعیتهای متعددی استفاده کنیم.
کنترل گر منطقی برنامه پرداز:
یک کنترل گر منطقی برنامه پذیر (PLC) شکل خاصی از کنترل گر بر پایه ریز پردازنده است که از حافظه برنامه پذیر برای ذخیره دستورات و پیاده سازی توابعی مانند توابع منطقی،ترتیبی، زمانبندی، شمارش و توابع محاسباتی برای کنترل ماشینها و فرآیندهای وابسته استفاده می کند. و چنان طراحی شده است تا مهندسینی که با کاتمپیوتر و زبانهای محاسباتی آشنایی دارند با آن کار کنند.
این عناصر چنان طراحی شده اند که فقط برنامه نویسان کامپیوتر بتوانند آنها را تغییر دهند و یا تنظیم کنند. بنابراین طراحان(PLC) آنرا پیش برنامه ریزی کرده اند، بصورتیکه رنامه کنترلی می تواند با استفاده از یک قالب ساده وارد شود.
تفاوت بین PLC و کامپیوترها:
PLC ها با کامپیوتر ها مشابهت دارند ولی از سوی دیگر کامپیوتر ها برای محاسبات و نمایش مراحل بهینه سازی شده اند. در حالیکه PLC برای مراحل کنترلی و محیطهای صنعتی آماده سازی می شوند. بنابراین:
- با استقامت خاصی طراحی شده اند تا در برابر ارتعاشات، دما،رطوبت و اعوجاج ایستادگی کنند.
- دارای مدارهای واسطی برای ورودیها و خروجیها در داخل کنترل هستند.
- به سادگی برنامه ریزی شده و زبان نویسی قابل درکی دارند که بر مبنای اعمال منطقی و کلید زنی است.
