تاریخچه پیدایشplc

[peyman sadeghian 30,244]

ایده کنترل کننده های قابل برنامه ریزی ابتدادرسال1968توسط گروه مهندسی شرکت جنرال موتورز بناگذاشته شد،میتوان بعنوان مشخصات اولیه موردنظرطراحان برای طراحی این کنترل کننده ها به مواردزیراشاره نمود:

1،به سادگی قابل برنامه ریزی وتغییرباشند

2،به سادگی تعمیرپذیرباشد

3،درمحیطهای صنعتی ازقابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشند

4،نسبت به مدارهای کنترل رله ای ازحجم کمتری برخوردارباشند

5،ازلحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشند

لذاهمین امرسبب گردیدتامهندسین قسمتهای مختلف بدنبال نحوه استفادهPLCها برای کنترل سیستمهای صنعتی باشندبعدازمدتی مطالعه وتحقیق قابلیتهای اضافی موردنظربرای کنترل کننده های قابل برنامه ریزی PLCحاصل وبافاصله گمی تکنولوژی آن نیزدردسترس قرارگرفت.دراین کنترل کننده هامجموعه دستورات خیلی سریع ازدستورات ساده منطقی شامل شمارنده ها.شیفت ورجیسترهاوتایمرهابه دستورات سطح بالای ریاضی تبدیل شدند.بموازات این پیشرفت ،سخت افزارهایPLCها نیزتکامل یافت بطوریکه ظرفیت حافظه وتعدادنقاط ورودی/خروجی درمدلهای جدیداین کنترل کننده ها به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافت درسال1976باحضورورودی/خروجی ها مخصوص انتقال به /ازراه دورامکان کنترل ورودی/خروجی ها درفواصل دورنیزمیسر گردید!درسال1977برای اولین بارPLCهای براساس میکروپروسسور توسط شرکتallan ‎bradleyمعرفی وواردصنعت گردید.اینPLCهابااستفاده ازمیکروپروسسور8080ساخته شد تقاضای روزافزون برای استفاده ازاین PLCهادرصنایع باعث گردیدتاسازندگان.PLCهای میکروپروسسوری راباقابلیتهای مختلف بسازند.امروزه PLCها درظرفیتهای متفاوت تولید میشود انواع کوچک آنها با20ورودی/خروجی دیجیتال و 500بله برنامه وانواع پیچیده آن تا 1000ورودی/خروجی دیجیتال تولیدمیشود!درسال 1978انجمن ملی سازندگان تجهیزات الکتریکی بطریقی به شرح زیر برای کنترل کننده های قابل برنامه ریزی ارائه نمود:

کنترل کننده های قابل برنامه ریزی وسیله الکتریکی دیجیتالی است که ازحافظه قابل برنامه ریزی آن برای ذخیره دستورات داخلی جهت انجام یکسری اعمال مشخص مانندانجام علمیات منطقی،توالی،زمان گیری سفارش وریاضی برای کنترل انواع پروسه ها یا ماشینهاازطریق ورودی/خروجی های گسسته (دیجیتال )یاپیوسته (آنالوگ)استفاده مینماید،

[مجید بهره مند 43,111]

تاریخچه و مفهوم (PLC)

PLC) PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) کنترل کننده قابل برنامه ریزی منطقی در سال 1968 آمریکایی ها اولین PLC را ساختند و آنرا کنترل قابل برنامه ریزی نام نهادند.

{PROGRAMABLE CONTROLLER } آلمانی ها در سال 1973 PLC را وارد بازار کردند و اکنون شرکتهای مختلفی در جهان در زمینه ساخت و استفاده از PLC در حال فعالیت هستند.شرکت هایی نظیر :

...,SIEMENS,Rockwell Automation,Mitsubishi Electric,Schneider Electric,Omron

مطلب زیر از سایت Sandia National Laboratories دانلود شده و مربوط به سال 2007 است :

In 2007, the most recent year for which complete data are available, the global PLC market was

approximately $8.9 billion. Siemens (31.3% market share) and Rockwell Automation (22.1%)

are the dominant vendors in this market, with a combined market share of more than 50%. Other

large vendors are Mitsubishi Electric (12.7%), Schneider Electric (8.0%), Omron (6.1%), B&R

Industrial Automation (3.6%), GE Fanuc (3.5%), and ABB (2.1%). Assorted smaller vendors

make up the remaining 10.6% of the market

 

( اینم بگم که اولین PLC در سال 1979 یعنی درست 2سال بعد وارد ایران شد و برای اولین بار تو ماشین سازی تبریز مورد استفاده قرار گرفت )

 

شرکتهای ایرانی نظیر کنترونیک - صنعت فردا و فستو آلمانی که همگی مدلی از زیمنس آلمان می باشند.

طراحی مدار فرمان توسط کامپیوتر :هر سیستم نیاز به یک کنتررل دارد.در سیستم های صنعتی 2 نوع کنترل وجود دارد.

 

1-سخت افزاری (مدارات فرمان الکتریکی) 2- سیستم های PLCسیستم های PLC خود به 2 گروه تقسیم می شوند: 1- سیستم های کنترلی گسترده DCS 2- کامپیوتر های شخصی IPC

 

پروسه کار یک PLC:

ورودی پردازش - حاصل از برنامه نوشته شده - خروجی

ورودی می تواند سنسور ها - کلید های قطع ووصل -عوامل مکانیکی و...باشند. خروجی هم موتورها - رله یا کنتاکتورها - لامپ ها و نمایشگر ها باشند.

با اعمال ورودی به یک سیستم PLC که می تواند بصورت کلیدی و یا سنسور باشد عمل پردازش بر روی ان صورت گرفته و نتیجه عمل در یک عمل کننده یا یک شبیه ساز آشکار می شود.به مجموعه این اعمال یک فرایند یا پروسه کاری گفته می شود.

موارد کاربر PLC:

-1 کنترل هر گونه ماشین و وسیله برقی

-2 کنترل هر سیستم خط تولید

-3 کنترل فرمان مدار )CNC_ ماشین های فرز پیشرفته )

تفاوت PLC با کامپیوتر:

تمامی اجزا یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد ولی کامپیوتر از لحاظ نوع ورودی و خروجی ها و همچنین عمل ترکیب ورودی ها و خروجی ها با PLC متفاوت می باشد.خروجی PLC می تواند یک رله - تریاک - ترانزیستور - تریستور و غیره باشد که با توجه به حداکثر جریان مجاز خروجی PLC باید انتخاب شود تا آسیبی به سیستم وارد نشود.

در PLC ما نتیجه عمل را می بینیم ولی در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.

حافظه بکار رفته در PLC:

در PLC از حافظه های نیمه هادی و بیشتر از RAM و EEPROM استفاده می شود .یک باتری نیز برای جلوگیری از پاک شدن اطلاعات حافظه RAM در مواقع قطع برق و خاموش کردن دستگاه بکار برده می شود.یک خازن نیز موازی با باتری بک آپ قرار گرفته که بهنگام تعویض باتری می تواند برق سیستم را بمدت 30 ثانیه تامین نمایید.ولتاژ باتری3.6 ولت با جریان دهی 0.09 میلی آمپر می باشد.

در مقایسه با روشهای حل سنتی و PLC می توان نتیجه گرفت که روش کار PLC آسانتر و توانایی و قابلیت بیشتری نسبت به روش سنتی می باشد.در PLC می توان براحتی در برنامه و اجرای آن تغییرات اعمال نمود.همچنین دارای حجم کم و ارزانتری می باشد و نگهداری آن نیز آسانتر است.

 

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی:

كنترل بهتر فرآیندهای تولید

سرعت و دقت عمل بالا

توانایی خواندن انواع ورودی‌ها ی دیجیتال،آنالوگ و فركانس بالا

توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، ...

امكانات اتصال به شبكه

ابعاد بسیار كوچك

سرعت پاسخگویی بسیار بالا

ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد

شبکه کردن PLC ها و امکان مدیریت آنها با یک کامپیوتر مرکزی

مزایای استفاده از PLC :

1-سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های كنترل رله‌ای تا 80٪ كاهش می‌یابد.

2-از آنجاییكه PLC توان بسیار كمی مصرف می‌كند، توان مصرفی بشدت كاهش پیدا خواهد كرد.

3-توابع عیب یاب داخلی سیستم PLC ، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌كند.

4-برعكس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های كنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه كنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این كار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندكی صرف انجام اینكار خواهد شد.

5-در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات كمكی از قبیل رله ، كانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و... بسیار كمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری كاسته شود.

PLC ها استهلاک مکانیکی ندارند بنابراین علاوه بر عمر بیشتر، نیازی به تعمیرات و سرویس های دوره ای نخواهند داشت.

7-بر خلاف مدارات رله کنتاکتوری، نویزهای الکترونیکی و صوتی ایجاد نمی کنند.

از آنجاییكه سرعت عملكرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میكرو‌ثانیه و نهایتا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیكل كاری ماشین بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.

8-ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا تر از ماشین‌های رله‌ای است.

وقتی توابع كنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O ها خیلی زیاد باشد، جایگزین كردن PLC بسیار كم ‌هزینه‌تر و راحت‌تر خواهد بود.

 

کاربردهای PLC در صنعت:

 

1-صنایع اتومبیل سازی

تست قطعات و تجهیزات ، سیستم های رنگ پاش ، شکل دادن بدنه بوسیله پرس های اتوماتیک ، سوراخ کاری ، اتصال قطعات

2-صنایع پلاستیک سازی

ماشین های ذوب و قالب گیری تزریقی ، دمش هوا ، سیستم های تولید و آنالیز پلاستیک

3-صنایع سنگین

کوره های صنعتی ، سیستم های کنترل دمای اتوماتیک ، وسایل و تجهیزات مورد استفاده در ذوب فلزات

4-صنایع شیمیایی

سیستم های مخلوط کننده ، دستگاه های ترکیب کننده مواد با نسبت های مختلف

5-صنایع غذایی

سیستم های عصاره گیری و بسته بندی

6-صنایع ماشینی

صنایع بسته بندی ، صنایع چوب ، سیستم های سوراخ کاری ، سیستم های اعلام خطر و هشدار دهنده ، سیستم های استفاده شده درجوش فلزات

7-صنایع حمل و نقل

جرثقیل ها ، سیستم های نوار نقاله ، تجهیزات حمل ونقل

8-صنایع تبدیل انرژی

ایستگاه های تقویت فشار گاز ، ایستگاه های تولید نیرو، کنترل پمپ های آب ، سیستم های تصفیه آب و هوای صنعتی ، سیستم های تصفیه و باز یافت تصفیه و بازیافت گاز

9-خدمات ساختمانی

تکنولوژی بالابری ، کنترل هوا و تهویه مطبوع ،سیستم های روشنایی خودکار

 

انتخاب PLC مناسب :

برای استفاده از PLC مناسب در یک پروژه باید موارد زیر را معین نمودو به آنها توجه کرد :

 

1)تعداد ورودی ها

 

2)تعداد خروجی ها

 

3)تعداد فلگ ها

 

4)تعداد شمارندگان(کانترها)

 

5)تعداد تایمرها

 

6)نوع فلگ ها و تایمرها

 

7)اندازه حافظه

 

8)سرعت اجرای برنامه Sycle Scan

 

9)نوع برنامه کاری دستگاه

 

علاوه بر موارد بالا با ید به نکات ذیل نیز توجه کرد:

دقت و سرعت انجام پروژه

تعداد ورودی و خروجی ها

نوع بار (جریان خروجی و ولتاژ آن)

نوع تغذیه

 

*** در پروسه هایی که تعدادI/O ها محدود بوده ونیاز به برنامه نویسی پیچیده ندارند می توان از کنترل کننده های Mini Plc استفاده کرد.