موضوع : تحقیق در مورد PLC

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

پیشگفتار

اتوماسيون صنعتي به بهره گيري از رايانه ها بجاي متصديان انساني براي کنترل دستگاه ها و فرايندهاي صنعتي گفته ميشود. اتوماسيون يک گام فراتر از مکانيزه کردن است . مکانيزه کردن به معني فراهم کردن متصديان انساني با ابزار و دستگاه هايي است که ايشان را براي انجام بهتر کارشان ياري ميرساند. نمايانترين و شناخته شده ترين بخش اتوماسيون صنعتي ربات هاي صنعتي هستند.
   امروزه کاربرد اتوماسيون صنعتي و ابزار دقيق در صنايع و پروسه هاي مختلف صنعتي به وفور به چشم مي خورد . کنترل پروسه و سیستمهای اندازه گیری پیچیده ای که در صنایعی همچون نفت ، گاز ، پتروشیمی ، صنایع شیمیایی ، صنایع غذایی ، صنایع خودرو سازی و غیره بکار می آید نیازمند ابزارالات بسیار دقیق و حساس می باشند . پیشرفتهای تکنیکی اخیر در کنترل فرایند و اندازه گیری پارامترهای مختلف صنعتی از قبیل فشار ، دما ، جریان و غیره باعث افزایش کیفیت محصولات و کاهش هزینه های تولید گردیده است .
   به طور کلی برخي از مزایای اتوماسيون صنعتی از اين قبيل اند:
-  تکرارپذيري فعالیتها و فرایندها
-  افزایش کیفیت محصولات تولیدی
-  افزایش سرعت تولید (کمیت تولید )
-  کنترل کيفيت دقيقتر و سریعتر
-  کاهش پسماندهای تولید (ضايعات)
-  برهمکنش بهتر با سیستمهای بازرگاني
-  افزایش بهره وری واحدهای صنعتی
-  بالا بردن ضریب ایمنی برای نیروی انسانی و کاستن از فشارهای روحی و جسمی
   در حال حاضرارتقاء سطح کیفی محصولات تولیدی در صنایع مختلف و در کنار آن افزایش کمی تولید ، هدف اصلی هر واحد صنعتی می باشد و مدیران صنایع نیز به این مهم واقف بوده و تمام سعی خود را در جهت نیل به این هدف متمرکز نموده اند .
   لازمه افزایش کیفیت و کمیت یک محصول ، استفاده از ماشین آلات پیشرفته و اتوماتیک می باشد . ماشین آلاتی که بیشتر مراحل کاری آنها به طور خودکار صورت گرفته و اتکای آن به عوامل انسانی کمتر باشد . چنین ماشین آلاتی جهت کارکرد صحیح خود نیاز به یک بخش فرمان خودکار دارند که معمولا از یک سیستم کنترل قابل برنامه ریزی (به عنوان مثال PLC یا مدار منطقی قابل برنامه ریزی) در این بخش استفاده میگردد . بخش کنترل قابل برنامه ریزی مطابق با الگوریتم کاری ماشین ، برنامه ریزی شده و میتواند متناسب با شرایط لحظه ای به عملگر های دستگاه فرمان داده و در نهایت ماشین را کنترل کند .
   همانطور که گفته شد بخش کنترل در هر سیستم صنعتی بایستی متناسب با شرایط لحظه ای به عملگرها فرمان دهد بنابراین در یک ماشین یا بطورکلی در یک فرایند صنعتی بخش اول یک چرخه کنترلی ، برداشت اطلاعات از فرایند می باشد .
   جمع آوری اطلاعات در فرایندهای صنعتی با استفاده از سنسورها یا حسگرها صورت می گیرد . این حسگرها به منزله چشم و گوش یک سیستم کنترلی عمل می کنند . امروزه در بسیاری از ماشین آلات صنعتی استفاده از سنسورها امری متداول می باشد تا جاییکه عملکرد خودکار یک ماشین را می توان با تعداد سنسورهای موجود در آن درجه بندی کرد . وجود سنسورها ی مختلف در فرایند اتوماسیون به اندازه ای مهم می باشد که بدون سنسور هیچ فرایند خودکاری شکل نمی گیرد بنابراین سنسورها یکی از اجزای لاینفک سیستمهای اتوماسیون صنعتی می باشند .
   در گذشته نه چندان دور بسیاری از تابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی ، برای کنترل پروسه های تولید از رله های الکترومکانیکی یا سیستمهای پنوماتیکی استفاده می کردند و اغلب با ترکیب رله های متعدد و اتصال آنها به یکدیگر منطق کنترل ایجاد می گردید . در بیشتر ماشین آلات صنعتی ، سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیز استفده می گردید و با اضافه شدن تعدادی Timer و شمارنده به تابلوهای کنترل حجم و زمان مونتاژ آن افزایش می یافت .
   اشکال فوق با در نظر گرفتن استهلاک و هزینه بالای خود و همچنین عدم امکان تغییر در عملکرد سیستم ، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثر تابلوهای فرمان با سیستمهای کنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند .در حال حاضر PLC یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد که توسط کمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه میگردد . به طور خلاصه سيستمهاي نوين اتوماسيون و ابزار دقيق مبتنی بر PLC در مقايسه با کنترل کننده هاي رله اي و کنتاکتوري قدیمی دارای امتیازات زیر است :
-  هزينه نصب و راه اندازي آنها پايين مي باشد.
-  برای نصب و راه اندازی آنها زمان کمتری لازم است .
-  اندازه فيزيکي کمي دارند.
-  تعمير و نگه داري آنها بسيار ساده مي باشد.
-  به سادگی قابلیت گسترش دارند .
-  قابليت انجام عمليات پيچيده را دارند.
-  ضریب اطمینان بالایی در اجرای فرایندهای کنترلی دارند .
-  ساختار مدولار دارند که تعويض بخشهاي مختلف آن را ساده ميکند.
-  اتصالات ورودي - خروجي و سطوح سيگنال استاندارد دارند.
-  زبان برنامه نويسي آنها ساده و سطح بالاست.
-  در مقابل نويز و اختلالات محیطی حفاظت شده اند.
-  تغيير برنامه در هنگام کار آسان است.
-  امکان ایجاد شبکه بین چندین PLC به سادگی میسر است .
-  امکان کنترل از راه دور (به عنوان مثال از طریق خط تلفن یا سایر شبکه های ارتباطی) قابل حصول است .
-  امکان اتصال بسیاری از تجهیزات جانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، بارکد خوان و ... به PLC ها وجود دارد .
مقدمه
از حدود سال 1890 ميلادي يعني پس از كشف پيل الكتريكي و بوجود آمدن نيروي الكتريكي كاربردي تغييرات چشمگيري در صنعت ايجاد شدوصنعت برق وصنايع ديگر بوسيله اين انرژي انعطاف پذير با سرعت قابل ملاحظه اي شروع به رشد كرده و روز به روز گستره ي اين انرژي فراگيرتر مي شود.تا آنجا كه هم اكنون در كمتر مواردي از صنعت كاربرد اين انرژي به چشم نمي خورد. با بزرگتر شدن صنايع آزمايشگاهها تبديل به كارگاهها وكارخانجات بزرگ شدند وهم اكنون خطوط توليد اين كارخانجات نقش مهمي در صنعت ايفا مي كنند.كنترل خطوط توليد به نحوه مطلوب هميشه خواسته كارفرمايان و صاحبان صنايع بوده ويكي از دغدغه ها ي مهم آنان به شمار مي رود،راحتي كار بادستگاه،عيب يابي آسان وسريع،انعطاف پذيري براي تغيير برنامه توليدو... در كنار هزينه كمتر از خواسته هاي آنان است، وطراحان هميشه با توجه به پروسه مورد طراحي خود موارد بالا را در نظر مي گيرند.
از سال 1900 تا 1930 انواع دیود ، تریود و سایر المان های لامپی بوجود آمد و به دنبال آن در رادیو و تلویزیون لامپی مورد استفاده قرار گرفت . در سال 1930 وقتی نیمه هادی توسط آقایان باردین ، براتین و شاکلی کشف شد  کاربرد الکترونیک به سرعت رو به افزایش نهاد .
تقریبا از سال 1950 استفاده از الکترونیک در صنعت متداول شد . پس از گسترش المان های الکترونیکی خاص که برخی کاربرد های جدید را امکان پذیر ساخت ، شاخه ای از الکترونیک بنام الکترونیک صنعتی بوجود آمد . در پرتوی کشف نیمه هادی ها « ترانزیستور ، تریستور و ... » و عناصری که بطور کامل به نیاز مندی های صنعتی پاسخ می داد ، الکترونیک صنعتی به پیشرفت های تصور ناپذیری نائل آمد . تقریبا از سال 1960 ، استفاده از نیمه هادی ها در زمینه الکترونیک صنعتی متداول گردید و امکان ساخت دستگاه های پیچیده تر جهت اتوماسیون عملیات صنعتی فراهم شد . از سال 1970 به بعد به دلیل ساخت مینیاتوری عناصر الکترونیکی بصورت مدارات مجتمع موجب شد ، ضمن افزایش کاریی ، حجم و قیمت دستگاه ها کاهش یابد .
فهرست مطالب
عنوان    صفحه
پیشگفتار    4
مقدمه    8
فصل اول؛آشنایی با PLC     12
آشنایی با PLC    13
محاسن PLC    16
معایب سیستم های رله کنتاکتوری    16
واحد های تشکیل دهنده PLC    19
مفهوم کنترلرهای قابل برنامه ریزی PLC    23
زمان پاسخ گویی Scan Time    23
قطعات ورودی    24
قطعات خروجی    24
نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی    25
مقایسه تابلوهای كنترل معمولی با تابلوهای  كنترلی مبتنی بر PLC    25
طراحی مدار فرمان توسط کامپیوتر    27
پروسه کار یکPLC    27
مواردکاربردPLC     27
تفاوت PLC با کامپیوتر    28
حافظه بکار رفته درPLC     28
انواع حافظه ها     29
انواع واحد های حافظه     31
PLC های زیمنس     32
فصل دوم ؛ زبان های برنامه نویسی PLC     33
استانداردهای زبانPLC     34
زبان های برنامه نویسی درPLC     35
اصطلاحاتPLC    37
ظرفیتPLC:     38
فصل سوم ؛ برنامه STEP - 5    44
برنامه STEP-5    45
فصل چهارم؛ برنامه نویسی به زبانLADER    49
برنامه نویسی به زبانLADER    50
شمارنده ها يا کانترها    55
مقایسه کننده هاCOMPRATOR     56
فصل پنجم؛ آشنایی با S7    57
آشنایی با خانواده S7    58
فرمت آدرس دهی در S7    60
نرم افزاري هاي جنبي و مرتبط با STEP7     63
منابع و مآخذ    66