سگال پردازش

معرفی کنترل کننده های صنعتی یکپارچه و ماجولار

معرفی کنترل کننده های صنعتی یکپارچه و  ماجولار

(جهت مشاهده راهکارها و محصولات پیشنهادی در این حوزه، کلیک نمایید)

کنترل کننده های صنعتی یا کنترلرهای صنعتی که با نام PLC در صنایع شناخته می شوند در واقع تجهیزات سخت افزاری جهت کنترل فرآیندهای مختلف می باشند که دارای قابلیت برنامه ریزی می باشند و می توان آنها را برای کاربردهای مختلف کنترلی برنامه ریزی نمود. کنترل کننده های صنعتی (PLC) عموماً به نحوی طراحی گردیده اند که امکان دریافت سیگنال های مختلف آنالوگ و دیجیتال را به عنوان ورودی فراهم می سازند و قادرند تا براساس سیگنال های دریافتی ورودی، عملیات کنترل حلقه بسته یا حلقه باز را طبق برنامه ریزی کاربر به انجام رسانند. همچنین کنترل کننده های صنعتی (PLC) دارای خروجی های مختلف اعم از دیجیتال و آنالوگ می باشند و بر این اساس می توانند ادوات و فرآیندهای خارجی را کنترل نمایند. تعداد ورودی های آنالوگ و دیجیتال در یک کنترلر صنعتی بستگی به نوع کنترل کننده و قابلیت های آن دارد. همچنین تنوع تولید خروجی ها و پشتیبانی از خروجی های آنالوگ جریانی و ولتاژی نیز جزو قابلیت های یک کنترل کننده (PLC) بشمار می رود. معمولاً پارامترهای زیر در خصوص

کنترل کننده های صنعتی

یک کنترلر صنعتی (PLC) جزو پارامترهای مهم و تعیین کننده می باشد:

  1. تعداد ورودی های آنالوگ و دیجیتال که یک کنترل کننده (PLC) می تواند به عنوان ورودی دریافت نماید و براساس آن فرآیند را کنترل نماید.
  2. تنوع ورودی های آنالوگ از حیث جریان و ولتاژ و نیز تفاضلی بودن یا نبودن سیگنال های ورودی
  3. تعداد خروجی های آنالوگ و دیجیتال که کنترل کننده صنعتی (PLC) می تواند تولید نماید. در واقع کنترل کننده با استفاده از این خروجی ها امکان کنترل فرآیند را فراهم می سازد.
  4. تنوع خروجی های آنالوگ و دیجیتال در کنترل کننده (PLC) : خروجی های آنالوگ می تواند به صورت جریان یا ولتاژ باشند و همچنین خروجی های آنالوگ ولتاژی نیز می توانند در رنج های مختلف از قبیل 0 تا 5 ولت یا 0 تا 10 ولت و همچنین 10± ولت یا 5± ولت باشند. کنترل کننده هایی که امکان پشتیبانی از کلیه خروجی های جریانی و ولتاژی فوق را دارا باشند، انعطاف پذیری بالاتری در کنترل فرآیندها دارند. همچنین در خصوص خروجی های دیجیتال، این خروجی ها ممکن است به صورت رله­ای یا ترانزیستوری باشند که هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب می باشند.
  5.  قابلیت پشتیبانی از توابع کنترلی مختلف : یکی دیگر از موارد مهم در کنترل کننده های صنعتی (PLC)، قابلیت پشتیبانی از توابع کنترلی متعدد و مختلف می باشد که امکان کنترل PID را فراهم می سازند.
  6. قابلیت کنترل چندین فرآیند همزمان : برخی کنترل کننده های صنعتی ساده یا Mini PLC ها، تنها قادر به کنترل تعداد محدودی از پارامترها و فرآیندها می باشند و از این رو برای کاربردهای ساده مورد استفاده قرار می گیرند ولی برخی دیگر قابلیت کنترل تعداد زیادی از پارامترها و حلقه های کنترلی را به صورت همزمان دارا می باشند که قدرت و کارایی این کنترل کننده ها (PLC) را به شدت افزایش می دهد. قدرت کنترل این کنترل کننده ها به شدت تحت تأثیر قدرت پردازنده و توابع کنترلی آنها می باشد.
  7. برخورداری از نرم افزار برنامه نویسی قدرتمند : یکی از پارامترهای مهم در انتخاب کنترل کننده های صنعتی (PLC)، نرم افزار برنامه نویسی آنها می باشد. خوشبختانه امروزه استانداردهای مشخصی در خصوص نرم افزارهای برنامه نویسی کنترل کننده های صنعتی (PLC) وجود دارد که از آن جمله می توان به ST، IL، Ladder Diagram، FBD و SFC اشاره نمود. که برخی از آنها به صورت متنی و برخی به صورت شماتیکی و یا گرافیکی می باشند. بدیهی است یک نرم افزار قدرتمند، کارآمد و انعطاف پذیر که به آسانی فراگرفته شود جزو مزایای مهم یک کنترل کننده صنعتی (PLC) می باشد.
  8. پروتکل های ارتباطی : یکی دیگر از پارامترهای مهم در انتخاب یک کنترل کننده صنعتی (PLC) تعداد پورت ها و تنوع پورت های ارتباطی آنها می باشد. کنترل کننده ها معمولا دارای پورت های RS-232 و RS-485 جهت برقراری ارتباط با کنترل کننده های دیگر و یا با کامپیوتر و یا پنل های HMI می باشند. برخی از انواع کارآمد و مدرن آنها دارای پورت اترنت (ethernet) نیز می باشند. علاوه بر نوع پورت های ارتباطی، نوع پروتکل های ارتباطی که یک کنترلر صنعتی (PLC) پشتیبانی می نماید نیز بسیار حائز اهمیت می باشند. به طور مثال پروتکل های پر کاربردی از قبیل Modbus، TCP/IP، Profibus، CAN، Fieldbus جزو مهمترین پروتکل های ارتباطی در این خصوص می باشند.
  9. نوع تغذیه ورودی : یکی دیگر از تفاوت های موجود در کنترل کننده های صنعتی (PLC) تفاوت در نوع تغذیه آنها می باشد. برخی آنها از طریق ولتاژ متناوب در رنج های مختلف تغذیه می شوند و برخی دیگر از طریق ولتاژهای مستقیم در رنج نسبتاً گسترده تغذیه می شوند. بر حسب نوع کاربرد، ممکن است هرکدام از مدل ها مورد استفاده قرار گیرند.
  10. موارد دیگری از قبیل برخورداری از صفحه نمایش خوب و با ابعاد مناسب نیز می تواند جزو قابلیت های یک کنترل کننده صنعتی (PLC) به شمار رود و تأثیر قابل توجهی در نحوه استفاده از آن دارد.

علاوه بر پارامترهای مهم فوق که در انتخاب یک کنترلر صنعتی(PLC) اهمیت بالایی دارند، موضوع مهم دیگری نیز مطرح می باشد و آن نوع کنترلر از حیث یکپارچه بودن یا ماجولار بودن کنترلر می باشد.

الف) کنترلر صنعتی (PLC) یکپارچه : کنترل کننده های صنعتی یکپارچه، به صورت یک ماجول یا یک پکیج طراحی می گردند و تعداد محدودی از ورودی ها و خروجی های آنالوگ و دیجیتال را پشتیبانی می کنند و عموماً برای کاربردهای محدود و کوچک یا متوسط استفاده می شوند و مهمترین مزیت آنها، صرفه اقتصادی و سادگی پیاده سازی آنها می باشد.

کنترل کننده های صنعتی یکپارچه و  ماجولار

 

ب) کنترلر صنعتی (PLC) ماجولار : این کنترل کننده ها که در قالب ماجولهای مختلف طراحی گردیده اند عموماً دارای یک ماجول اصلی با نام ماجول پردازشگر (پردازنده) می باشند و ماجولهای دیگر از قبیل ماجول های ورودی آنالوگ، ماجولهای خروجی آنالوگ و ماجولهای ورودی / خروجی دیجیتال به عنوان ماجولهای جانبی قابل اتصال به ماجول مرکزی می باشند که از طریق باس های استاندارد مختلف نظیر Modbus، CAN bus، Ethernet با یکدیگر و با ماجول مرکزی مرتبط می گردند.

 

ماجول پردازشگر

کنترل کننده ها

 

از آنجا که تعدا ماجولهای قابل اتصال به ماجول مرکزی زیاد هستند و هر ماجول از تعداد زیادی ورودی یا خروجی پشتیبانی می نماید، در این نوع از کنترل کننده ها (PLC) نگرانی در خصوص تعداد ورودی/خروجی ها و یا حلقه های کنترلی وجود ندارد.