برنامه نویسی PLC
برنامه نویسی PLC دلیل واقعی تبدیل این واحد صنعتی به سیستم استاندارد کنترل و اتوماسیون در صنایع است. از طریق PLC ها، مهندسان نیازی به سیم کشی مجدد ندارند هر بار که تغییری در فرآیند صنعتی رخ می دهد. آنها به سادگی می توانند PLC ها را دوباره برای خدمت به هدف جدید برنامه ریزی کنند و در زمان و منابع صرفه جویی کنند! در اینجا سه جزء اصلی که در یک PLC پیدا خواهید کرد آورده شده است.
ماژول های ورودی/خروجی
یک ماژول I/O در PLC می تواند ورودی آنالوگ، خروجی آنالوگ، ورودی دیجیتال، خروجی دیجیتال یا ترکیبی از اینها باشد. ماژول I/O پل بین دستگاه های I/O و واحد فرمان است. ماژول ورودی اطلاعات را به شکل سیگنال از محرک ها، حسگرها، سوئیچ ها یا دکمه های فشاری جمع آوری می کند. پس از پردازش بر اساس منطق برنامه ریزی شده PLC، ماژول های خروجی سیگنال ها را به دستگاه های کنترلی مانند رله ها، شیرها، استارت موتورها، آلارم ها و پمپ ها ارسال می کنند.
یک ماژول CPU
بر اساس یک ریزپردازنده، ماژول CPU با تمام پردازش ها و دستکاری های ریاضی درگیر در فرآیندهای اتوماسیون سروکار دارد. خروجی را در پاسخ به ورودی انرژی می دهد یا بی انرژی می کند، مکان های حافظه را دستکاری می کند، عملیات حسابی و منطقی را انجام می دهد، داده ها را بین منطق نردبان و خودش منتقل می کند و برنامه کاربردی را اجرا می کند.
شما دو نوع برنامه را در CPU PLC خواهید یافت:
سیستم عامل – مجموعه نظارتی از دستورالعمل های دائمی که در طول ساخت بارگذاری می شوند. برنامه کاربردی – برنامه ای سفارشی که عملکرد PLC را بر اساس های مشتریان تعیین می کند.
دستگاه برنامه نویسی
جزء کلیدی مورد نیاز برای برنامه نویسی PLC یک دستگاه برنامه نویسی خارجی است. یک دستگاه برنامه نویسی PLC می تواند یک واحد دستی، یک رایانه شخصی یا یک واحد رومیزی باشد. برخی از اینها به نرم افزار نیاز دارند، در حالی که برخی دیگر به یک کارت رابط ویژه برای ارتباط با PLC نیاز دارند. یک برنامه کاربردی عموماً به صورت نردبانی یا C در این دستگاه ها ایجاد شده و در PLC بارگذاری می شود.
پس از انتقال، دستگاه برنامه نویسی می تواند به PLC های دیگر متصل شود تا نرم افزار کاربردی دیگر را در حافظه غیر فرار آنها بارگذاری کند. از این رو، PLC ها برای عملکرد نیازی به اتصال با دستگاه برنامه نویسی ندارند.
شروع برنامه نویسی PLC
در سال 1968 بود که PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی) برای اولین بار اختراع شد که پیش از آن صنایع و شرکت ها از رله برای کنترل فرآیندهای خود استفاده می کردند. برنامه نویسی PLC اساساً به کنترل کننده دستورات مورد نیاز را به شکلی می دهد که PLC بتواند تفسیر کند. هنگامی که جنرال موتورز مشخصات یک کنترل کننده ماشین استاندارد را طراحی کرد، برخی از الزامات را برای تولید PLC ها اضافه کرد، که شامل ماژولار بودن و توسعه پذیری و همچنین توانایی آن برای آسان برنامه ریزی و برنامه ریزی مجدد بود. Bedford Associates اولین PLC به نام Modicon 084 را تولید کرد.
اگرچه همه رایانهها از منطق بولی استفاده میکنند، مهندسان صنایع از نمودارهای نردبانی استفاده میکردند که توسط سیستمهای رله قبلاً مورد استفاده قرار میگرفتند. ریچارد ای مورلی ایده استفاده از منطق نردبانی را در سیستم کنترل مطرح کرد که درک برنامهنویسی PLC را برای آن مهندسان آسانتر کرد. در ابتدا، هیچ راه مناسبی برای مستندسازی برنامههای PLC وجود نداشت، و بنابراین نیاز بود که آنها با دست نوشته یا با استفاده از تابلوهای پیشنویس طراحی شوند. سپس در دهه 1980، با متداول تر شدن رایانه ها، برنامه های PLC بر روی آنها ساخته شد، زیرا آنها بسیار سریعتر از روش های مورد استفاده قبلی بودند. و امروزه رایانه های شخصی بسیار سریعتر از دهه های گذشته شده اند و برنامه نویسی PLC با استفاده از آنها انجام می شود!
برنامه نویسی PLC چگونه کار می کند؟
برنامه نویسی PLC معمولاً به ایجاد منطق داخلی در یک PLC، با استفاده از یک منطق برنامه نویسی خاص که توسط استانداردهای IEC (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی) به رسمیت شناخته شده است، اشاره دارد.
دو برنامه در یک PLC در حال اجرا هستند: سیستم عامل و برنامه کاربر.
سیستم عامل:
سیستم عامل یک نرم افزار داخلی PLC است که به آن اجازه می دهد روشن شود، توالی دستورالعمل ها را تعیین کند و تمام عملکردهای غیر از موارد مربوط به کنترل را اجرا کند.
وظایف مهم سیستم عامل PLC عبارتند از:
شروع گرم و سرد
مدیریت وقفه
اجرای برنامه های کاربری سفارشی
رابط با دستگاه های قابل برنامه ریزی خارجی
رسیدگی و به روز رسانی داده های دستگاه ورودی/خروجی
برنامه کاربر:
برنامه کاربر که با توجه به نیاز کاربر به PLC اضافه شده است، از یک زبان برنامه نویسی استاندارد IEC استفاده می کند و عملکردهای کنترلی مانند تشخیص عیب، کنترل دما، سیستم پر کردن خودکار، توقف و راه اندازی پله برقی و آسانسور و غیره را اجرا می کند.
برنامه کاربر شامل چندین عملکرد است که به صنعت اجازه می دهد خروجی PLC را دیکته کند. بر خلاف سیستم عامل، برنامه کاربر قابل ویرایش است و PLC را به یک دستگاه کنترل محبوب تبدیل می کند.
سازندگان حرفهای PLC، منطقها و قالبهای برنامه کاربر را از پیش طراحی کردهاند تا زمان کلی استقرار را کاهش دهند. پس از انجام سفارش، آنها می توانند تغییرات نهایی را در این پیاده سازی های از پیش ساخته شده برای ایجاد محصول نهایی ایجاد کنند.
شما میتوانید با تیم حرفهای خود در تماس باشید تا با توجه به نیازهای صنعت خود، ارتقاء مستمر و رسیدگی به خطاها را ایجاد کنید. همچنین هر بار که تصمیم به ایجاد تغییرات میگیرید، تیم حرفهای مورد اعتماد شما میتوانند تغییرات لازم را در برنامه کاربری برای تکمیل فرآیندهای جدید ایجاد کنند.
از این رو، لازم نیست هر بار که تغییری در کارخانه یا تأسیسات شما ایجاد می شود، برنامه کاربری خود را از ابتدا ایجاد کنید.
زبان های برنامه نویسی PLC:
منطق نردبان انقلابی در زمینه برنامه نویسی PLC ایجاد کرد و محبوبیت Modicon 084، اولین PLC در دهه 1960 را افزایش داد. ایده نابغه مورلی سال ها بر برنامه نویسی PLC تسلط داشت تا زمانی که IEC شکل گرفت، و امروزه پنج زبان برنامه نویسی PLC در سطح بین المللی تحت IEC61131-3 وجود دارد. این زبان ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
زبان های برنامه نویسی متنی
فهرست دستورالعمل ها (IL)
فهرست ساختاریافته (SL)
زبان های برنامه نویسی گرافیکی
نمودار نردبانی (LD)
نمودار جریان متوالی (SFC)
نمودار بلوک تابع (FBD)
منطق نردبانی (LD):
Ladder Logic پرکاربردترین زبان برنامه نویسی PLC در سراسر جهان است و به درستی هم همینطور است. این زبان با ساختار مدار-کنترل مانند خود، متشکل از پله ها و ریل های قدرت در دو طرف، جایگزین مناسبی برای منطق رله دهه 70 بود.
پله های منطق نردبان دارای نمادهایی هستند که عنصر متصل به خود را نشان می دهند، از جمله نمادهای تماس، مقایسه ها، تأخیرهای تایمر، نمادهای خروجی و غیره. وقتی هر ورودی «درست» می شود، خروجی ها فعال می شوند.
برخی از ویژگی های کلیدی Ladder Logic عبارتند از:
از نمادها، پله ها و ریل های برق تشکیل شده است
طرح گرافیکی سیم مانند
تایمر، مقایسه، ریاضیات پایه، مثلثات و تجزیه و تحلیل داده ها را پیاده سازی می کند.
مناسب برای برنامه های ساده و پیچیده.
جابجایی نردبان بسیار بزرگ دشوار است.
می توان آن را به طور مستقیم بدون برنامه ریزی قبلی اجرا کرد.
مناسب برای برنامه نویسان و غیر برنامه نویسان به طور یکسان.
عیب یابی، رسیدگی به اشکال و نگهداری سریع و ساده است.