آشنایی با اجزای تشکیل دهنده PLC و کاربرد آنها

یک پی ال سی از اجزای و قسمت های گوناگونی تشکیل شده است که هر یک از این اجزا ویژگی هایی داشته و وظایفی بر عهده دارد. برای شناخت بهتر پی ال سی و کار با آن ابتدا بایستی با این اجزا و نقش آنها آشنا شویم. در این مقاله به بررسی اجزای PLC و کاربرد هر یک می پردازیم، با ما همراه باشید.

اجزای PLC و ویژگی های آنها

از لحاظ سخت افزاری قسمت های تشکیل دهنده یک سیستم plc  را به اجزای زیر تقسیم نمود:

• واحد منبع تغذیه PS
• واحد پردازش مرکزی CPU
• حافظه
• ترمینال های ورودی
• ترمینال های خروجی
• مدول ارتباط پروسسوری CP
• مدول رابط IM

1.واحد منبع تغذیه (PS)

منبع تغذیه ولتاژهای مورد نیاز پی ال سی را تامین می کند. این منبع معمولا از ولتاژهای ۲۴ ولت DC و ۱۱۰ یا ۲۲۰ ولت AC، ولتاژ ۵ ولت DC را ایجاد می کند تا مدار منطقی پردازنده و واحدهای ورودی و خروجی کار کنند. ماکزیمم جریان قابل دسترسی منطبق با تعداد مدول های خروجی مصرفی است. لازم به ذکر است که ولتاژ منبع تغذیه باید کاملا تتظیم شده باشد.

ولتاژی که در اکثر پی ال سی ها استفاده می شود ولتاژ ۵ یا ۵.۲ ولت DC است. در برخی موارد منبع تغذیه و واحد کنترل شونده در فاصله زیادی نسبت به یکدیگر هستند بنابراین ولتاژ منبع، ۵.۲ ولت انتخاب می شود تا افت ولتاژ حاصل از بعد مسافت بین واحد مذکور جبران گردد.

برای تغذیه رله ها و محرک ها معمولا از ولتاژ ۲۴ ولت DC به صورت مستقیم استفاده می شود. در برخی موارد نیز از ولتاژهای ۱۱۰ یا ۲۲۰ ولت AC با استفاده از یک کارت رابط به نام relay board استفاده می گردد.

۲.واحد پردازش مرکزی (CPU) از مهم ترین اجزای PLC

CPU یا واحد پردازش مرکزی در حقیقت قلب PLC است. وظیفه این واحد، دریافت اطلاعات از ورودی ها، پردازش این اطلاعات مطابق دستورات برنامه و صدور فرمان هایی است که فعال یا غیر فعال نمودن خروجی ها ظاهر می شود. واضح است که هر چه سرعت پردازش CPU بالاتر باشد زمان اجرای یک برنامه کمتر خواهد بود.

۳.حافظه از دیگر اجزا PLC

حافظه محلی است که در آن اطلاعات و برنامه کنترل در آن ذخیره می شود. علاوه بر این سیستم عال که عهده دار مدیریت کلب بر PLC است در حافظه قرار دارد. تمایز در عملکرد پی ال سی ها، عمدتا به دلیل برنامه سیستم عامل و طراحی خاص CPU آنهاست. در حال کلی دو نوع حافظه در پی ال سی ها وجود دارد:

حافظه موقت: (RAM) که محل نگهداری فلگ ها، تایمرها، شمارنده ها و برنامه های کاربر است.

حافظه دائم: (EPROM, EEPROM)که جهت نگهداری و ذخیره همیشگی برنامه کاربر استفاده می گردد.

حتما بخوانید: معرفی جامع انواع زبان برنامه نویسی PLC (پی ال سی) و مزایا و معایب

۴.ترمینال ورودی

ترمینال ورودی از دیگر اجزای پی ال سی می باشد. این واحد، محل دریافت اطلاعات از فرآیند یا پروسه تحت کنترل می باشد. تعداد ورودی ها در PLCهای مختلف، متفاوت است. ورودی هایی که در سیستم های پی ال سی مورد استفاده قرار می گیرند در حالت کلی به صورت زیر می باشند:

الف) ورودی های دیجیتال

ب) ورودی های آنالوگ

الف) ورودی های دیجیتال یا گسسته

این ورودی ها که معمولا به صورت سیگنال های صفر یا ۲۴ ولت DC می باشند، گاهی برای پردازش توسط CPU به تغییر سطح ولتاژ نیاز دارند. معمولا برای انجام این عمل مدول هایی خاص در پی ال سی در نظر گرفته می شود.

جهت حفاظت مدارات داخلی پی ال سی از خطرات ناشی از اشکالات به وجود آمده در مدار یا برای جلوگیری از ورود نویزهای موجود در محیط های صنعتی ارتباط ورودی ها با مدارات داخلی پی ال سی توسط کوپل کننده های نوری انجام می گیرد. به دلیل ایزوله شدن ورودی ها از بقیه اجزای مدار داخلی پی ال سی، هر گونه اتصال کوتاه و یا اضافه ولتاژ نمی تواند آسیبی به واحدهای داخلی پی ال سی وارد آورد.

ب) ورودی های آنالوگ یا پیوسته

این ورودی ها مستقیما به مدول های آنالوگ متصل می شوند. مدول های ورودی آنالوگ، سیگنال های دریافتی پیوسته را به مقادیر دیجیتال تبدیل نموده، سپس مقادیر دیجیتال حاصل توسط CPU پردازش می شوند.

حتما بخوانید: بررسی انواع پی ال سی زیمنس و ویژگی های آنها

۵.ترمینال خروجی

این واحد محل صدور فرمان های پی ال سی به پروسه تحت کنترل می باشد. تعداد این خروجی های در پی ال سی های مختلف متفاوت است. خروجی های استفاده شده در پی ال سی ها به دو صورت زیر وجود دارند:

الف) خروجی های دیجیتال

ب) خروجی های آنالوگ

الف) خروجی های دیجیتال یا گسسته

این فرمان های خروجی به صورت سیگنال های ۰ تا ۲۴ ولت DC بوده و در خروجی ظاهر می شوند، بنابراین هر خروجی از لحاظ منطقی می تواند مقادیر”۰″ (غیرفعال) یا “۱” (فعال) را داشته باشد.

این سیگنال ها به تقویت کننده های قدرت یا مبدل های الکتریکی ارسال می شوند تا مثلا ماشینی را به حرکت در آورده یا آن را از حرکت باز دارند.

در برخی موارد استفاده از مدول های خروجی دیجیتال جهت رسانیدن سطوح سیگنال های داخلی پی ال سی به سطح ۲ یا ۲۴ ولت  DCالزامی است.

ب) خروجی های آنالوگ یا پیوسته

معمولا مدول های خروجی آنالوگ، مقادیر دیجیتال پردازش شده توسط CPU را به سیگنال های پیوسته مورد نیاز جهت پروسه تحت کنترل تبدیل می نمایند.

این خروجی ها به وسیله واحدی به نام Isolator از سایر قسمت های داخلی پی ال سی ایزوله می شوند. بدین ترتیب مدارات حساس داخلی پی ال سی از خطرات ناشی از امکان بروز اتصالات ناخواسته خارجی محافطت می گردند.

۶.مدول ارتباط پروسسوری (CP)

مدول ارتباط پروسسوری از دیگر اجزای PLC است. این مدول ارتباط بین CPU مرکزی با  CPUهای جانبی را برقرار می سازد.

۷.مدول رابط (IM)

در صورت نیاز به اضافه نمودن واحدهای دیگر ورودی و خروجی به پی ال سی یا جهت اتصال پاانل اپراتوری و پروگرامر به پی ال سی از این مدول ارتباطی استفاده می شود. در صورت که چندین پی ال سی به صورت شبکه به یکدیگر متصل شوند از واحد  IMجهت ارتباط آنها استفاده می گردد.

در این مقاله به معرفی اجزای پی ال سی ویژگی های هر یک پرداختیم. در صورتی که علاقه مند به یادگیری پی ال سی هستید و می خواهید به صورت حرفه ای با این تابلو و کاربردهای آن آشنا شوید، توصیه می کنیم در دوره های آموزش پی ال سی ثبت نام نمایید.