سایت مرجع دانلود پایان نامه -پشتیبانی 09361998026

پایان نامه رشته کامپیوتر درباره اصول و نحوه طراحی یك سیستم كنترلی با استفاده از PLC

ارسال شده در رشته کامپیوتر(نرم افزار ، سخت افزار و فناوری اطلاعات)

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

 اصول و نحوه طراحی یك سیستم كنترلی با استفاده از یك PLC

 اتوماسیون صنعتی

 با توجه به پیشرفت بسیار سریع تكنولوژی و وجود رقابت‌های شدید در بین صنعتگران دو مقولة دقت و زمان در انجام كارهای تولیدی و خدماتی بسیار مهم و سرنوشت ساز شده است. دیگر سیستم‌های قدیمی جوابگوی نیازهای صنعت توسعه یافتة امروز نبوده و بكار بردن سیستمهایی كه با دخالت مستقیم نیروی انسانی عمل می كنند، امری نامعقول می‌نمود. چرا كه در این موارد دقت و سرعت عمل سیستم بسیار پایین و وابسته به نیروی كاربر است. بنابراین ماشین‌های هوشمند و نیمه‌هوشمند وارد بازار صنعت شدند. و بعد از مدتی آنچنان جای خود را پیدا كردند كه علاوه بر زمینه‌های صنعتی در كارهای خدماتی نیز جایگاه ویژه‌ای یافتند. كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده‌ای كه قبلاً غیرممكن بود براحتی انجام می‌گرفت . مكانیزه كردن سیستم‌ها و ماشین آلات (اتوماسیون صنعتی ) مقوله بسیار مهم و پرطرفداری شده و نیاز به آن هر روز بیشتر و بیشتر مشهود می‌شود . اتوماسیون صنعتی در زمینه‌های بسیار گسترده‌ای كاربرد دارد از مكانیزه كردن یك ماشین بسیار سادة كنترل سطح گرفته تا مكانیزه نمودن چندین خط تولید و شبكه كردن آنها با هم . با نگاهی به محیط اطراف‌مان می‌توانیم نمونه‌های بسیار زیادی از كاربرد اتوماسیون ا را در اغلب زمینه‌ها پیدا كنیم.. در اتوماسیون واحدهای مسكونی جدید ، در شبكه‌های مخابراتی ، در سیستم‌های دفع فاضلاب ، سیستم توزیع برق ، كارخانجات مختلف و …

در یك سیستم اتوماسیون شده كنترل پروسه توسط ماشین انجام می‌شود و در این سیستمها دخالت انسان به حداقل و در برخی موارد به صفر رسیده است. سیستم با گرفتن سیگنالهای ورودی از قطعاتی نظیر سنسورهای تشخیص فشار ، رنگ ، سطح مایعات ، قطعات فلزی ، سنسورهای دما ، ميكرو سوييچ‌ها ، كلیدها و شستی‌ها ، واسط ‌های كاربر با ماشین و… وضعیت موجود را حس كرده و بررسی می‌كند و سپس در مورد عكس‌العمل ماشین تصمیم‌گیری كرده و فرمانهای لازمه را به قطعات خروجی كه تحت كنترل ماشین هستند اعمال می‌كند. با توجه به مواردی كه ذكر شد می‌توان ساختار یك سیستم اتوماسیون را بدین صورت لیست نمود:

قطعات ورودی شامل سنسورها ، سوییچ‌ها ، …

قطعات خروجی مثل موتور ، پمپ ، شیربرقی ، نشانگرها …

یك كنترلر داخلی با CPU برای پردازش داده‌ها و اجرای برنامة كنترلی سیستم و حافظه برای ذخیره نمودن برنامة كنترلی و اطلاعات دریافتی از قطعات ورودی

یك واسط بین كاربر و ماشین Human Machine Interface ( در مواردی كه نیاز به انجام تنظیمات توسط كاربر داریم و یا می‌خواهیم یكسری اطلاعات و آلارم‌ها را به‌ اطلاع كاربر برسانیم .)

 توجه داشته باشید با بالا بردن سرعت و دقت كنترلر مورد استفاده در سیستم اتوماسیون شده و انتخاب درست ٱن بر طبق كاربردی كه از آن انتظار داریم می‌توانیم امكانات و قابلیت‌های سیستم را بالاتر ببریم . بعنوان مثال در یك سیستم سادة كنترل سطح مخزن سرعت پاسخ‌گویی سیستم در حد چند ثانیه هم برای این كار كافی خواهد بود. اما در سیستم‌های پیچیدة موقعیت‌یاب یا پردازش تصویر به سیستم‌های بسیار سریعتر و دقیقتر احتیاج داریم و سرعت پاسخگویی در حد میكرو ثانیه برای ما لازم است.

بعنوان مثال در مواردی كه نیاز به كنترل در یك محیط نامساعد داریم و استفاده از نیروی انسانی بسیار مشكل و یا غیرممكن است چه‌كار باید كرد. در محیط‌هایی با شرایط آب و هوایی بسیار بد و با مناطق جغرافیایی صعب‌العبور و یا در محیط‌هایی كه آلودگی صوتی و یا آلودگی‌های شدید تنفسی دارند …

در این موارد ایمن‌ترین و با صرفه‌ترین گزینه اتوماسیون كردن سیستم‌ها و استفاده از ماشین‌ بجای انسان است. اجرای كامل سیكل كنترلی ، گرفتن گزارشات لازم در حین انجام عملیات كنترلی ، قابلیت تغییر سیكل كاری و تعریف نمودن پارامترهای كنترلی ، امكان انجام كنترل دستی در موارد اضطراری و….

حال به مثال دیگری می‌پردازیم. حساب كنید در یك سیستم بسیار سادة بسته‌بندی محصولات غذایی برای بسته‌بندی هزار كیلو شكر در بسته‌های یك كیلویی به چند نفر و چقدر زمان احتیاج داریم. چند نفر برای وزن كردن محصول ، چند نفر برای آماده‌سازی پكت ها ، چند نفر برای پركردن پكت ها و بسته‌بندی آن ، زدن تاریخ مصرف و … در این گونه سیستم‌ها مشكلات زیادی وجود دارد كه به برخی از آنها در زیر اشاره شده است:

نقش PLC در اتوماسيون صنعتي

 مقدمه

امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد كه مدیران و مسئولان صنایع در این كشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.

قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا…) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، … ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.

مفهوم كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC

در سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی كنترل بر عهده PLC است كه با گرفتن اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس كرده و نسبت به آن پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم می‌كند. امكان تعریف مدهای مختلف برای ترمینالهای ورودی/خروجی یك PLC، این امكان را فراهم كرده تا بتوان PLC را مستقیما به المانهای دیگر وصل كرد. علاوه بر این PLC شامل یك واحد پردازشگر مركزی( CPU) نیز هست، كه برنامه كنترلی مورد نظر را اجرا می‌كند. این كنترلر آنقدر قدرتمند است كه می‌تواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ كانتر را كنترل نماید. همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی، از سیستم كنترل ماشین‌هایی با چند I/O كه كار ساده‌ای مثل تكرار یك سیكل كاری كوچك انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مكان‌یابی را كنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید.

زمان پاسخ‌گویی Scan Time

این زمان بستگی به سرعت پردازش CPU مدل انتخاب شده PLC و طول برنامه كاربر دارد. از یك میكرو‌ثانیه تا ده میلی ثانیه می‌باشد. مثلا در مواقعی كه I/O از سیستم اصلی دور باشد، چون مجبور به نقل و انتقال سیگنالها به سیستم دورتری هستیم در نتیجه زمان اسكن زیاد می‌شود. همچنین مانیتور كردن برنامه كنترلی اغلب به زمان اسكن می‌افزاید چرا كه CPU كنترلر مجبور است وضعیت كنتاكتها، رله‌ها ، تایمر‌ها و… را روی CRT یا هر وسیله نمایشگر دیگری بفرستد.

قطعات ورودی

هوشمند بودن سیستم اتوماسیون بیشتر مربوط به توانایی PLC در خواندن سیگنالهای ارسالی از انواع ورودی‌ها، دستی، اتوماتیك و حس‌گرهای خودكار می‌باشد. قطعات ورودي نظیر شستی‌های استارت/ استوپ ، سوییچ‌ها، میكرو‌سوییچ‌ها، سنسورهای فتوالكتریك، proximity ، level sensor ، ترموكوپل، PT100 و… PLC از این سنسورها برای انجام عملیاتی نظیر تشخیص قطعه روی نوار نقاله حامل قطعات، تشخیص رنگ، تشخیص سطح مایعات داخل مخزن، آگاهی داشتن از مكانیزم حركت و موقعیت جسم، تست كردن فشار مخازن و بسیاری موارد دیگر، استفاده می‌كند.

سیگنالهای ورودی یا دیجیتال هستند و یا آنالوگ، كه در هر صورت ورودی‌های PLC را توان در مدهای مختلف تنظیم و مورد استفاده قرار داد.

نقش كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی

در یك سیستم اتوماسیون، PLC بعنوان قلب سیستم كنترلی عمل می‌كند. هنگام اجرای یك برنامه كنترلی كه در حافظه آن ذخیره شده است، PLC همواره وضعیت سیستم را بررسی می‌كند. این كار را با گرفتن فیدبك از قطعات ورودی و سنسورها انجام می‌دهد. سپس این اطلاعات را به برنامه كنترلی خود منتقل می‌كند و نسبت به آن در مورد نحوه عملكرد ماشین تصمیم‌گیری می‌كند و در نهایت فرمانهای لازم را به قطعات و دستگاههای مربوطه ارسال می‌كند.

مقایسه تابلوهای كنترل معمولی با تابلوهای كنترلی مبتنی بر PLC

امروزه تابلوهای كنترل معمولی ( رله‌ای ) خیلی كمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا كه معایب زیادی دارند. از آنجا كه این نوع تابلوها با رله‌های الكترو‌مكانیكی كنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌كنند، سیم‌كشی تابلو كار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌كند. در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشكل آن بسیار پرزحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا بروز كردن سیستم بایستی ماشین را بمدت طولانی متوقف نمود كه این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. ضمنا توان مصرفی این تابلوها بسیار زیاد است.

با بوجود آمدن PLC، مفهوم كنترل و طراحی سیستم‌های كنترلی بطور بسیار چشمگیری پیشرفت كرده است و استفاده از این كنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. كه به برخی از این موارد در زیر اشاره كرده‌ایم. كه با مطالعه آن می‌توان به وجه تمایز PLC با سایر سیستم‌های كنترلی پی برد:

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

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

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

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.

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.

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.

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.

اصول و نحوه طراحی یك سیستم كنترلی با استفاده از یك PLC

مفهوم كنترل كردن یك پروسه، كاری بسیار ساده و آسان است و انجام اصولی موارد زیر را می‌طلبد:

مشخص كردن ترتیب كار ماشین

عملیات سیستم كنترلی توسط المانهای ورودی تعیین می‌شود، بسته به شرایط موجود یك سیگنال به PLC فرستاده می‌شود. در پاسخ، كنترلر بر طبق برنامه كنترلی كه در حافظه خود دارد سیگنالی به ترمینالهای خروجی، كه كار دستگاه را كنترل می‌كنند، می‌فرستد و به این ترتیب عمل كنترلی خواسته شده، انجام می‌شود. قبل از نوشتن برنامه باید فلوچارت ترتیب و توالی عملیات را رسم كنید.

انتخاب مدل PLC

با بررسی سیكل كاری پروسه‌ای كه می‌خواهیم كنترل كنیم، مشخص كردن تعداد و نوع Input/Output های سیستم و با توجه به دقت مورد نیاز، PLC مناسب را انتخاب می‌كنیم. در مورد انتخاب یك PLC بایستی مشخصه‌های زیر را تعیین كنیم:

تعداد ورودی‌ها

كنترل كننده هاي منطقي برنامه پذير (PLC)

كنترل كننده هاي منطقي برنامه پذير عبارتند از: يك سيستم الكترونيكي ديجيتال كه با استفاده از حافظه هاي برنامه پذير مي تواند دستورات مشخصي را ضبط نمايند. PLC به منظور پياده سازي دستورات و توابع مشخصي بر روي ماشينها و فرآيند هاي صنعتي استفاده مي شود. سيستم هاي PLC با توجه به نياز به كنترل كننده هاي ارزان قيمت و انعطاف پذير بوجود آمدند. درابتدا PLC ها به منظور جايگزيني كنترل كننده هاي رله اي طراحي و ساخته شدند . در PLC كنترل فرايندها با نوشتن برنامه هاي مناسب انجام مي گيرد. PLC ها مبتني بر ميكروپروسسور هستند و با داشتن اجزايي مانند زمان سنج، شمارندهو ثبات انتقالي كنترل فرايند هاي پيچيده را اسان مي سازند اين كنترل كننده ها مدارهاي واسطه استانداري دارند،‌(ورودي و خروجي) به طوري كه اتصال مستقيم آنها به فرايند توليد ميسر است با استفاده از PLC مي توان بدون جدا كردن كنترل كننده از فرايند ،‌برنامه كنترلي آن را تغيير دهد. نصب و راه اندازي سيستماهي PLC در مقايسه با كنترل كننده هاي رله اي به زمان بسيار كمتري نياز دارد. اختلاف اصلي PLC با يك ميكرو كامپيوتر عبارت است از:

در PLC برنامه هاي استفاده شده در فرآيندها و ماشين آلات بيشتر به صورت اجراي منطق مشخصي از يك سري فرامين كه به صورت قطع و وصل و سوئيچ مي باشد . مدارات ارتباطي با سنسورها و عملگرهاي سخت افزاري خارجي در داخل خود كنترل كننده و به صورت يكپارچه ساخته شده است. PLC به صورت كاملا صنعتي و قابل اطمينان جهت استفاده در محيطهاي صنعتي با شرايط محيطي داراي ارتعاش ، نويز، حرارت و رطوبت ساخته شده است.

مهمترين مزاياي استفاده از PLC :

ü     استفاده از PLC حجم تابلوهاي فرمان را كاهش ميدهد.

ü     استفاده از PLC مخصوصا در فرايندهاي پيچيده موجب صرفه جويي در وقت و هزينه مي گردد.

ü     PLC استهلاك مكانيكي ندارد، بنابر اين علاوه بر طول عمر بيشتر نيازي به سرويس و تعميرات دوره اي ندارد.

ü     مصرف انرِژي PLC بسيار كمتر از مدارهاي رله اي است.

ü     PLC نويزهاي صوتي و الكتريكي ايجاد نمي كند.

ü     عيب يابي مدارت كنترل و فرمان با PLC به سهولت انحام مي شود و معمولا PLC خود داراي برنامه عيب يابي مي باشد.

معمولا يك ولتاژ 24 ولت از ورودي اصلي برق PLC ايجاد گرديده و براي اتصال الكتريكي ورودي ها استفاده مي شود . سويئچها يا سنسورهاي باينري خارجي مي تواند به ورودي هاي PLC متصل گرديده و همانطور كه بيان شد اين سوئيچ ها مي تواند به صورت باز يا بسته باشند . در صورتي كه PLC روشن باشد خروجيهاي PLC براساس منطق برنامه پذيري شده در PLC و وضعيت وروديهاي آن روشن يا خاموش مي گردند. بارهاي خارجي توسط رله ،‌ترانزيستور يا تراياك با توجه به قدرت مورد نياز توسط بورد هايي كه در داخل PLC تعيين شده اند روشن يا خاموش مي گردند . براي بارهائي كه قدرت زيادي لازم دارند از يك طبقه مدار قدرت به علاوه مدار فمران PLC استفاده مي گردد. ورودي و خروجي هاي PLC توسط شماره هائي كه موقعيت پورت آن را نمايش مي دهد مشخص مي شودند . سازنده هاي مختلف شماره گذاريهاي مختلفي به كار مي برند البته ويژگي هاي مشتركي نيز در آنها وجود دارد معمولا شماره ها بصورت باينري و با ضرايب چهار يا پنج بيتي مي باشند مثلاً شركتهاي TI(Texas Instruments) و شركت ميتسوبيوشي (Mitsubishi) از سمبل X براي وردي و از Y براي نمايش خروجي استفاده مي كنندمثال:

X410-X413   ,   X400-X407

X510-X513   ,   X500-X507

Y430-Y437

Y530-Y537

منطق برنامه ريزي در PLC به معناي انست كه فرايندهايي كه توسط PLC كنترل       مي شوند داراي سنسورها و عملگرهايي هستند كه داراي دوضعيت ،‌خاموش يا روشن   مي باشند.

در منطق ديجيتال سه نوع عمليات اصلي وجود دارد.NOT,OR,AND

1- عملگر AND: همانند كليد هاي سري در مدار هاي الكتريكي تعريف مي گردد. به عبارت ديگر در اين عملگر تنها زماني خروجي داريم كه تمام متغيرهاي موجود داراي ارزش يك باشند.

2- عملگرOR: همانند كليد هاي موازي درمدارات الكتريكي تعريف مي گردد. در اين عملگر زماني خروجي خواهيم داشت كه حداقل يك ورودي يك داشته باشيم .

3- عملگر NOT: يك عملگر تك ورودي است كه خروجي آن مكمل ورودي است وبه عبارت ديگر هرگاه ورودي يك باشد آنگاه خروجي صفر خواهد بود و بالعكس .

ساير عملگر هاي منطقي پايه با استفاده از اين سه عملگر اصلي ساخته مي شوند كه در جدول زير به آنها اشاره مي كنم:

کنترل کننده های برنامه پذیر (PLC)

مبانی كنترل كننده هاي PLC

كنترل كننده هاي منطقي برنامه پذير عبارتند از: يك سيستم الكترونيكي ديجيتال كه با استفاده از حافظه هاي برنامه پذير مي تواند دستورات مشخصي را ضبط نمايند. PLC به منظور پياده سازي دستورات و توابع مشخصي بر روي ماشينها و فرآيند هاي صنعتي استفاده مي شود. سيستم هاي PLC با توجه به نياز به كنترل كننده هاي ارزان قيمت و انعطاف پذير بوجود آمدند. درابتدا PLC ها به منظور جايگزيني كنترل كننده هاي رله اي طراحي و ساخته شدند . در PLC كنترل فرايندها با نوشتن برنامه هاي مناسب انجام مي گيرد.

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

از لینک زیر می توانید دانلود کنید :

فایل ها برای اینکه حجم آنها پایینتر شود وراحتتر دانلود شوند با فرمت rar یا zip فشرده شده و پسوردگذاری شده اند. پسورد همه فایل های این سایت یکسان است.

برای دریافت پسورد فایل اینجا کلیک کنید

 دانلود کامل پایان نامه اصول و نحوه طراحی یك سیستم كنترلی با استفاده از PLC

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

پایان نامه امنیت و خصوصی سازی RFID
دانلود پایان نامه شبكه نسل آینده
پایان نامه طراحی و ایجاد انباره های داده -نرم افزارهای هوشمند تجاری Oracle9i Warehouse Builder
پایان نامه بررسی سیستم اینترنتی نظرسنجی رشته نرم افزار کامپیوتر
تحقیق:انرژی های نو