مقاله در مورد پایان نامه PLC

سپاس گذاري:
از همكاري صميمانه و بي دريغ مهندسين واحد تعميرات برق قسمت پرس 3 شركت ايران خودروآقايان:
مهندس رحماني
مهندس خليلي
مهندس غلامي
و ساير مهندسين كه در واحد تعميرات برق و مكانيك با زحمات بي منت خود مرا ياري دادند كمال
تشكر را دارم
تقديم به:
پدر و مادر و همسر عزيزم
“آنان كه قلم از ستايش مهرشان عاجز است”
فهرست مطالب
عنوان صفحه
خلاصه:
Plc مخفف عبارت programming logic control ميباشد.اين سيستم وسيله اياست كه متناسب بابرنامه اي كه دريافت ميكند وظيفه اي خاص را اجرا ميكند به عبارت ديگر plc نوعي كامپيوتر است كه برنامه اي خاص را اجرا ميكند .
با ظهور plc تجهيزات و قطعات استفاده شده در كنترل فرايند هاي صنعتي و خطوط توليد تغيير نموده و مدار هاي رله كنتاكتوري و سخت افزاري حالت جامد كم كم جاي خود را به كنترل كننده هاي قابل برنامه ريزي يعني plc دادند .
امروزه در طراحي كنترل كننده خطوط توليد و فرايند هاي صنعتي استفاده از مدار هاي رله كنتاكتوري منسوخ گرديده و در اگثر كارخانه ها و مراكز صنعتي از سيستم plc اسنفاده ميشود.
بدون ترديد plc مهمترين و پر كاربرد ترين وسيله اتوماسيون در صنايع مدرن امروزي است .
در ماشين ها و خطوط توليد جديد كمتر موردي را ميتوان يافت كه از كنترل كننده هاي منطقي قابل برنامه ريزي استفاده نشده باشد .
در حقيقت اين وسيله بسيار قابل انعطاف كه خود يك كنترل كننده كامل است به عنوان قطعه اي برنامه ريز در صنايع گوناگون كاربرد وسيعي يافته است به گونه اي كه با پيشرفت تكنولوژي و حضور اتوماسيون در عرصه صنعت در طراحي كنترل كننده ها و مدار هاي فرمان خطوط توليد و فرايند هاي صنعتي استفاده از مدارهاي فرمان قديمي منسوخ گرديده و در اكثر مراكز صنعتي از كنترل كننده ها ي منطقي قابل برنامه ريزي استفاده ميگردد.
پيشگفتار:
قرن بيستم قرني است گسترده بين دو انقلاب .انقلابي در آغاز قرن و انقلابي در پايان آن .انقلاب اغازين ظهور توليد انبوه و پايان گرفتن عصر توليد دستي و انقلاب پاياني همانا ظهور توليد ناب و خاتمه يافتن توليد انبوه است . اكنون جهان در استانه عصر جديد به سر ميبرد عصري كه
در ان دگرگوني شيوه هاي توليد مصنوعات و ساخته هاي بشر چهره زندگي را يكسره دگرگون خواهد كرد .
امروزه با رشد شگفت آور دانش فني بشر و افزايش تعداد توليد كنندگان مناطق مختلف جهان سهم بيشتر بازار هاي جهان از ان كشور ها و شركت هاي است كه در خصوص كيفيت نواوري و تنوع محصول و… حرف هاي تازه اي را براي گفتن دارند . اكنون توليد كنندگاني در جهان ظهور كرده اند كه ميتوانند با نيمي از نيروي كار و سرمايه و ميزان مهندسي و مكان وزمان كه براي توليد كنندگان انبوه قديمي لازم است محصولاتي به جهان عرضه كنند كه از نظر كيفيت و جنبه هاي نواورانه بسي برتر باشد .اكنون ديگر ان انبوه سازان كه زماني الگو و قبله آمال ديگر توليد كنندگان بودند پس از دهها سال سروري به غير از عقب نشيني و از دست ندادن سهم بازار خود و يا تغيير كلي شيو هاي خود راه ديگري ندارند بنابراين جا دارد كه بپرسيم توليد كنندگان محصولات برتر چگونه توانسته اند در مقابل توليد كنندگان انبوه قديمي با وجود يك قرن تجربه در ساخت توليد و تجارت اين ميان قد علم كنند و با نيمي از سرمايه و نيروي فكري و كاري آنها و بهروري و كيفيت خود را چنين ارتقا بخشند ؟
امروزه صنعت كشور بيش از هر چيز نيازمند نو سازي و به كار گيري نگرش هاي نوين صنعتي ميباشد روش هاي كهنه و مرسوم در صنعت كشور كاهش بهروري و افت كيفيت را به ارمغان آورد ه است و اين در حالي است كه مرز هاي صنعت به سرعت در حال گسترش است و اصرار بر روش هاي سنتي فاصله ايران را با دنياي صنعتي افزايش خواهد داد . از طرف ديگر ورود صنعت بدون دانش فني چيزي از اين فاصله نخواهد كاست . اكنون اگر چه صنعت ايران گام هايي به سوي توسعه استفاده از اتوماسيون و سيستم هاي مديريت صنعتي متكي براين دانش برداشته است اما متاسفانه انتقال دانش فني در اين عرصه با كندي صورت ميگيرد .
مقدمه:
امروزه با پديدار شدن ريز پردازنده ها و پيشرفت فن اوري حالت جامد در عرصه علم و تكنولوژي كه بي شك ان را ميتوان بزرگترين پديده در علم الكترونيك دانست چهره محيط هاي صنعتي به كلي دگرگون شده است .
Plc نيز مولود اين پديده يعني ظهور ريز پردازنده ها بوده است .بدن ترديد plc مهمترين و پر كاربرد ترين وسيله اتوماسيون در صنايع مدرن امروزي است در ماشين ها و خطوط توليد جديد كمتر موردي را ميتوان يافت كه از كنترل كننده هاي منطقي قابل برنامه ريزي استفاده نشده باشد در حقيقت اين وسيله بسيار قابل انعطاف كه خود يك كنترل كننده كامل است به عنوان قطعه اي برنامه پذير كاربرد وسيعي يافته است به گونه اي كه با پيشرفت تكنولوژي و حضور اتوماسبون در عرصه صنعت در طراحي كنترل كننده ها و مدارات فرمان خطوط توليد و فرايند هاي صنعتي استفاده از مدارات فرمان قديمي منسخ گرديده و در اكثر مراكز صنعتي از كنترل كننده هاي منطقي قابل برنامه ريزي استفاده ميگردد.
اكنون براي توجه بيشتر به تفاوت ها و مزاياي plc نسبت به مدارات كنتاكتوري موارد زير را بر ميشماريم :
استفاده از plc موجب كاهش حجم تابلوي فرمان ميگردد
استفاده از plc مخصوصا در فرايند هاي عظيم موجب صرفه جويي قابل تئجهي در هزينه لوازم و قطعات ميشود
Plc استهلاك مكانيكي ندارد بنابراين علاوه بر عمر بيشتر نيازي به تعميرات و سرويس هاي دوره اي نخواهد داشت
Plc انرژي كمتري مصرف ميكند
Plc ها بر خلاف مدارات رله كنتاكتوري نويز الكتريكي و صوتي ايجاد نمي كند
استفاده از plc منحصر به يك پروسه و فرايند خاصي نيست و با تغييراتي كه در برنامه ميتوان به اساني از ان براي كنترل پروسه هاي ديگر استفاده كرد
طراحي و اجراي مدارات كنترل و فرمان با استفاده از plc بسيار سريع و اسان است
براي عيب يابي مدارات كنتاكتوري الگوريتم و روش خاصي نداريم اما در عيب يابي مدارات plc براحتي با تغييرات در نرم افزار و simoulation كردن ان ميتوان عيب
يابي كرد
كاربرد هاي plc در صنايع مختلف :
امروزه كاربرد هاي فراواني از plc در پروسه هاي مختلف صنعتي به چشم ميخورد كه خود نشانگر اهميت فراوان plc در صنعت است . از جمله اين استفاده ها ميتوان به موارد زير اشاره كرد :
صنايع اتومبيل سازي شامل سوراخ كاري و پاشش رنگ و حمل موتور lift,drop
صنايع پلاستيك سازي شامل ذوب قالب گيري و دمش هوا
صنايع سنگين شامل كوره هاي صنعتي كنترل دماي اتوماتيك
صنايع شيميايي شامل دستگاه هاي مخلوط شيميايي
خدمات ساختماني شامل آسانسور تهويه هواو…
سيستم هاي حمل و نقل شامل سيستم كانوايرو…
شرح مختصري بر رساله:
Plc سيستمي است كه متناسب با برنامه اي كه دريافت ميكند وظيفه اي خاص را انجام ميدهد امروزه دز طراحي كنترل كننده هاي خطوط توليد و فرايند هاي صنعتي از ان استفاده ميشود به عنوان مثال در سالن پرس 3 ايران خودرواتوماسيون خط شولر ساخت شركت زيمنس و از نوع s7 و مدل cpu416-2dp كه از پيشرفته ترين نوع plc هابشمار ميرود مورد استفاده قرار گرفته است
PLC در يك نگاه:
programmable logic controller :PLC كه با نام programmable controller نيز شناخته مي شودكنترل كننده برنامه پذيري است كه از خانواده كامپيوتر ها بشمار مي آيد .اين كنترل كننده كه عمدتا در مقاصد صنعتي بكار مي رود ورودي ها را مي گيرد و بر اساس برنامه اي كه در حافظه آن نوشته شده خروجي هايلازم را براي ماشين يا فرايندي كه تحت كنترل آن است صادر مي نما يد .
بنا بر اين در نگاه اول PLC از سه قسمت اصلي يعني مدول هاي ورودي ،CPUو مدول هاي خروجي تشكيل شده است. مدول ورودي سيگنالهاي متنوع ديجيتال يا آنالوگ را ازF IELD قبول ميكند و سپس آنها را به سيگنال هاي منطقي (0و1)كه براي CPU قابل پردازش باشد تبديل مي نمايد .CPUمطابق با برنامه اي كه قبلا كاربر در حافظه آن ذخيره كرده است دستورات كنترلي را اجرا كرده و خروجي لازم را بصورتسيگنال هاي منطقي به مدول هاي خارجي مي فرستد .اين مدول ها سيگنال هاي مذبور را به فرم ديجيتال يا با تبديل به آنالوگ به تجهيزات FIELD مانند عملگر ها (ACTUATOR ) ارسال مي نمايد .
قبل از اينكه PLC در صنعت مورد استفاده قرار گيرد مدار هاي كنترلي كاملا سخت افزاري بودند اين مدارهاي بر اساس رله ها طراحي و سپس سيم بندي مي شدند .بزرگترين عيب اين روش آن بود كه كوچكترين تغييري در سيستم كنترل مستلزم تغيير سخت افزار و سيم كشي بود كه علاوه بر هزينه زياد زمان زيادي را نيز براي اجرا نياز داشت بعلاوهدر هنگام بروز خطا كار عيب يابي اين مدار ها چندان ساده نبود.
سيستم جديد يعني PLC مسايل فوق را به همراه نداشت .به سادگي قابل برنامه ريزي بود و تغييردر سيستم كنترل با تغيير در نرم افزار بر نامه كنترل بسهولت امكان پذير مي شد .
مزيتهاي قوق همراه با مزاياي ديگر ي چون كوچكترشدن ابعاد سيستم كنترل ،عيب يابي سريعتر ،خرابي كمتر توانايي اجراي فانكشنهاي پيچيده ،توانايي تبادل اطلاعات با سيستم هاي ديگرو….موجب شد كه مدارهاي رله اي بسرعت ميدان را براي حضور PLC خالي كنند .
اولين PLC ها در سال 1968ساخته شدند در دهه 70 قابليت برقراري ارتباط به آنهااضافه شد در دهه 80 پروتكل هاي ارتباطي استاندارد شد و بلاخره در دهه90 استاندارد زبانهاي برنامه نويسيPLC يعني استاندارد IEC1131 ارائه گرديد
استانداردIEC1131
در سال 1979 يك گروه متخصص در IECكار بررسي جامع PLCها را شامل سخت افزار ،برنامه نويسي و ارتباطات بر عهده گرفت .هدف اين گروه تدوين روش هاي استانداردي بود كه موارد فوق را پو شش دهد و توسط سازندگان PLCبكار گرفته شود .اين كار حدود 12 سال بطول انجاميدو نهايتا پس ازبحث هاي موافق و مخالفي كه انجام شد استانداردIEC1131شكل گرفت و جنبه هاي مختلف اين وسيله از طراحي سخت افزار گرفته تا نصب ،تست ،برنامه ريزي و ارتباطات آن را زير پوشش قرار اد.
PLC هاي مختلف زيمنس
در طبقه بندي محصولات زيمنس PLC هادر زير مجموعهمحصولات SIMATIC قرار مي گيرند .برخي از آنها بصورت COMPACTطراحي و ساخته شده اند به اين معنا كه منبع تغذيه وcpu ومدول هاي ورودي و خروجي بصورت يك پارچه در كنار هم بيكديگر متصل هستند و يك واحد تلقي مي شوند و بر خي ديگر به صورت مدولار هستند كه بر خلاف نوع compact كاربر ميتواند مدول هاي دلخواه از آن خانواده را بسته به نياز خود انتخاب و در كنار هم قرار دهد .plc هاي زيمنس را ميتوان به پنج خانواده زير تقسيم كرد
Simatic s5
اين plcها كه نسبتا قديمي هستند انواع مختلف دارند برخي مانند s5-95u به صورت compact بوده و
حوزه عملكرد محدود دارند .برخي ديگر مانند s5-100u وs5-115 مدولار بوده و براي سيستم هاي كنترلي با ابعاد متوسط بكار مي روند براي حوزه هاي عملكرد وسيع plc هاي د يگري با نام هاي s5-135u وs5-155u از اين خانواده عرضه شده اند . برنامه نويسي plcهاي فوق با نرم افزار step5 انجام ميگيرد .
Simatic s7
اين plcها بعد از s5 عرضه شده اند و خود به سه خانواده مختلف تقسيم مي شوندs7-200بصورت compact بوده و براي سيستم هاي كنترلي كوچك بكار مي رود . s7-300 مدولار است و عملكرد متو سط دارد s7-400 نيز مدولار است ولي مي تواند حوزه عملكرد وسيع داشته باشد . اين plc ها با نرم افزار step7 برنامه نويسي و پيكر بندي مي شوند .
Logo!logic modules
كنترل كننده ساده و ارزان قيمتي است كه براي كار هاي كنترلي كوچك (مانند ساختمان ها يا ماشين هاي كوچك )كاربرد دارد.اين plcبصورت compact است و برنامه ريزي آن توسط كليد هاي روي آن انجام مي شود .براي برنامه ريزي از طريق كامپيوتر بايد نرم افزار logo !softcompactنصب گردد.
Simatic c7
C7 تركيبي است از s7-300 و oprator control علاوه بر اينكه كار كنترلي را انجام مي دهد بر روي نمايشگر آن ميتوان پيغام ها ،رخدادها ،مقادير مرتبط با فرايند را ديد و فانكشن هايي را نيز توسط صفحه كليد روي آن اعمال نمود. C7 كمپكت بوده و انواع مختلفي دارد كه توانايي آنها با هم متفاوت است
براي برنامه نويسي اين plc ها بايد علاوه بر step7 نرم افزار protocol نيز روي كامپيوتر نصب شود
Simatic505
سري 505 كه خود انواع مختلفي دارد براي كاربرد در حوزه هاي كوچك و متوسط طراحي شده است همه اعضاي اين خانواده به صورت compact عرضه مي شوند و برنامه نويسي انها با نرم افزار texas instruments مي باشد .
خانواده s7
s7-20
يك micro plc ارزان قيمت است .مي تواند براي مقاصد ساده تا نسبتا پيچيده كنترلي بكار رود . نصب برنامه نويسي ،و كار با آن ساده است . بصورت compact عرضه مي شود وi/o هاي آن
on-bord است .انواع مختلفي دارد و در برخي انواع آن مي توان مدول اضافي نيز در كنار cpu قرار داد . برنامه نويسي آن با نرم افزار step7-micro/win انجام مي شود .
S7-300
يك mini plc است .حوزه عملكرد آن متوسط است مدولار است مدول هاي آن تنوع زياد دارد بسهولت قابل توسعه است بر نامه نويسي آن با step7 انجام مي شود
s7-300f
براي سيستم هاي كه نياز به ايمني زياد دارند يا اصطلاحا fail-safe هستند طراحي شده است پايه آن s7-300 است در انتهاي كدcpuحرف fمعرف اين نوع است مانند cpu315f
S7-300c
شبيه s7-300 است با اين تفاوت كه cpu همراه با مدول ديگري مانند ورودي خروجي بصورت compact عرضه شده است در انتهاي كد cpu حرف c معرف اين نوع است مانند cpu314c 0
S7-400
حوزه عملكرد وسيع دارد مدولار است حجم زيادي از سيگنال ها را مي تواند پو شش دهد براحتي قابل توسعه است در مقايسه با s7-300 سرعت پردازش بالاتر ،حافظه بيشتر و امكانات وسيعتري را داراست
برنامه نويسي آن با s7 انجام ميشود
S7-400h
` پايه ان همان s7است ولي در جائي كه high availability مورد نياز است بكار مي رود مانند جائي كه هزينه راه اندازي مجدد سيستم پس از رفع عيب بالا است پروسه اي كه اگر متوقف شود منجر به خسارت زياد مي شود جائي كه بهره برداري از پروسه بدون مانيتورينگ و با حداقل پرسنل تعميراتي انجام مي شود .
S7-400fh
پايه آن s7-400 است توانائي هاي s7-400h را دارا است توانائي هاي f-system رادارا است يعني براي كاربرد هائي كه درجه ايمني بالائي دارند نيز متناسب است
S7 و نسخه هاي مختلف آن :
در نگاه اول نرم افزار s7 را بايد به دو نوع زير تقيسم نمود:
s7-micro win كه براي plc هاي s7-200 بكار مي رود
2. s7 كه برايs7-300.s7-400- و همچنين c7 بكار مي رود.
مورد دوم يعني s7 نسخه هاي مختلفي دارد كه آخرين انها نسخه step7 v5.3 مي باشد از مارس 2004 عرضه شده است و تفاوت هاي مختصري با نسخه قبلي ان يعني نسخه 5.2 دارد
Step7(5.2) از دسامبر 2002 به بازار آمد و جايگزين نسخه قبلي يعني s7 v5.1 گرديد به طور كلي آين نرم افزار قادر به انجام امور زير روي كنترل كننده ها و متعلقات انها ميباشد:
پيكر بندي سخت افزار و تنظيم پارامتر هاي ان
-پيكر بندي و تنظيم ارتباطات(شبكه)
-برنامه نويسي
-تست وراه اندازي و عيب يابي
ارشيو سازي
در v5.2 نسبت به نسخه قبلي امكانات جديد تري اضافه شده است كه از مهمترين انها مي توان امكان پيكر بندي سخت افزار در مد كاري run يا اصطلاحا(configuration in run) cir را نام برده در فرايند هاي پيوسته كه هيچ توفيقي نبايد ايجاد شود توسط اين قابليت ميتوان در مد run پيكر بندي سخت افزار را تغيير داد مثلا يك مدول جديد اضافه كرد در اين حال وقفه اي كه به پروسه داده مي شود كمتر از يك ثانيه خواهد بود و در طول اين مدت ورودي ها و خروجي

فایل : 81 صفحه

فرمت : Word