انتخاب PLC مناسب برای پروژه

در این مقاله ابتدا به شرح مختصری از اجزای PLC می‌پردازیم، سپس پارامترهایی که باید در انتخاب یک PLC مناسب لحاظ کنیم، را بررسی خواهیم کرد.

انواع PLC از لحاظ شکل ظاهری

PLC ها از لحاظ شکل ظاهری به دو گروه تقسیم می‌شوند:

1. پی‌ال‌سی های کوچک (Compact) که به‌صورت یکپارچه ساخته می‌شوند. در این PLCها، منبع تغذیه ، cpu ، ورودی و خروجی به‌صورت یکپارچه در کنار هم متصل بوده و امکان اضافه یا کم کردن امکاناتی جدید به آن‌ها وجود ندارد.این PLC حافظه محدودی دارند و معمولاً جهت کنترل فرآیندهای ساده استفاده می‌شوند.در این نوع از PLC ها، با خرابی بخشی از PLC و درصورتی‌که نتوان آن را تعمیر کرد، باید یک PLC جدید جایگزین نمود.
2.  نوع دیگر، PLCهای ماژولار می‌باشد، که کلیه بخش‌های PLC مجزا بوده و بسته به نیاز انتخاب و با ترتیب خاصی روی RACK و در داخل شکاف‌ها (SLOTS) نصب می‌گردند. تعمیر و نگهداری در این PLC ها راحت‌تر بوده و تنها بخش معیوب تعویض می‌گردد. همچنین به علت ماژولار بودن PLC، در صورت گسترش پروژه می‌توان با اضافه کردن ماژول‌های جدید، به‌راحتی سیستم کنترلی را نیز گسترش داد.

آنچه ما در این مقاله مدنظر داریم، PLCهای ماژولار است.

اجزای اصلی هر PLC:

1. منبع تغذیه : تأمین‌کننده انرژی مورد نیاز بخش‌های گوناگون PLC می‌باشد. منبع تغذیه، برق AC را به DC تبدیل می‌کند، که این عمل علاوه بر بالا بردن امنیت تابلو برق(جلوگیری از برق‌گرفتگی)، باعث حذف نویز و نوسانات برق AC نیز می‌شود.
2. پردازنده مرکزی (cpu ) : بخش مرکزی ( مغز سیستم) می‌باشد. این قسمت با توجه به برنامه نوشته‌شده در حافظه، با توجه به سیگنال‌های ورودی، تصمیمات لازم را اتخاذ می‌نماید.
3. حافظه (Memory) : در این قسمت برنامه و دیگر اطلاعات ذخیره می‌گردد.
4. پروگرمر : پس از نوشتن برنامه، انتقال آن به حافظه PLC از طریق پروگرمر انجام می‌پذیرد که یا با استفاده از صفحه‌کلید و نمایشگر روی PLC انجام می‌پذیرد یا با استفاده از رایانه و برنامه‌نویسی در محیط‌های مخصوص به این کار
5. واحد ورودی / خروجی: این واحد ارتباط PLC با دنیای خارج را برقرار می‌سازد.

مهم‌ترین مشخصه‌های انتخاب PLC

مهم‌ترین مشخصه‌های انتخاب یک PLC مناسب عبارت‌اند از:

• تعداد ورودی‌ها و خروجی‌ها
• تعداد فلگ‌ها
• تعداد کانترها
• تعداد تایمرها
• نوع فلگ ها و تایمرها
• اندازه حافظه

(هر فلگ یک بیت از حافظه PLC می‌باشد که آن را می‌توان معادل خروجی مجازی دانست. این بیت مانند هر بیت از حافظه می‌تواند دو مقدار «صفر» یا «یک» بگیرد با این تفاوت که فلگ‌ها حافظه‌های موقت هستند. به‌عبارت‌دیگر جهت کوتاه و خلاصه شدن برنامه، می‌توان نتیجه چند “AND” یا “OR” را در یک فلگ ذخیره و در خط‌های گوناگون برنامه از آن استفاده نمود.آدرس‌دهی فلگ‌ها همانند ورودی‌ها و خروجی‌ها است.)
جهت انتخاب یک PLCC مناسب، باید موارد زیر تعیین گردد:

• دقت و سرعت انجام پروژه
• تعداد ورودی و خروجی‌ها
• نوع بار (جریان خروجی و ولتاژ آن)
• نوع اطلاعات ورودی ( دیجیتال / آنالوگ)
• امکان گسترش پروژه در آینده( امکان شبکه شدن)
• نوع تغذیه
• مقیاس و نوع دستگاه

انتخاب CPU

اولین و مهم‌ترین گام در انتخاب PLC و طراحی سیستم، انتخاب CPU مناسب است. آنچه مسلم است، انتخاب صحیح نیاز به چندین بار بررسی و بازنگری دارد لذا توصیه می‌گردد پس از طراحی کل سیستم، مجدد به این مرحله برگردید و از انتخاب صحیح خود مطمئن شوید. انتخاب نادرست CPU یا انتخابی که مبتنی بر آینده‌نگری نباشد مشکلات زیادی را برای سیستم ایجاد خواهد کرد و هزینه‌های زیادی را از این بابت تحمیل خواهد نمود.
فاکتورهای اولیه‌ای انتخاب CPUU :

• تعداد ورودی و خروجی (I/O)
• میزان حافظه
• سرعت پردازش

و به‌طور دقیق‌تر فاکتورهای زیر به آن اضافه می‌گردد:

• تعداد ورودی و خروجی‌های خاص
• تعداد پورت یا کارت شبکه مورد نیاز
• امکان افزایش حافظه
• امکان توسعه یا ارتقا سخت‌افزار سیستم

برای امکان توسعه سیستم در آینده، تعداد ورودی و خروجی‌ها حداقل ۲۰ درصد اضافه در نظر گرفته می‌شود.

انتخاب کارت‌های شبکه:

مدباس(Modbus)، پروفی‌باس (Profibus) و اترنت از مهم‌ترین شبکه‌های مورداستفاده در پی‌ال‌سی‌ها هستند. شبکه اترنت مهم‌ترین شبکه محسوب می‌گردد که متداول‌ترین کاربرد آن جهت مانیتورینگ سیستم می‌باشد. در حال حاضر بیشتر از شبکه اترنت صنعتی برای این منظور استفاده می‌شود که به دلیل پیشرفت‌های زیادی که در تکنولوژی ساخت تجهیزات این شبکه اتفاق افتاده است می‌توان برخلاف گذشته به این شبکه با دیدگاه یک شبکه مطمئن و REAL TIME نگاه کرد، ازاین‌رو علاوه بر مانیتورینگ، در کاربردهای حساس همچون تبادل دیتا بین PLC ها نیز قابل‌استفاده می‌باشد .
پیشنهاد می‌گردد: فضای کافی برای کارت شبکه منظور شود و با توجه به نتایجی که در انتهای طراحی به دست می‌آید می‌توان این مرحله را بازنگری و اصلاح نمود.

انتخاب رک

انتخاب رک معمولاً در PLC های نوع ماژولار مفهوم دارد. این موضوع در دو حالت زیر قابل بررسی است:

1. وقتی سازنده چند نوع رک برای نصب کارت‌ها معرفی کرده باشد که از نظر تعداد اسلات متفاوت باشند .
2. وقتی تعداد کارت‌ها آن‌قدر زیاد باشد که روی یک رک قابل‌نصب نباشند و نیاز به رک اضافی باشد.

در حالت اول، رک مورد نظر متناسب با تعداد کارت‌ها و با در نظر گرفتن حداقل ۲ اسلات رزرو برای آینده انتخاب می‌کنیم
در حالت دوم ابتدا بررسی می‌کنیم که آیا قرار دادن رک اضافی برای I/O ها از نظر فنی اقتصادی بهینه است یا بهتر است از REMOTE I/O استفاده شود.
لازم به ذکر است که برخی سازندگان برای بالا بردن قابلیت اطمینان سیستم امکان نصب دو منبع تغذیه روی یک رک را فراهم ساخته‌اند که در این حالت رک مورداستفاده با رک‌های معمولی متفاوت می‌باشد.

انتخاب منبع تغذیه

گام بعدی انتخاب PLC مناسب، انتخاب منبع‌تغذیه است. برای انتخاب منبع تغذیه مناسب لازم است ولتاژهای قابل‌دسترس برای ورودی‌های PLC و جریان موردنیاز برای خروجی آن با توجه به مصارف ماژول‌ها مشخص گردد. در فاز طراحی، منبع تغذیه آخرین ماژولی است که انتخاب می‌شود . ابتدا باید لیست تمام ماژول‌های موردنیاز را با در نظر گرفتن امکان توسعه سیستم مشخص نمود سپس با توجه به بدترین شرایط منبع تغذیه را تعیین کرد.(بدترین شرایط وضعیتی است که همه خروجی‌های یک ماژول در وضعیت ON (وصل) و همه ورودی‌های یک ماژول ورودی در وضعیت ON (وصل) قرار گیرند). ممکن است در حین کار چنین وضعیتی پیش نیاید ولی بایستی در طراحی دیده شود . به‌عنوان‌مثال اگر کنتاکتور راست‌گرد و چپ‌گرد موتور به دو خروجی ماژول PLC متصل هستند بدیهی است که هیچ‌گاه این دو خروجی هم‌زمان فعال نخواهد بود، بااین‌وجود با توجه به‌احتمال تغییر سیم‌کشی و جابه‌جایی کانال‌ها بایستی فرض کرد که تمام کانال‌های کارت به‌طور هم‌زمان فعال شوند .

انتخاب تابلو PLC

1. نصب تابلو بایستی در موقعیتی باشد که درهای آن بتوانند به‌طور کامل برای دسترسی‌های لازم باز شود.
2. عمق تابلو به صورتی باشد که پس از بسته شدن در فاصله کافی بین آن و قطعات داخل تابلو وجود داشته باشد
3.  تابلو بایستی مجهز به کلید قطع اضطراری باشد این کلید در نقطه‌ای روی درب تابلو نصب می‌شود که دسترسی به آن آسان باشد.
4. تابلو در فاصله مناسب نسبت به تجهیزات تولیدکننده نویز نصب شود. ازجمله این تجهیزات می‌توان به دستگاه‌های جوشکاری کوره‌های القایی و درایوها و موتورهای بزرگ اشاره کرد .
5.  موقعیت نصب تابلو دارای لرزش بیش‌ازحد مشخص‌شده توسط سازنده نباشد.
6.  سیستم خنک‌کنندگی تابلو به صورتی باشد که دمای داخل آن از ماکزیمم حد مجاز که معمولاً ۶۰ درجه است فراتر نرود.

کدام برند plc مناسب‌تر است؟

شخصی را در نظر بگیرید که مالک خودرویی است، که برند آن در ایران زیاد مورداستفاده قرار نمی‌گیرد. بنابراین این شخص برای تأمین قطعات و سرویس خودروی خود مشکلاتی خواهد داشت، چون مکانیک‌های زیادی برای تعمیر وجود ندارد و حتی قطعات آن به‌راحتی در دسترس نیست یا  قیمت زیادی دارند. در مورد PLCها نیز همین مورد صادق است. در ایران و مخصوصاً در پروژه‌های بزرگ برند زیمنس حرف اول را میزند و ازاین‌رو تعداد متخصصان و برنامه نویسان و قطعات آن زیاد است. پس از زیمنس، دلتا قرار دارد و برندهایی نظیر فتک، اشنایدر و …. در رتبه‌های بعدی هستند. لذا لازم است که حتماً برنامه‌نویسی دو برند زیمنس و دلتا را بلد باشید و تلاش کنید که در پروژه‌های خود از این دو برند استفاده کنید.

البته در سال‌های اخیر برندهای ایرانی نیز در این زمینه فعال‌شده‌اند که می‌توانید با خیال راحت از این نمونه‌ها استفاده کنید.

در این مقاله تلاش کردیم تا به‌صورت خلاصه نکاتی که برای انتخاب PLC مناسب، باید مدنظر قرار گیرد را لیست کنیم. خوشحال میشیم که نظرات شما را در بخش کامنت داشته باشیم .