شروع کار با لوگو ۸

این مقاله، اولین مقاله از سلسله مقالات آموزش لوگو ۸ می‌باشد. سرفصل‌ها در این دوره به نحوی ارائه گردیده تا عزیزانی که هیچ آشنایی با اتوماسیون ندارند، نیز بتوانند در پایان دوره برنامه‌نویسی لوگو را به‌خوبی انجام دهند. کلیه مطالب این دوره در قالب ویدیوهای فارسی و PDF و رایگان می‌باشد. برای شروع برنامه‌نویسی با لوگو ابتدا لازمست تا با امکانات و سخت‌افزار این کوچولوی کاربردی آشنا بشیم:

جایگاه مینی پی‌ال‌سی در صنعت

در صنعت مینی پی‌ال‌سی های گوناگونی با اسامی مختلف تولید می‌شوند که با مقایسه کلی آن‌ها درمی‌یابیم که تقریباً همه آن‌ها ساختمان یکسانی دارند و تنها تفاوت آن‌ها در شکل ظاهری و نحوه برنامه‌ریزی آن‌هاست.(توجه نمایید که ساختار برنامه‌نویسی پی‌ال‌سی‌ها بسیار به یکدیگر شبیه هستند و نحوه انتقال برنامه نوشته به حافظه پی‌ال‌سی – پروگرم – در برندهای مختلف با یکدیگر متفاوت است. در آینده نزدیک بیشتر دراین‌باره صحبت می‌کنیم). در جدول زیر نام تعدادی از سازندگان به همراه نام مینی پی‌ال‌سی تولیدی آن‌ها را مشاهده می‌نمایید:

شرکت سازنده –> نام مینی پی‌ال‌سی

زیمنس (Siemens) –> لوگو – LOGO!

OMRON –> زن-ZEN

میتسوبیشی (Mitsubishi) –> آلفا – Alpha

مولر (Moeller) –> ایسی-Easy

اشنایدر (Schneider) –> زیلو -Zelio

Theben –> فاراوو-Pharao

از دیدگاه تقسیم‌بندی، مینی پی‌ال‌سی‌ها کوچک‌ترین محصول، سازندگان پی‌ال‌سی می‌باشد که با هدف کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در تابلوهای برق تولید شدند. مزایای پی‌ال‌سی‌ها عبارت‌اند از:

• کوچک‌تر شدن و کاهش حجم سیم‌کشی نسبت به تابلوهای کنتاکتوری
• تعمیر و نگهداری ساده‌تر( عیب‌یابی سریع‌تر)
• امکان تغییر پروسه کنترل با توجه به امکان تغییر برنامه
• کاهش سروصدا در تابلو و خرابی کمتر با توجه به حذف کنتاکتور
• توانایی کنترل پروسه‌های کنترلی پیچیده‌تر

مینی پی‌ال‌سی‌ها با توجه به ابعاد کوچک آن‌ها و عدم امکان گسترش سخت‌افزاری آن‌ها (اضافه کردن امکانات جدید) معمولاً در کنترل فرآیندها و سیستم‌های کوچک نظیر کنترل موتورخانه‌ها، کنترل چیلرها و سیستم‌های تهویه مطبوع،کنترل آسانسور، کنترل شرایط محیطی سالن‌های پرورش قارچ و طیور(مرغ و بلدرچین و …) یا به‌طورکلی سیستم‌های هوشمند سازی (BMS) کاربرد دارند.

ساختمان پی‌ال‌سی لوگو

Plc مخفف Programmable Logic Controller به معنای کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه پذیر می‌باشد و بر مبنای مدار منطقی (صفر و یک) طراحی‌شده‌اند. لوگو یک Mini PLC ساخت شرکت زیمنس بوده که از آن می‌توان در کنترل فرآیندهای کوچک استفاده نمود.در تصویر زیر بخش‌های مختلف یک سیستم اتوماسیون کوچک متشکل از یک LOGO!  کامپکت و یک نمایشگر را ملاحظه می‌نمایید.

قسمت های مختلف LOGO!

لوگو از بخش‌های سخت‌افزاری کمی به نسبت دیگر PLC ها تشکیل‌شده است و تنها شامل ماژول اصلی، کارت‌های افزایشی، ماژول تغذیه و قطعات جانبی می‌گردد و به همین علت آن را در دسته مینی PLC ها قرار داده‌اند.

۱.ماژول اصلی: این بخش ترکیب پردازنده مرکزی و بخش ورودی‌ها و خروجی‌ها می‌باشد. پردازنده مرکزی که در اصل مغز سیستم بوده و وظیفه پردازش سیگنال‌های ورودی و کنترل خروجی‌ها را بر عهده دارد. لازم به ذکر است که در برخی مدل‌ها، این بخش دارای صفحه‌نمایش و کلیدهای کنترلی نیز می‌باشد(کلیدهای کنترلی، کلیدهایی روی پی‌ال‌سی می‌باشد که مهم‌ترین کاربرد آن‌ها، نوشتن برنامه داخل پی‌ال‌سی می‌باشد). ورودی‌ها داده‌های موردنیاز را از دنیای بیرون گرفته و به CPU ارسال می‌کنند، CPU نیز پس از پردازش این اطلاعات، تصمیم‌های موردنیاز را اتخاذ و از طریق خروجی‌ها به دنیای خارج ارسال می‌نماید. در حالت کلی دو نوع ورودی و خروجی، آنالوگ و دیجیتال وجود دارد، همچنین خروجی‌ها در دو مدل رله‌ای یا ترانزیستوری تولید می‌گردند.

توجه: با توجه به عدم امکان تعویض بخش ورودی‌ها و خروجی‌ها در ماژول اصلی، تمهیدات لازم جهت حفاظت از این قسمت‌ها انجام گیرد. استفاده از رله، دیود، فیوز و دیگر تجهیزات حفاظتی یا ایزولاتور ها می‌تواند علاوه بر افزایش طول عمر PLC باعث راحتی و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری گردد.

۲.کارت‌های افزایشی (Expansion Card): در برخی از مدل‌های لوگو، امکان افزایش تعداد ورودی‌ها و خروجی‌ها یا اضافه کردن کارت شبکه با استفاده از کارت‌های افزایشی (Expansion) وجود دارد.

۳.ماژول تغذیه : این بخش وظیفه تأمین تغذیه بخش‌های مختلف لوگو را بر عهده دارد. تغذیه لوگوها بسته به مدل می تواند ۱۲VDC ، ۲۴VCD/AC یا ۱۱۵ … ۲۴۰ VAC باشد.

۴.کارت حافظه: کارت‌های حافظه در LOGO! در ۲نوع تولید می‌گردد که هر دو توانایی حفظ برنامه در هنگام قطع شدن برق را دارا هستند. رنگ بدنه معرف کارکرد آن‌ها می‌باشد.کارت حافظه زرد رنگ، قابلیت خواندن/نوشتن را داراست و کارت حافظه قرمز رنگ، تنها امکان خواندن برنامه از روی آن وجود دارد.

۵.کابل ارتباطی: جهت برنامه‌ریزی مدل‌های قدیمی‌تر از لوگو۸،، نیاز به یک کابل رابط می‌باشد، این کابل به پورت سریال رایانه متصل می‌شود که البته از طریق مبدل‌های سریال به USB می‌توان به پورت سریال متصل نمود. هم‌اکنون کابل رابط USB نیز در بازار یافت می‌شود. در مدل‌های جدید لوگو مانند لوگو۸، از کابل شبکه (LAN) برای ارتباط با لوگو استفاده می‌شود.

انتخاب لوگو مناسب برای پروژه:

هر یک از بخش‌های مختلف لوگو، که در بالا معرفی گردید، می‌تواند یک پارامتر انتخابی برای شما باشد. تعداد ورودی‌ها و نوع آن‌ها در پروژه ( شامل میکرو سویچها، کلیدها، سنسورها و …..) و تعداد خروجی‌ها ( شیرهای برقی و ولوها، موتورها و …) تعیین‌کننده تعداد ورودی‌ها و خروجی‌ها هستند. همچنین نوع و ولتاژ تغذیه در دسترس داخل تابلو، تعیین‌کننده بخش تغذیه پی‌ال‌سی شما می‌باشد و در نهایت نیاز به امکانات جانبی، نظیر امکان شبکه شدن یا تمایل شما به نوع برنامه‌نویسی ( از طریق کلیدها روی لوگو، یا برنامه‌نویسی داخل یارانه) تعیین‌کننده بخش‌های دیگر می‌باشد.

توجه: در انتخاب تعداد ورودی‌ها و خروجی همیشه تلاش نمایید، که یک مدل‌بالاتر با تعداد ورودی و خروجی بیشتر نسبت به نیاز فعلی انتخاب نمایید.

بررسی امکانات لوگو ۸

زیمنس با هوشمندی بالای خود بار دیگر توانست محصولی منطبق بر نیازهای روز مشتری خود تولید نماید لوگو ۸ خوش‌دست، زیبا و کوچک  با صفحه‌نمایش جدید، امکان اتصال به شبکه اترنت را نیز داراست. همچنین اپلیکیشن وب سرور لوگو زیمنس همه‌چیز را بسیار ساده کرده است. یکی دیگر از ویژگی‌های این نسل جدید امکان ارتباط با شبکه موبایل و همچنین ماژولی جهت پیاده‌سازی پروژه‌های هوشمند سازی می‌باشد، که در میان مینی PLC ها یک نوآوری محسوب می‌گردد. لوگو به علت کوچکی، نصب راحت، سیم‌کشی کم و برنامه‌نویسی ساده  مدت‌ها به‌عنوان ماژول هوشمند منطقی برای اجرای پروژه‌های اتوماسیون کوچک شناخته‌شده است.

امکانات جدید در نرم افزار LOGO! Soft Comfort

سال‌هاست که لوگو سافت کامفورت، ساده‌ترین و سریع‌ترین نرم‌افزار جهت ایجاد برنامه، شبیه‌سازی پروژه، و سندسازی به شمار می‌رود. بلوک‌های توابع استاندارد بوده و برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌کنند. طراحی کاربر دوستانه نرم‌افزار هنوز هم در بازار بی‌رقیب بوده و یکی از اصلی‌ترین علل استفاده از لوگو در میلیون‌ها مشتری می‌باشد که در نسخه جدید بهتر نیز شده است. امکانات و توابع اتصال به شبکه، آرایش خودکار ارتباط با نمایش در تصویر شبکه، توانایی باز کردن سه برنامه در یک‌زمان و استفاده از  قابلیت کشیدن و رها کردن (Drag & Drop) برای انتقال راحت سیگنال از یک برنامه به دیگری، تنها چند مورد از امکانات متعدد و جدید  LOGO! Soft Comfort 8 می‌باشد. نسخه‌های مختلف این نرم‌افزار را می‌توانید از لینک زیر دانلود نمایید:

[irp posts=”15751″ name=”کامل‌ترین مرجع نرم‌افزار و آموزش لوگو”]

برخی از کاربردهای لوگو

• ایده آل برای اجرا و پیاده‌سازی پروژه‌های اتوماسیون ساده در صنعت، ساختمان‌ها و کاربردهای خاص
• در زیرساخت، لوگو را می‌توان در سیستم تهویه سرمایش و گرمایش، کنترل نور و آبیاری
• در تجهیزات نظارتی مانند سیستم‌های هشدار دهی و کنترل مقادیر بحرانی و مهم به کار برد
• در صنعت، لوگو در تجهیزات حمل‌ونقل، از نوارهای نقاله گرفته تا تغذیه‌های خودکار
• در زمینه‌های خاصی مانند پانل‌های خورشیدی، تابلوهای علائم ترافیکی، در کنترل ماشین‌ها، پمپ‌ها، نصب فیلترها

در ویدیوی زیر بخش‌های گوناگون این اعجوبه کوچک را معرفی کرده‌ایم:

چگونگی نصب و سیم بندی لوگو

همچنین در مقاله ” آموزش نصب و سیم بندی لوگو ” به تفضیل در مورد نکات، بایدها و نبایدها در سیم‌بندی لوگو صحبت کرده ایم.

معرفی سخت افزار لوگو

مقدمات برنامه‌نویسی لوگو

برنامه‌نویسی در PLC ها بر اساس مدارهای منطقی (دیجیتال) صفر و یک هست.( با توجه به اینکه ورودی و خروجی اکثر PLC ها ۲۴ ولت است، لذا منظور از یک دیجیتال ولتاژ بین ۱۸ الی ۲۴ ولت و منظور از صفر دیجیتال ولتاژ بین ۰ الی ۳ ولت است) توجه: در ادامه این جلسه منظور از ” یک شدن “، فعال شدن و منظور از “صفر دن” غیرفعال شدن می باشد. برنامه‌ریزی در لوگو به دو طریق امکان‌پذیر می‌باشد: * Local : از طریق کلیدهای روی PLC * از طریق نرم‌افزار  LOGO! Soft comfort و از طریق کابل مربوطه

سیگنال دیجیتال و آنالوگ

سیگنال دیجیتال در توصیف ساده به شکل صفر و یک می باشد ( صفر، همان صفر تغذیه و یک، یک دیجیتال است که می تواند ۵ ولت، ۱۲ یا ۲۴ ولت باشد) که شامل تجهیزاتی است که به صورت بلی و نه ( دو وضعیتی) کار می کنند مانند میکرو سویچ ها، رله ها، کلید ها (Push button).
آنالوگ سیگنال چند وضعیتی است، مانند سنسورهایی که خروجی آنها جریان ۴ تا ۲۰ میلی آمپر است ( یعنی خروجی این سنسور می تواند هریک از جریان های مابین ۴ تا ۲۰ یعنی ۴، ۴٫۲ ، ۵٫۶، ۱۰ ، ۱۲٫۷ و …. تا ۲۰ باشد). در سیگنال آنالوگ بین حداقل و حداکثر یک پیوستگی وجود دارد ولی در سیگنال دیجیتال تغییر وضعیت از ۰% به ۱۰۰% است و بالعکس.

در نمودار های زیر شکل موج سیگنال های آنالوگ(سمت چپ) و دیجیتال(سمت راست) را ملاحظه می فرمایید:

در هنگام خرید کارت های آنالوگ، با مفهومی روبرو می شوید بنام “دقت” یا “نرخ نمونه برداری” که بر حسب تعداد بیت مطرح می شود.
بعنوان مثال ممکن است فروشنده بگوید این مدل دقت آن ۸ بیت است و آن مدل ۱۰ بیت. همانطور که عنوان گردید، پی‌ال‌سی ها به صورت مدارهای منطقی صفر و یک کار می کنند و ولتاژی مانند ۲٫۴ ولت که نه صفر است و نه یک، برای آنها بی معنی است. برای اینکه بتوان مقادیر آنالوگ را نیز توسط پی‌ال‌سی قرائت نمود، نیاز به واحدی بنام مبدل آنالوگ به دیجیتال است. وظیفه این واحد نمونه برداری متوالی از سیگنال آنالوگ و تبدیل آن به اعداد دیجیتال است. یعنی در دقت ۸ بیت، به تعداد ۲ به توان ۸ بار (۲۵۶ بار) در واحد زمان از سیگنال نمونه برداری و تبدیل به اعداد ۰ تا ۲۵۶ می شود. در دقت ۱۰ بیت نیز، به تعداد ۲ به توان ۱۰ یعنی ۱۰۲۴ بار نمونه برداری شده و سیگنال آنالوگ تبدیل به اعداد ۰ تا ۱۰۲۴ می شود.( مشاهده می فرمایید که افزایش دوبیت دقت، باعث افزایش نزدیک به ۴ برابری دقت تبدیل شده است. دقت کارت ۱۶ بیت، ۶۴ برابر کارت ۱۰ بیتی است!!!!)

دسته‌بندی توابع:

• constant: این توابع شامل اتصالات ورودی و خروجی، فلگ ها و ….
• Basic Function: شامل توابع منطقی مانند AND , NAND , OR و …
• Special Function: شامل توابع خاص مانند تایمر و کانتر و ….

گیت‌های منطقی:

گیت منطقی AND: گیت AND معادل واژه “و” در زبان فارسی است و جدول بالا این‌گونه خوانده می‌شود : اگر ورودی A صفر باشد و ورودی B صفر باشد، آنگاه خروجی نیز صفر خواهد بود. یک‌راه ساده برای به خاطر سپردن عملکرد گیت AND این است که خروجی AND تنها در صورتی یک است، که هر دو ورودی یک باشد.امکان طراحی گیت AND با بیش از دو ورودی نیز وجود دارد و در این صورت باید همه ورودی‌ها یک باشد تا خروجی نیز یک گردد. AND معادل “سری کردن” کلیدها در برق صنعتی می‌باشد.

در تصویر زیر، لامپ در صورتی روشن می‌شود که هر دو کلید A و B بسته باشد یعنی کلید A، یک شود  و کلید B نیز یک شود. در کاربرد عملی این گیت، به‌عنوان‌مثال شما چند سنسور(حسگر)  دیجیتال دارید و می‌خواهید زمانی که همه آن‌ها یک شد (فعال شد) یک خروجی شما نیز فعال گردد. در این صورت سنسورها به ورودی‌های دیجیتال شما وصل می‌شوند و در برنامه این سنسورها سری می‌شوند . نگران نباشید در آینده بیشتر با نحوه برنامه‌نویسی آشنا خواهید شد.

گیت منطقی NAND: گیت NAND برعکس گیت NOT می‌باشد و خروجی آن همیشه یک است مگر اینکه همه ورودی‌ها یک باشند. در کاربرد عملی فرض کنید که دو سنسور داریم که در حالت عادی خروجی آن‌ها یک است ( مانند سنسورهایی که خروجی کنتاکت دارند و در حالت عادی کنتاکت بسته است) و بافرمان دادن به آن‌ها خروجی فعال می‌شود . به‌عبارت‌ دیگر وقتی سنسور تحریک نشده، خروجی یک و وقتی تحریک شد، خروجی صفر می‌گردد.

گیت منطقی OR: گیت OR معادل واژه “یا” در زبان فارسی است و جدول بالا این‌گونه خوانده می‌شود : اگر ورودی A صفر باشد یا ورودی B صفر باشد، آنگاه خروجی نیز صفر خواهد بود. یک‌راه ساده برای به خاطر سپردن عملکرد گیت OR این است که برای یک شدن خروجی کافی است تا یکی از ورودی‌ها یک باشد. OR معادل “موازی کردن” کلیدها در برق صنعتی می‌باشد.

در مدار زیر، چنانچه کلید A فعال شود یا کلید B فعال شود، لامپ روشن می‌شود.

گیت منطقی NOR: عملکرد این گیت عکس OR می‌باشد.

سیستم‌های اعداد:

۱.دسیمال – دهدهی: مبنای عددی ۱۰ و اعداد و شمارش عادی روزمره می‌باشد. در مبنای ۱۰ اعداد ۰ تا ۹ داریم ( ۱۰ عدد) و بعد از آن تکرار می‌شود.

اعداد دسیمال

(۵ × ۱) +( ۶ ×۱۰)  +( ۳ ×۱۰۰) + (۲ ×۱۰۰۰) + (۴ ×۱۰۰۰۰) + (۳ ×۱۰۰۰۰۰) +( ۱ ×۱۰۰۰۰۰۰) در این سیستم هر عدد جایگاهی دارد، ( از سمت راست) : یکان(ضربدر یک)، دهگان (ضربدر یک)، صدگان (ضربدر یک)، هزارگان(ضربدر یک)، ده هزار(ضربدر یک)، صد هزار(ضربدر یک) و ….

۲.باینری – دودویی: در مبنای دو ، اعداد ۰و۱ داریم (۲ عدد) ارزش مکانی اعداد با ضریبی از ۲ افزایش پیدا می‌کند، یعنی به‌جای یکان، دهگان، صدگان داریم ضربدر ۲ به توان صفر که می‌شود یک، ضربدر۲ به توان یک که می‌شود ۲، ضربدر دو به توان ۲ که می‌شود ۴، ضربدر ۲ به توان ۳ که می‌شود ۸ و الی‌آخر… تبدیل دسیمال به باینری و برعکس :

تبدیل دسیمال به باینری و برعکس

هگز – هگز دسیمال: ۰,۱,۲,۳,۴,۵,۶,۷,۸,۹,A,B,C,D,E,F سیستم عددی هگز بر مبنای ۱۶ است و ارقام ۱۰ تا ۱۵ به‌صورت A تا F نوشته می‌شود. ارزش مکانی اعداد با ضریبی از ۱۶ افزایش پیدا می‌کند. یعنی به‌جای یکان، دهگان، صدگان داریم: ۱۶ به توان صفر که می‌شود یک، ۱۶ به توان یک که می‌شود ۱۶، ۱۶ به توان ۲ که می‌شود ۲۵۶ و الی‌آخر… به‌عنوان مثال عدد برای تبدیل عدد ۷DF به دسیمال مانند زیر عمل می‌کنیم:

۷DF = (7 * 16²) + (13 * 16¹) + (15 * 16⁰

۷DF = (7 * 256) + (13 * 16) + (15 * 1

۷DF = 1792 + 208 + 15

۷DF = 2015

اطلاعات تکمیلی را می‌توانید در ویدیوی زیر مشاهده نمایید:

نصب نرم‌افزار و برنامه‌نویسی

آموزش این بخش در قالب ۳ بخش است.

بخش اول:

• ابتدا سری به سایت زیمنس می‌زنیم و نرم‌افزار موردنیاز را دانلود می‌کنیم. ( البته نسخه موردنیاز نرم افزار LOGO Soft Comfort را می‌توانید از این لینک دانلود نمایید)
• سپس نحوه نصب نرم‌افزار را مشاهده خواهید کرد.
• در گام بعد، با محیط نرم‌افزار و امکانات آن آشنا خواهید شد.
• با المان‌های ابتدایی و پرکاربرد برنامه‌نویسی لوگو به زبان Ladder آشنا خواهید شد و اولین برنامه در این محیط را خواهیم نوشت.
• در پایان با نحوه سیموله کردن و شبیه‌سازی برنامه آشنا خواهید شد و برنامه‌ای که نوشتیم را شبیه‌سازی می‌کنیم تا صحت عملکرد آن را بررسی نماییم.

بخش دوم:

• ورودی و خروجی را در برنامه قرا دهید و مشخصات آن‌ها را تنظیم نمایید.
• از بیت‌های حافظه به‌عنوان خروجی استفاده نمایید.
• از گیت‌های منطقی (AND,OR,…) در برنامه خود استفاده نمایید.
• بلوک‌های تایمر و شمارنده را در برنامه قرار داده و تنظیم نمایید.
• پیش از دانلود، برنامه خود را شبیه‌سازی کنید و باگ‌های احتمالی آن را رفع کنید.
• از Help نرم‌افزار استفاده کنید.
• با استفاده از امکانات نرم‌افزار زبان برنامه‌نویسی را از LADDER به FBD یا بالعکس تغییر دهید.

بخش سوم:

در بخش سوم از جلسه هفتم، با بلوک‌ها، فانکشن ها و توابع مورداستفاده در نرم‌افزار LOGO! Soft Comfort آشنا خواهید شد:

دانلود بخش هفتم(۳)

جمع بندی

در این مقاله با مفاهیم اولیه دیجیتال، سخت‌افزار لوگو، نصب نرم‌افزار و همین‌طور برنامه‌نویسی لوگو۸ آشنا شدید. این مقاله را به بخش‌های پایه‌ای و اساسی لوگو۸ اختصاص دادیم و در آموزش‌های بعدی می‌توانید مفاهیم تخصصی‌تر را فراگیرید.