هشت مرحله انتخاب PLC که برقکارها نباید بدانند

سطح طراحی سیستم مستقیماً بر عملکرد سیستم کنترل و قابلیت اطمینان تجهیزات تأثیر می گذارد. در این میان، انتخاب PLC بسیار مهم است. چگونه می توان PLC مناسب را با توجه به نیازهای مختلف کنترل انتخاب کرد و یک سیستم کنترلی طراحی کرد که پایدار، قابل اعتماد، ایمن، کاربردی، مناسب برای اشکال زدایی و نگهداری آسان باشد؟ در طراحی سیستم PLC ابتدا باید طرح سیستم مشخص شود و مرحله بعدی طراحی و انتخاب PLC است. انتخاب PLC عمدتاً برای تعیین سازنده PLC و مدل خاص PLC است. برای طرح سیستم، سیستم توزیع شده و سیستم ورودی/خروجی راه دور مورد نیاز است و الزامات ارتباط شبکه ای نیز باید در نظر گرفته شود. چگونه PLC را انتخاب کنیم؟ نویسنده معتقد است که باید جنبه های زیر وجود داشته باشد. 1، انتخاب سازنده PLC عمدتاً باید الزامات کاربران تجهیزات، آشنایی و عادات طراحی طراحان با PLCهای سازنده مختلف، سازگاری محصولات پشتیبانی، خدمات فنی و سایر عوامل را در نظر بگیرد. با توجه به قابلیت اطمینان خود PLC، اصولاً تا زمانی که محصول یک شرکت بزرگ خارجی است، مشکلی از قابلیت اطمینان ضعیف وجود ندارد. نویسنده شخصاً معتقد است که به طور کلی به مناسبت کنترل تجهیزات مستقل یا سیستم های کنترل ساده، پشتیبانی از محصولات PLC ژاپنی دارای مزایای خاصی در عملکرد هزینه است. برای سیستم کنترل توزیع شده و سیستم ورودی/خروجی از راه دور با مقیاس سیستم بزرگ و الزامات بالا برای عملکرد ارتباطات شبکه، PLC تولید شده در اروپا و آمریکا دارای مزایای بیشتری در عملکرد ارتباطات شبکه است. علاوه بر این، برای برخی از صنایع خاص (مانند متالورژی، تنباکو و غیره) باید سیستم های PLC بالغ و قابل اعتماد با عملکرد عملیاتی در صنایع مربوطه انتخاب شود. 2، برآورد نقاط ورودی/خروجی (I/0). تعداد نقاط ورودی/خروجی PLC یکی از پارامترهای اساسی PLC است. تعیین نقاط ورودی/خروجی باید بر اساس مجموع تمام نقاط ورودی/خروجی مورد نیاز تجهیزات کنترل باشد. به طور کلی نقطه I/O PLC باید حاشیه مناسبی داشته باشد. به طور کلی، نقاط ورودی و خروجی بر اساس نقاط ورودی و خروجی آماری تخمین زده می‌شوند و حاشیه قابل افزایش 10% تا 20% اضافه می‌شود. در هنگام سفارش واقعی، نقاط ورودی و خروجی باید با توجه به ویژگی های محصول PLC سازنده تنظیم شوند. 3، برآورد ظرفیت حافظه PLC ظرفیت حافظه به اندازه واحد ذخیره سازی سخت افزاری اشاره دارد که توسط خود کنترل کننده قابل برنامه ریزی ارائه می شود. ظرفیت حافظه PLC های مختلف را می توان در جدول پارامترهای اصلی PLC مشاهده کرد. به عنوان مثال، ظرفیت ذخیره سازی برنامه های کاربری Siemens S7-314 PLC 64KB و ظرفیت ذخیره سازی برنامه های کاربر S7-315-2DP PLC 128KB است. ظرفیت برنامه به اندازه واحد ذخیره سازی مورد استفاده برنامه کاربر در حافظه است، بنابراین ظرفیت حافظه باید بیشتر از ظرفیت برنامه باشد. در مرحله طراحی، از آنجایی که اپلیکیشن کاربر آماده نشده است، ظرفیت برنامه باید تخمین زده شود. چگونه ظرفیت برنامه را تخمین بزنیم؟ فرمول های مختلفی در بسیاری از مطالب ادبی ارائه شده است. به طور کلی، 10 تا 15 برابر تعداد نقاط ورودی/خروجی دیجیتال و 100 برابر تعداد نقاط ورودی/خروجی آنالوگ به عنوان تعداد کل کلمات در حافظه استفاده می شود (16 بیت یک کلمه است). ضمناً 25 درصد از این عدد به عنوان حاشیه در نظر گرفته شده است. 4، انتخاب عملکرد ارتباط PLC اکنون عملکرد ارتباطی PLC روز به روز قدرتمندتر می شود. بسیاری از PLC ها از انواع پروتکل های ارتباطی پشتیبانی می کنند (برخی باید به ماژول های ارتباطی مربوطه مجهز شوند). هنگام انتخاب، باید حالت ارتباط مناسب را با توجه به نیاز واقعی انتخاب کنید. اشکال اصلی شبکه ارتباطی سیستم PLC به شرح زیر است: (1) PC ایستگاه اصلی است و PLC های متعدد از همان مدل ایستگاه های برده برای تشکیل یک شبکه PLC ساده هستند. (2) یک PLC ایستگاه اصلی است و سایر PLCهای همان مدل ایستگاههای برده هستند که یک شبکه PLC استاد-برد را تشکیل می دهند. (3) شبکه PLC از طریق یک رابط شبکه خاص به DCS بزرگ به عنوان زیرشبکه DCS متصل می شود. (4) شبکه اختصاصی PLC (شبکه ارتباطی اختصاصی PLC هر سازنده). برای کاهش وظایف ارتباطی CPU، پردازنده های ارتباطی با عملکردهای ارتباطی مختلف (مانند نقطه به نقطه، گذرگاه میدان، اترنت صنعتی و غیره) باید با توجه به نیازهای واقعی ترکیب شبکه انتخاب شوند. 5، انتخاب مدل PLC نوع PLC: PLC با توجه به ساختار به نوع انتگرال و نوع مدولار تقسیم می شود. PLC انتگرال نقاط ورودی/خروجی کمتری دارد و نسبتاً ثابت است، بنابراین کاربر حق انتخاب کمتری دارد. معمولاً در سیستم های کنترل کوچک استفاده می شود. این نوع PLC با سری S7-200 زیمنس، سری FX میتسوبیشی، سری CPM1A Omron و غیره نشان داده می شود. ماژولار PLC انواع مختلفی از ماژول های ورودی/خروجی را ارائه می دهد که می توانند به صفحه پایه PLC وصل شوند، به طوری که کاربران می توانند نقاط ورودی/خروجی سیستم کنترل را به طور منطقی بر اساس نیاز خود انتخاب و پیکربندی کنند. بنابراین، پیکربندی PLC ماژولار انعطاف پذیر است و به طور کلی در سیستم های کنترلی با اندازه بزرگ و متوسط ​​استفاده می شود. مثلا سری S7-300 و سری S7-400 زیمنس، سری Q میتسوبیشی، سری CVM1 امرون و .... 6، انتخاب ماژول های ورودی/خروجی （1） انتخاب ماژول ورودی/خروجی دیجیتال: انتخاب ماژول های ورودی و خروجی دیجیتال باید الزامات برنامه را در نظر بگیرد. به عنوان مثال، برای ماژول های ورودی، الزامات کاربردی مانند سطح سیگنال ورودی و فاصله انتقال باید در نظر گرفته شود. همچنین انواع مختلفی از ماژول های خروجی وجود دارد، مانند نوع خروجی تماس رله، نوع خروجی تریستور دو طرفه AC120V/23V، نوع ترانزیستور محور DC24V، نوع ترانزیستور محور DC48V و غیره. به طور کلی، ماژول خروجی رله دارای مزایای قیمت پایین و دامنه ولتاژ گسترده است، اما عمر مفید آن کوتاه است، زمان پاسخگویی طولانی است، و مدار جذب سرج هنگام استفاده برای بار القایی باید اضافه شود. ماژول خروجی تریستور دو طرفه دارای زمان پاسخ سریع است که برای سوئیچینگ مکرر و بارهای ضریب توان کم القایی مناسب است، اما گران است و ظرفیت اضافه بار ضعیفی دارد. علاوه بر این، ماژول های ورودی/خروجی را می توان به 8 امتیاز، 16 امتیاز، 32 امتیاز و سایر مشخصات با توجه به تعداد نقاط ورودی/خروجی تقسیم کرد که باید با توجه به نیاز واقعی به طور منطقی مجهز شوند. （2） انتخاب ماژول ورودی/خروجی آنالوگ: ماژول ورودی آنالوگ را می توان به نوع ورودی جریان، نوع ورودی ولتاژ، نوع ورودی ترموکوپل و غیره با توجه به نوع سیگنال ورودی کمیت آنالوگ تقسیم کرد. نوع ورودی جریان معمولا دارای درجه سیگنال 4~20mA یا 0~20mA است. ماژول های ورودی نوع ولتاژ معمولا دارای سطوح سیگنال 0~10V، - 5V~5V، و غیره هستند. برخی از ماژول های ورودی آنالوگ می توانند با سیگنال های ورودی ولتاژ یا جریان سازگار باشند. ماژول خروجی آنالوگ نیز به ماژول خروجی نوع ولتاژ و ماژول خروجی نوع جریان تقسیم می شود. سیگنال خروجی جریان معمولا 0-20mA و 4-20mA دارد. سیگنال های خروجی نوع ولتاژ معمولاً شامل 0~10V، - 10V~10V و غیره است. ماژول ورودی و خروجی آنالوگ را می توان با توجه به تعداد کانال های ورودی و خروجی به 2 کانال، 4 کانال، 8 کانال و سایر مشخصات تقسیم کرد. 7، ماژول عملکردی ماژول های کاربردی شامل ماژول ارتباطی، ماژول موقعیت یابی، ماژول خروجی پالس، ماژول شمارش پرسرعت، ماژول کنترل PID، ماژول کنترل دما و غیره می باشد. امکان تطبیق ماژول های عملکردی باید در هنگام انتخاب PLC در نظر گرفته شود. انتخاب ماژول های کاربردی شامل سخت افزار و نرم افزار می شود. از نظر سخت افزاری اول از همه باید در نظر داشت که ماژول فانکشنال می تواند به راحتی به PLC متصل شود و PLC باید دارای اتصالات مربوطه، محل نصب و رابط ها، کابل های اتصال و سایر لوازم جانبی باشد. از نظر نرم افزاری، PLC باید دارای عملکردهای کنترلی مربوطه باشد که می تواند برنامه نویسی ماژول های عملکردی را تسهیل کند. به عنوان مثال، PLC سری FX میتسوبیشی می تواند به راحتی ماژول های عملکردی مربوطه را از طریق دستورات "FROM" و "TO" کنترل کند. 8- اصول کلی پس از اینکه مدل و مشخصات PLC به طور کلی مشخص شد، می توان مشخصات و پارامترهای اساسی هر جزء از PLC را با توجه به نیازهای کنترلی یک به یک تعیین کرد و مدل هر ماژول جزء را انتخاب کرد. هنگام انتخاب مدل های ماژول باید اصول زیر رعایت شود. （1） راحتی: به طور کلی، به عنوان یک PLC، انواع مختلفی از ماژول ها وجود دارد که می توانند الزامات کنترل را برآورده کنند. انتخاب باید بر اساس اصل ساده‌سازی طراحی مدار، تسهیل استفاده و به حداقل رساندن تعداد کنترل‌کننده‌های خارجی باشد. به عنوان مثال، برای ماژول ورودی، فرم ورودی که می تواند به طور مستقیم با عنصر تشخیص خارجی متصل شود، باید ترجیح داده شود تا از استفاده از مدار رابط جلوگیری شود. برای ماژول خروجی، ماژول خروجی که می تواند مستقیماً بار را هدایت کند باید ترجیح داده شود و رله میانی و سایر اجزا باید به حداقل برسد. （2） جهانی بودن: هنگام انتخاب مدل، وحدت و جهانی بودن ماژول های PLC را در نظر بگیرید تا از انواع زیاد ماژول ها جلوگیری کنید. این امر نه تنها به خرید و کاهش قطعات یدکی کمک می کند، بلکه می تواند قابلیت تعویض اجزای مختلف سیستم را افزایش داده و راحتی را برای طراحی، راه اندازی و نگهداری فراهم کند. （3） سازگاری: هنگام انتخاب هر ماژول جزء سیستم PLC، باید به سازگاری کامل توجه شود. برای جلوگیری از مشکل سازگاری ضعیف، تولید کنندگان اجزای اصلی سیستم PLC نباید زیاد باشند. در صورت امکان، سعی کنید محصولاتی را از همان سازنده انتخاب کنید.