توضیحات

ایان نامه کنترل کننده های منطقی برنامه پذیرپروژه دوره کارشناسی
رشته برق- الکترونیک

فهرست مطالب

فصل اول                           مقدمه‌ای بر علم کنترل و مفاهیم منطقی

۱-۱- خود کارسازی (اتوماسیون)…………………………………………………………………. ۲
کنترل اتوماتیک…………………………………………………………………………………………….. ۳
ورودی ها ………………………………………………………………………………………………….. ۴
خروجی‌ها …………………………………………………………………………………………………… ۵
بخش پردازشگر یا بلوک کنترل …………………………………………………………………….. ۵
۱-۲- سیستم‌های دیجیتال و آنالوگ………………………………………………………………. ۷
کنترل آنالوگ……………………………………………………………………………………………….. ۸
کنترل دیجیتال …………………………………………………………………………………………….. ۹
۱-۳- انواع فرآیندهای صنعتی………………………………………………………………………. ۱۰
فرآیندهای پیوسته ……………………………………………………………………………………….. ۱۰
فرآیندهای مرحله‌ای …………………………………………………………………………………….. ۱۱
تولید گام به گام…………………………………………………………………………………………… ۱۱
۱-۴- استراتژی کنترل ………………………………………………………………………………… ۱۲
کنترل حلقه باز…………………………………………………………………………………………….. ۱۲
کنترل پیش خور…………………………………………………………………………………………… ۱۳
کنترل حلقه بسته………………………………………………………………………………………….. ۱۴
۱-۵- کنترل کننده‌های پیوسته………………………………………………………………………. ۱۵
۱-۶- سیستم‌های کنترل متداول…………………………………………………………………….. ۱۶
سیستم‌های رله‌ای………………………………………………………………………………………… ۱۶
سیستم‌های الکترونیکی………………………………………………………………………………….. ۱۸
حافظه ………………………………………………………………………………………………………… ۲۱
ریزپردازنده ……………………………………………………………………………………………….. ۲۴
۱-۷- کامپیوتر در کنترل ……………………………………………………………………………… ۲۵

فصل ۲                             کنترل کننده‌های قابل برنامه‌ریزی (PLC)

۲-۱- مقدمه………………………………………………………………………………………………… ۲۷
۲-۲- نگاهی گذرا بر تاریخچه PLC……………………………………………………………….. 28
۲-۳- مقایسه PLC با سایر سیستم‌های کنترلی……………………………………………….. ۳۱
۲-۴- سخت افزار PLC………………………………………………………………………………… 33
واحد پردازش مرکزی (CPU)………………………………………………………………………… 34
حافظه ………………………………………………………………………………………………………… ۳۵
حجم حافظه…………………………………………………………………………………………………. ۳۸
واحدهای ورودی و خروجی ………………………………………………………………………… ۳۹
واحدهای برنامه‌ریزی…………………………………………………………………………………… ۴۳
۲-۵- انواع سیستم‌های PLC…………………………………………………………………………. 44
PLC های کوچک………………………………………………………………………………………….. ۴۵
PLC های متوسط ……………………………………………………………………………………….. ۴۶
PLC های بزرگ…………………………………………………………………………………………… ۴۷

فصل ۳                                     مقدمه‌ای بر زبان برنامه‌نویسی S5

۳-۱- اشکال مختلف نمایش برنامه…………………………………………………………………. ۵۲
روش نمایش نردبانی …………………………………………………………………………………… ۵۲
روش نمایش فلوچارتی ………………………………………………………………………………… ۵۳
روش نمایش عبارتی ……………………………………………………………………………………. ۵۴
۳-۲- سیکل زمانی اجرای برنامه…………………………………………………………………… ۵۷
۳-۳- برنامه‌نویسی سازمان یافته………………………………………………………………….. ۵۸
بلوک‌های برنامه (PB) ………………………………………………………………………………….. 59
بلوک‌های ترتیبی (SB)…………………………………………………………………………………… 59
بلوک‌های تابع ساز (FB) ………………………………………………………………………………. 60
بلوک‌های اطلاعاتی (DB)……………………………………………………………………………….. 61
بلوک‌های سازماندهی (OB)…………………………………………………………………………… 61
۳-۴- عملوند های مورد استفاده در زبان S5 …………………………………………………. 62
۳-۵- دستور العمل‌های زبان S5 ………………………………………………………………….. 62
دستور العمل‌های اصلی ……………………………………………………………………………….. ۶۲
دستور العمل‌های تکمیلی……………………………………………………………………………….. ۶۳
دستور العمل‌های سیستم………………………………………………………………………………. ۶۳
۳-۶- خواندن صفر……………………………………………………………………………………… ۶۳
۳-۷- کنتاکت در حالت عادی باز ………………………………………………………………….. ۶۴
۳-۸- کنتاکت در حالت عادی بسته………………………………………………………………… ۶۴
۳-۹- کاربرد پرانتز ها در برنامه نویسی به روش STL ………………………………….. 66
۳-۱۰- فلگ یا پرچم…………………………………………………………………………………….. ۶۸
۳-۱۱- بیت RLO…………………………………………………………………………………………. 70
۳-۱۲- ست وری ست در فلگ‌ها و خروجی‌ها………………………………………………… ۷۰
۳-۱۳- دستور NOP 0 ………………………………………………………………………………… 73
۳-۱۴- کانکتور……………………………………………………………………………………………. ۷۶
۳-۱۵- برنامه‌نویسی یک تشخیص دهنده لبه پالس…………………………………………… ۷۷
۳-۱۶- دستور پرش غیر شرطی……………………………………………………………………. ۷۹
۳-۱۷- دستور پرش شرطی………………………………………………………………………….. ۷۹
۳-۱۸- دستور‌های بارگذاری و انتقال …………………………………………………………… ۸۰
دستور L ……………………………………………………………………………………………………. 81
دستور T ……………………………………………………………………………………………………. 82
۳-۱۹- موارد استفاده آکومولاتور…………………………………………………………………. ۸۳
دستور جمع دو عدد……………………………………………………………………………………… ۸۳
دستور تفریق……………………………………………………………………………………………….. ۸۴
۳-۲۰- مقایسه کننده‌ها…………………………………………………………………………………. ۸۴
۳-۲۱- شمارنده‌ها……………………………………………………………………………………….. ۸۸
۳-۲۲- تایمرها……………………………………………………………………………………………. ۹۲
تایمر پله‌ای (SP)…………………………………………………………………………………………… 96
تایمر پله‌ای گسترده (SE)………………………………………………………………………………. 97
تایمر با تأخیر روشن (SD) …………………………………………………………………………… 98
تایمر با تأخیر خاموش (SF)…………………………………………………………………………… 99
تایمر با تأخیر ماندگاری (SS)…………………………………………………………………….. 100
دستورهای اعلام پایان برنامه …………………………………………………………………… ۱۰۱
فصل ۴                                         روش برنامه نویسی
۴-۱- روش برنامه‌نویسی…………………………………………………………………………. ۱۰۵
۴-۲- بلوک‌های اطلاعاتی (DB) ………………………………………………………………… 112
۴-۳- بلوک‌های تابع ساز (FB)………………………………………………………………….. 119
۴-۴- دستورات تکمیلی ……………………………………………………………………………. ۱۲۵
دستور AW…………………………………………………………………………………………….. 125
دستور OW ……………………………………………………………………………………………. 126 دستور XOW        ۱۲۷
دستور CFW…………………………………………………………………………………………… 127
دستور CSW…………………………………………………………………………………………… 128
دستور SLW……………………………………………………………………………………………. 128
دستور SRW…………………………………………………………………………………………… 129
دستور I………………………………………………………………………………………………….. 129
دستور D ……………………………………………………………………………………………….. 130
دستور ADD…………………………………………………………………………………………… 130
دستور JZ……………………………………………………………………………………………….. 131
دستور JN ……………………………………………………………………………………………… 132
دستور JP……………………………………………………………………………………………….. 132
دستور JM………………………………………………………………………………………………. 132
فصل پنجم                                   شیوه‌های کنترل فرآیند
۵-۱- کنترل فرآیند………………………………………………………………………………….. ۱۳۶
برنامه‌های ترکیبی …………………………………………………………………………………… ۱۳۶
برنامه‌های ترتیبی ……………………………………………………………………………………. ۱۳۶
۵-۲- دستور DO……………………………………………………………………………………. 144
۵-۳- ارسال پیام‌های خطا بر روی صفحه نمایش ……………………………………… ۱۴۵
۵-۴- ساختار برنامه‌های ترتیبی ………………………………………………………………. ۱۴۸
فصل ششم           قابلیت های پیشرفته کنترل کننده‌های قابل برنامه‌ریزی
۶-۱- ماژول های ورودی/خروجی دیجیتال………………………………………………… ۱۷۰
۶-۲- ماژول‌های وظایف ویژه …………………………………………………………………. ۱۷۰
محدوده وظایف ماژول‌ها………………………………………………………………………….. ۱۷۱
۶-۳- واحدهای ورودی/خروجی آنالوگ…………………………………………………….. ۱۷۲
تبدیل آنالوگ به دیجیتال …………………………………………………………………………… ۱۷۲
ورودی‌های A/D……………………………………………………………………………………… 173
برنامه‌ریزی ورودی های آنالوگ……………………………………………………………….. ۱۷۳
نقاط توقف………………………………………………………………………………………………. ۱۷۴
کاربردهای آنالوگ به دیجیتال ………………………………………………………………….. ۱۷۵
۶-۴- ماژول‌های دیجیتالی به آنالوگ…………………………………………………………. ۱۷۵
نحوه عمل ………………………………………………………………………………………………. ۱۷۶
کاربردها ………………………………………………………………………………………………… ۱۷۶
اطلاعات مربوط به نقایص و وضعیت آنالوگ………………………………………………. ۱۷۷
۶-۵- ماژول‌های بهسازی سیگنال…………………………………………………………….. ۱۷۷
۶-۶- توابع کنترل پیوسته…………………………………………………………………………. ۱۷۸
ماژول‌های PID……………………………………………………………………………………….. 179
برنامه‌ریزی ماژول‌های PID……………………………………………………………………… 180
ماژول‌های کنترل – PID کاربردها …………………………………………………………….. ۱۸۱
۶-۷- دیاگرام های گرافیکی و فرآیندنما……………………………………………………… ۱۸۱
تأثیر بر روند اجرای فرآیند……………………………………………………………………….. ۱۸۳
برنامه‌ریزی نمودارهای فرآیند نمای پروسه……………………………………………….. ۱۸۴
۶-۸- ورودی/خروجی راه در ارتباطات……………………………………………………… ۱۸۵
فصل هفتم                                ارتباطات PLC و خود کارسازی
۷-۱- ارتباطات PLCها ……………………………………………………………………………. ۱۸۸
استفاده‌های معمول از پورت‌ها یا در گاه‌های ارتباطی PLC ………………………….. 188
ارتباطات سریال – RS232 و شاخه‌های مشتق شده از آن ……………………………. ۱۸۹
الزامات ارتباطات استاندارد ………………………………………………………………………. ۱۹۰
فواصل انتقال ………………………………………………………………………………………….. ۱۹۱
حلقه جریان ۲۰MA ………………………………………………………………………………….. 192
RS 422 – RS423 …………………………………………………………………………………….. 193
۷-۲- کنترل جریان داده ………………………………………………………………………….. ۱۹۳
پروتکل برای انتقال ………………………………………………………………………………….. ۱۹۴
۷-۳- داده‌های ارسال شده از طریق خطوط ارتباطی PLC……………………………. 195
۷-۴- ارتباطات بین چند PLC …………………………………………………………………… 196
۷-۵- شبکه‌های محلی …………………………………………………………………………….. ۱۹۷
PLC ها و شبکه ها ………………………………………………………………………………….. ۱۹۸
۷-۶- کنترل توزیع شده ………………………………………………………………………….. ۱۹۸
محدوده نیازها ………………………………………………………………………………………… ۱۹۹
پیکر بندی های شبکه ها……………………………………………………………………………. ۱۹۹
دسترسی و کنترل کانال …………………………………………………………………………… ۲۰۰
پروتکل ها ………………………………………………………………………………………………. ۲۰۰
۷-۷- استانداردهای شبکه – ISO،. IEEE، MAP…………………………………………. 201
ISO – اتصال داخلی سیستم‌های باز ………………………………………………………….. ۲۰۱
GMMAP نگاهی به مشخصات ………………………………………………………………….. ۲۰۲
مقایسه با اینترنت……………………………………………………………………………………… ۲۰۳
اجرای استاندارد MAP……………………………………………………………………………… 203
MAP در ارتباطات سطح کارخانه‌ای و سیستم های باز ……………………………….. ۲۰۴
کارایی MAP …………………………………………………………………………………………… 204
شبکه‌های انحصاری PLC ………………………………………………………………………… 205
ماژول‌های واسطه شبکه ………………………………………………………………………….. ۲۰۵
شبکه‌های محلی تطبیق پذیر……………………………………………………………………….. ۲۰۶
فصل هشتم                                           کاربرد PLC
۸-۱- کاربرد PLC ها در رباتیک……………………………………………………………….. ۲۰۹
کاربرد PLC به عنوان یک کنترل کننده ربات……………………………………………….. ۲۰۹
کنترل توالی محدود………………………………………………………………………………….. ۲۱۰
انعطاف پذیری…………………………………………………………………………………………. ۲۱۰
کنترل‌های توالی و ترکیبی…………………………………………………………………………. ۲۱۰
فصل نهم                  انتخاب، نصب و راه‌اندازی سیستم‌های PLC
۹-۱- روند طراحی برای سیستم‌های PLC ………………………………………………… 213
۹-۲- انتخاب یک کنترل کننده قابل برنامه‌ریزی ………………………………………….. ۲۱۳
الزامات ورودی/خروجی ………………………………………………………………………….. ۲۱۴
حافظه و الزامات برنامه‌ریزی …………………………………………………………………… ۲۱۵
۹-۳- نصب…………………………………………………………………………………………….. ۲۱۶

کنترل چیست؟

در زندگی روزمره، واژه کنترل بسیار بکار برده می‌شود و اصطلاحاتی نظیر کنترل رشد جمعیت، ترافیک و غیره در گفتگو‌های روزمره بسیار شنیده می‌شود. معمولاً کلمه کنترل وقتی به کار برده می‌شود که نوعی مهارکردن و تسلط بر یک پدیده مورد نظر باشد. علاقه انسان به تحت اختیار درآوردن و تسلط بر پدیده‌ها باعث پیدایش شاخه جدیدی از دانش‌ها به نام عمل کنترل گردیده است.
علم کنترل، علمی است که در مورد چگونگی تحت اختیار در آوردن و هدایت رفتار‌های پروسه ها (فرآیند یا پدیده‌ای که مایل به تحت اختیار در آوردن آن هستیم) صحبت می‌کند.

کاربرد PLC ها در رباتیک:

PLC ها در زمینه رباتیک عمدتاً در دو وظیفه ویژه به خدمت گرفته می‎شوند:
۱- به عنوان کنترل کننده یا قسمتی از ربوت که به دفعات قابل برنامه‌ریزی است.

٢- به عنوان کنترل کننده اصلی (اجرایی) در یک سلول تولیدی شامل یک چند ربوت.

کاربرد PLC به عنوان یک کنترل کننده ربات

امروزه معمول ترین کنترل کننده های ربوت، میکروکامپیوترها می باشند در حقیقت میکروکامپیوترها انتخابی معقول برای کنترل کردن ربوت های با مسیر پیوسته و ربوت های راه اندازی شونده با زبان (برنامه نویسی) می باشند. زیرا در این موارد حجم حافظه بسیار زیادی برای ذخیره اطلاعات مسیر یا برنامه های کنترل موردنیاز است. در این گونه کاربردها، میکروکامپیوترهای معمولی وسیله ای ایده ال جهت پردازش داده ها در برنامه های پیچیده کنترل می باشند.