plc

بررسی تفاوت های میان میکروکنترلرها و PLC – مجتمع فنی البرز

بررسی تفاوت های میان میکروکنترلرها و PLC

مزیت آردوینو و امتیازات دیگر بردهای مبتنی بر میکروکنترلرها، اخیراً علاقه به استفاده از سیستم های تعبیه شده (سیستم هایی که برای کنترل سیستم های بزرگتر طراحی شده اند) را افزایش داده اند و دنیای به کار گیری میکروکنترلرها را گسترش داده اند.

این نه تنها تعداد کاربران میکروکنترلرها را افزایش داده است بلکه حوزه ی استفاده و دامنه ی برنامه هایی که در آن ها مورد استفاده قرار می گیرند را نیز افزایش داده است.

در این مقاله قصد داریم به بررسی برخی از تفاوت های میان میکروکنترلرها و کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر یا PLC بپردازیم.

plc

کنترل کننده ی منطقی برنامه پذیر

                        میکروکنترلر

PLC نوعی دستگاه محاسباتی مخصوص است که برای استفاده در سیستم های کنترلی صنعتی و دیگر سیستم های دارای قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است.

در ابتدا این دستگاه ها طراحی شدند تا توسط صنعت اتوماسیون در فرایندهای تولیدی جایگزین رله ها، ترتیب سنج ها و تایمرها شوند، اما امروزه از آن ها در همه ی فرایندهای تولیدی ازجمله خط تولید های رباتیک استفاده می شود.

امروزه در کل دنیا حتی یک کارخانه را نمی توانید بیابید که یک ماشین و یا تجهیزات آن به کمک PLC مدیریت نشود.

دلیل اصلی مورد قبول واقع شدن و استفاده ی گسترده از آن ها ریشه در استحکام و توانایی آن ها برای تحمل شرایط محیطی سخت مربوط به زمینه ی تولیدی دارد.

آن ها همچنین نمونه های خوبی از سیستم عامل های زمان واقعی هستند، چرا که به خوبی می توانند در مدت زمان کوتاهی با توجه به ورودی ها، خروجی های مربوطه را تولید کنند و این در یک سیستم صنعتی مسئله ی مهمی است زیرا یک ثانیه تأخیر می تواند باعث توقف کل عملکرد سیستم شود.

 

میکروکنترلرها

                                

از طرف دیگر، میکروکنترلرها دستگاه های محاسبه ای کوچکی هستند که روی یک تراشه که دارای یک یا چند هسته ی پردازش، قطعات حافظه، و درگاه های ورودی و خروجی (۱/۰) عادی و ویژه است قرار دارند.

از آن ها در تمام سیستم هایی که به طور روتین فعالیت می کنند استفاده می شود به ویژه سیستم هایی که در آن ها فعالیت های تکراری خاصی باید انجام شوند.

میکروکنترلرها معمولاً بدون پوشش هستند و بدون وجود اتصالات ضروری نمی توانند به تنهایی مورد استفاده قرار گیرند.

برخلاف PLCها، میکروکنترلرها دارای رابطه هایی از قبیل صفحه نمایش و سوئیچ های توکار نیستند زیرا آن ها معمولاً دارای GPIO هستند که این قطعات می توانند به آن ها متصل شوند.

 

  1. تفاوت های ساختاری

                                

معمولاً از PLC ها به عنوان میکروکنترلرهای سطح بالا یاد می شود. آن ها از سه بخش تشکیل شده اند : بخش پردازشگر، منبع تغذیه، و بخش مربوط به ورودی ها و خروجی ها.

بخش پردازشگر از CPU و حافظه تشکیل شده است. قسمت CPU علاوه بر ریز پردازنده حداقل یک رابط دارد که از طریق آن می تواند توسط شبکه های ارتباطی برنامه ریزی شود.

منبع تغذیه و بخش حاوی ورودی ها و خروجی ها معمولاً قسمت های مجزا از پردازشگر هستند. انواع مختلفی از واحدهای ۱/۰ وجود دارند از قبیل واحد مربوط به قطع و وصل، واحد آنالوگ، و واحدهای ویژه ای همچون واحد کنترل حرکات یا شمارشگر های پر سرعت.

دستگاه های میدانی به هریک از این واحدها متصل می شوند. بسته به تعداد واحدهای ۱/۰ یک PLC، آن ها می توانند درون یک محفظه قرار گیرند و یا در محفظه های جداگانه.

در میکرو یا مونو PLCها که نوعی PLC کوچک هستند، هر سه قسمت پردازشگر، منبع تغذیه و وروی و خروجی در داخل یک محفظه قرار دارند.

 

ساختار PLC ها از نظر اجزای تشکیل دهنده ی اصلی تا حدودی شبیه به ساختار میکروکنترلرها است.

تفاوت آن ها این است که در میکروکنترلر همه چیز، از CPU گرفته تا پورت های ورودی و خروجی و رابط هایی که برای برقراری ارتباط با دنیای بیرون لازم هستند، روی یک تراشه پیاده سازی شده اند. ساختار میکروکنترلرها در تصویر زیر نشان داده شده است.

 

  1. رابط ها

PLC ها به صورت استاندارد برای ارتباط با سنسورهای صنعتی، محرک ها، و واحدهای ارتباطی طراحی شده اند و بنابراین جریان و ولتاژی را دریافت می کنند که بدون وجود یک قطعه ی سخت افزاری بیشتر با میکروکنترلرها سازگار نیست.

همانطور که قبلاً گفته شد، PLC ها دارای اندازه های مختلف هستند از نمونه های کوچک گرفته که Building block نامیده می شوند تا نمونه های بزرگ و عظیم مانند PLC های راک مونت با صدها ورودی و خروجی.

میکروکنترلرها نیز دارای سنسورها، محرک ها و واحدهایی هستند که برای پاسخگویی به نیازهای خاص آن ها تعبیه شده اند و ممکن است ارتباط آن ها با PLC دشوار باشد. معمولاً آن ها به گونه ای طراحی شده اند که فقط فرایندهای مربوط به چند صد ۱/۰ را مدیریت کنند.

 

  1. عملکرد، استحکام، قابلیت اطمینان

با اختلاف زیاد، این قسمتی است که PLC خود را از سایر کنترلرها متمایز می کند.

همان طور که در ابتدا گفته شد، PLC برای استفاده در سیستم صنعتی طراحی شده است و بنابراین محکم ساخته شده است تا بتواند انواع شرایط نامطلوب مرتبط با محیط را تحمل کند از قبیل دامنه های حرارتی شدید، نویز های الکتریکی، مدیریت های سخت و ارتعاشات زیاد.

به علاوه PLC ها نمونه های خوبی از سیستم عامل های زمان واقعی هستند که می توانند در کمترین مدت زمان با ارزیابی ورودی، خروجی مربوطه را تولید کنند.

با این وجود، میکروکنترلرها استحکام کمتری دارند. زیرا این دستگاه ها به گونه ای طراحی نشده اند که مانند PLC ها به طور مستقل فعالیت کنند.

آن ها به گونه ای طراحی شده اند که داخل یک سیستم تعبیه شوند. بنا به این دلایل، ممکن است میکروکنترلرها هنگام قرار گرفتن در محیط های خاص عملکرد موفقیت آمیزی نداشته باشند زیرا تراشه ی آن ها شکننده است و به راحتی آسیب می بیند.

 

دوره آموزش plc در مجتمع فنی البرز به صورت صفر تا صد توسط اساتید مجرب برگزار می گردد.

دوره آموزش میکروکنترلر AVR به صورت صفر تا صد در مجتمع قنی البرز کاملا عملی برگزار می گردد.

plc

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی چیست ؟ – اتوماسیون صنعتی – plc – مجتمع فنی البرز

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی چیست ؟

           plc

اتوماسیون صنعتی مجموعه ای از فناوری هاست که از سیستم ها و ابزارهای کنترل کننده مانند نرم افزارهای کامپیوتری و رباتیک، استفاده می کند تا انجام فرایند های صنعتی و ماشینی اتوماتیک و بدون نیاز به دخالت انسان را ممکن سازد.

plc اتوماسیون صنعتی باعث از بین رفتن خطاهای انسانی، کاهش هزینه ها، صرفه جویی در وقت و عملکرد برتر می شود .

 

ابزار های اتوماسیون صنعتی

برای اتوماسیون صنعتی دامنه ی گسترده ای از ابزارها لازم است. این ابزار ها شامل سیستم های کنترلی مختلفی هستند که دستگاه ها و سیستم های مختلف را که جنبه های فرایند تولید را تحت تأثیر قرار می دهند دربر می گیرند. در ادامه ابزار های اصلی معرفی شده اند .

کنترل کننده ی منطقی برنامه پذیر (PLC)

PLC یک سیستم کنترلی دیجیتالی و کامپیوتری است که برای کار کردن در محیط های سخت، به صورت مقاوم ساخته شده است و برنامه ریزی شده است تا در فرایندهای صنعتی اقداماتی اتوماتیک انجام دهد.

PLC دائماً بر مجموعه نظارت می کند و از طریق ورودی ها و سنسورها اطلاعاتی را دریافت می کند، آن ها را پردازش می کند و دستگاه های خروجی مربوطه را فعال می کند تا انجام فرایند های صنعتی یا ماشینی را تکمیل کنند .

کنترل نظارتی و کسب داده ها (SCADA)

سیستم های SCADA فرایند های صنعتی را تحت نظارت و کنترل خود دارند. این سیستم داده های واقعی را از طریق تعامل مستقیم با دستگاه هایی همچون سنسورها و PLC ها به دست می آورد و آن ها را پردازش می کند، سپس وقایع را در یک فایل لگاریتمی ثبت می کند.

سیستم SCADA برای تجزیه و تحلیل داده ها اهمیت دارد و باعث می شود در رابطه با بهینه سازی فرایندهای صنعتی تصمیمات مؤثری گرفته شود .

رابط های ماشین_انسان (HMI)

برنامه ی HMI یک برنامه ی نرم افزاری است که تعامل و ارتباط میان یک فرد اپراتور و یک ماشین یا سیستم تولیدی را ممکن می سازد.

این نرم افزار داده های پیچیده را به اطلاعات در دسترس ترجمه می کند و با این کار سبب کنترل بهتر فرایند تولید و استفاده ی بهتر از این اطلاعات می شود .

شبکه ی عصبی مصنوعی (ANN)

سیستم ANN یک سیستم محاسباتی است که مشابه مغز انسان، از مجموعه ای از گره های عصبی متصل به هم ساخته می شود. سیستم ANN، روشی را که مغز انسان از طریق آن اطلاعات را تجزیه و تحلیل و پردازش می کند شبیه سازی می نماید .

سیستم کنترل توزیع شده (DCS)

سیستم کنترل توزیع شده یا سامانه ی کنترل پراکنده یک شبکه ی نظارتی مرکزی است که بین دستگاه ها ارتباط برقرار می کند تا بتواند المنت های مختلف یک سیستم اتوماتیک را کنترل کند .

رباتیک

ربات ها می توانند در شرایط سخت یا پیچیده، به طور کارآمدی کارها را انجام دهند، کیفیت و جریان تولید را بهبود بخشند، و امنیت کارکنان را افزایش دهند. به علاوه، ربات ها می توانند زندگی روزمره را نیز راحت تر و خوشایندتر سازند .

 

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی چیست ؟

کنترل کننده های برنامه پذیر مانند کامپیوترهای صنعتی هستند. PLC ها می توانند به عنوان واحدهای مستقلی فعالیت کنند و به طور دائم بر فعالیت های خاص ماشین ها نظارت داشته و انجام فرایند ها را خودکار سازی کنند.

PLC ها می توانند به صورت شبکه ای باشند و همچون یک شبکه تمام خط تولید را کنترل کنند. PLC ها می توانند با نظارت و کنترل تعداد زیادی از سنسور ها و محرک ها سازگاری داشته باشند؛ آن ها سیگنال های الکتریکی را پردازش می کنند و از آن ها برای انجام هرگونه دستورات از پیش برنامه ریزی شده ای استفاده می کنند.

از PLC ها در صنعت برای افزایش قابلیت اطمینان، ثبات سیستم و عملکرد، به حداقل رساندن نیاز به وجود اپراتورهای انسانی و درصد خطاهای انسانی استفاده می کنند .

دوره آموزش plc  به صورت کامل و صفر تا صد در مجتمع فنی البرز برگزار می گردد.

مقدمه ای برکنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی(PLC)

مقدمه ای برکنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی(PLC)

لزوم وجود پی ال سی ها(PLC)

پنل های سخت افزاری، زمان زیادی برای سیم کشی شدن ،دیباگ شدن و تغییر یافتن نیاز دارند.جی ام ها الزامات زیر را برای کنترل کننده های کامپیوتری مشخص کردند تا  بتوانند جایگزینی برای پنل های سخت افزاری باشند. مزایای PLC ها به شرح زیر است که در کلاس های آموزشی PLC بیان می شود :

۱-حالت جامد نه مکانیکی
۲- تغییر دستگاه های ورودی و خروجی آن ها اسان است.
۳-به راحتی توسط مهندسین در کارخانه ها  برنامه ریزی و نگهداری می شوند
۴- قادر به عملکرد در محیط صنعتی است.

اولین کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLCs)در اواخر دهه ۱۹۶۰ معرفی شده  و برای عرضه ی قابلیت های مشابه به عنوان سیستم های منطقی رله طراحی شدند.قابل برنامه ریزی ،قابل اعتماد،و قابل استفاده ی مجدد اند.می توانند محیط صنعتی خشن را تحمل کنند. هارد دیسک ندارند درعوض باتری پشتیبان دارند.در ثانیه می توانند شروع شوند.از منطق لدر برای برنامه ریزی استفاده می کنند.یک کنترل کننده ی منطقی قابل برنامه ریزی (پی ال سی) یک کامپیوتر تخصصی است که برای ماشین های کنترلی و پردازش استفاده می شود.پی ال سی ها از یک حافظه ی قابل برنامه ریزی برای ذخیره ی دستورالعمل ها و توابع خاصی مانند کنترل زمان خاموشی و روشنی (on/off) ،زمان سنجی(تایمر)، شمارش(کانتر)، ترتیب دهی و توالی ،حساب رسی و بررسی داده هاست ،استفاده می کنند.

مزایای سیستم های کنترلی پی ال سی

انعطاف پذیراند.
زمان پاسخ دهی سریعتری دارند .
سیم کشی کمتر و ساده تر دارند.
حالت جامدی- بدون قطعات متحرک دارند.
طراحی مدولار دارند-تعمیر و توسعه ی آن آسان است.
سیستم های بسیار پیچیده را مدیریت می کنند
مجموعه ی دستورالعمل های  پیچیده ی آن  ها در دسترس است

امکان  عیب یابی  دارند.

ارزان تر اند.

سیم کشی های دشوار که با مدارهای کنترل رله معمولی ارتباط دارند را حذف می کنند.

این برنامه جایگزین سیم کشی های بیرونی است که برای کنترل یک فرایند مورد نیاز است.

PLC

قابلیت توسعه و ازدیاد:

 PLC

هنگامی که برنامه نوشته و آزمایش می شود، می تواند توسط سایر پی ال سی ها دانلود شود.از آنجا که کل  منطق در حافظه PLC موجود است، هیچ شکی در ایجاد یک خطای سیم کشی منطقی وجود ندارد.

 PLC

انعطاف پذیری بیشتر: سازندگان اصلی تجهیزات OEMS می توانند به سادگی با ارسال یک برنامه جدید، به روز رسانی های سیستم را برای یک فرایند ارائه دهند.

ایجاد و تغییر برنامه در پی ال سی نسبت به سیم کشی و باز کردن سیم های یک مدار آسان تر است. آخرین کاربر ، می توانند برنامه ها را تغییر دهند.

 PLC

هزینه های پایین تر:

در ابتدا PLC ها برای جایگزینی منطق کنترل رله طراحی شده بودند.هزینه ای که با استفاده از پی ال سی ها ذخیره می شوند بسیار حایز اهمیت  است . کنترل رله به جز برای کاربرد قدرت به طور کلی منسوخ شده است. در حالت کلی اگر یک عمل به بیش از ۶ رله ی کنترل نیاز داشته باشد ، نسبت به یک پی ال سی ارزان تر است.

 PLC

قابلیت ارتباطات

در دوره های آموزش پی ال سی  بیان می شود : یک پی ال سی می تواند با کنترل کننده های دیگر یا تجهیزات کامپیوتری دیگر ارتباط برقرار کند.همچنین می توانند برای انجام دستورالعمل هایی مانند کنترل نظارت،جمع اوری داده ها، دستگاه های مانیتورینگ و پارامتر های پردازش و دانلود و آپلود برنامه ها شبکه شوند.

برای اطلاعات بیشتر به صفحه ی PLC در کلاس آموزش PLC مراجعه کنید .

زمان پاسخ دهی سریع تر

پی ال سی ها در زمان  واقعی عمل می کنند.به این معنی که یک رویداد که در یک زمینه رخ می دهد نتیجه ای در یک عملیات یا خروجی است که واقع می شود.

ماشین هایی که هزاران مورد را در یک ثانیه پردازش می کنند و اشیایی که در کسری از ثانیه وظایفی را باید انجام بدهند نیاز به قابلیت پاسخگویی پی ال سی های سریع دارند و سنسور قادر به انجام این کار نیست.

 PLC

روش های آسان عیب یابی

PLC ها دارای توابع تشخیصی و غیرفعال هستند که به کاربران اجازه می دهد تا به راحتی مشکلات نرم افزار و سخت افزار را ردیابی و اصلاح کنند.

می توان برنامه ی کنترل را همان وقت که اجرا می شود برای یافتن و تعمیر مشکلات مشاهده کرد.برای اطلاعات بیشتر به کلاس های آموزش پی ال سی مراجعه کنید .

 

 

 PLC
 PLC