در این مقاله ابتدا به نکات و توضیحات مربوط به نصب و برنامه نویسی پی ال سی در مراکز صنعتی و کارخانه ها میپردازیم و سپس در ادامه در خصوص نصب اینورتر مختصر نکاتی ارائه میشود:

برنامه نویسی پی ال سی

امروزه در طراحی مدارهای کنترل کننده ی خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی استفاده از مدارهای رله کنتاکتوری منسوخ گردیده و در اکثر کارخانه ها و مراکز صنعتی از سیستم های پی ال سی استفاده میشود. PLC مخفف عبارت programmable logic controller می‌باشد. این سیستم وسیله ای است که متناسب با برنامه ای که دریافت میکند وظیفه ای را انجام میدهد. به عبارت دیگر پی ال سی نوعی کامپیوتر است که برنامه ای خاص را اجرا میکند. با ظهور پی ال سی تجهیزات و قطعات استفاده شده در کنترل فرآیند های صنعتی و خطوط تولید تغییر نموده و مدارهای رله کنتاکتوری و سخت افزاری حالت جامد کم‌کم جای خود را به کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی یعنی پی ال سی‌ها دادند.

ساختار اصلی پی ال سی را می‌توان به دو بخش تقسیم کرد:

• سخت‌ افزار PLC
• نرم‌ افزار PLC

سخت افزار پی ال سی

قطعات سخت افزاری پی ال سی شامل:

• واحد پردازش مرکزی (CPU)
• ماژول های ورودی/خروجی،
• پورت ارتباطی،
• دستگاه برنامه نویسی و منبع تغذیه.

نرم افزار پی ال سی

نرم افزار PLC یک  واسط برنامه نویسی برای نوشتن منطق سخت افزار است. وقتی صحبت از سخت افزار PLC می شود، می توانیم آنها را به دو نوع مختلف طبقه بندی کنیم.

• معماری باز
• معماری بسته

اکثر کنترل کننده های PLC اختصاصی هستند، به این معنی که قطعات سخت افزار متشکل پی ال سی باید با یکدیگر سازگار باشند. برای مثال، سخت‌افزار سی‌پی‌یو PLC زیمنس باید فقط با ماژول‌های IO زیمنس سازگار باشد. اگر این کنترل‌کننده با نوع معماری باز باشد، شما می‌توانید محصولات مختلف فروشنده را با هم ترکیب کنید یا از آن‌ها استفاده کنید.

سیستم پی ال سی

اگر PLC های مختلف را بررسی کنید، می توانید شباهت های بیشتر و تفاوت های بسیار کمی مانند محیط کاری نرم افزار PLC، آدرس دهی ورودی ها و خروجی ها و ساختار سخت افزاری را بیابید.

برنامه در یک کنترلر برای کنترلر سازنده دیگری قابل استفاده نیست، بدیهی است که منطق برنامه می تواند یکسان باشد اما روش سیم کشی متفاوت خواهد بود.

دستورالعمل ها و نرم افزار برنامه نویسی نیز مطابق با نرم افزار PLC طراحی شده توسط مهندسین الکترونیک ایرکامپ قابل تغییر خواهد بود.

پی ال سی یک کامپیوتر صنعتی است که قادر به انجام منطق گسسته یا ترتیبی در محیط کارخانه است. پی ال سی برای جایگزینی رله های مکانیکی، تایمرها و شمارنده ها ساخته شد. پی ال سی به عنوان قلب سیستم کنترل در یک سیستم خودکار در نظر گرفته می شود. Plc می تواند وضعیت سیستم کنترل را توسط سیگنال دستگاه ورودی نظارت کند و بر اساس منطق برنامه مسیر عملی را که باید از طریق دستگاه خروجی انجام شود را تعیین می کند.

هنگام نصب  پی ال سی باید حانب احتیاط را رعایت کنیم تا خسارات وارده به سیستم‌های کنترل اتوماتیک را کاهش دهیم. همچنین باید از نصب PLC در بخش های مهم و حیاتی کارخانه اجتناب کنیم.

نصب پی ال سی – ورودی/خروجی

نصب ورودی/خروجی شاید بزرگترین و حیاتی ترین اقدام هنگام نصب یک سیستم کنترل کننده قابل برنامه ریزی plc باشد. برای به حداقل رساندن خطاها و ساده سازی نصب، کاربر باید دستورالعمل های از پیش تعریف شده را دنبال کند. همه افرادی که در نصب کنترلر دخیل هستند باید این دستورالعمل های نصب سیستم ورودی/خروجی را که باید در مرحله طراحی تهیه شده باشد، دریافت کنند.

PLC کوچک باید به گونه ای نصب شود که خنک کننده کافی داشته باشد، PLC کوچک نباید در موقعیت نادرست نصب شود. می توان آن را روی سطح افقی نصب کرد. واحدهای ورودی/خروجی را می توان به گونه ای نصب کرد که ماژول های مناسب را در مکان های صحیح خود قرار دهند.

محل نصب PLC در تابلو برق

محل نصب PLC در داخل تابلو برق باید با دقت خاصی انجام گردد تا در مسیر عبور هوای گرم نباشد. بنابراین پی ال سی نباید بالای درایو راه انداز موتور، ترانس ها و سایر ابزاری که حرارت تولید می کند نصب گردد، زیرا به علت حرکت هوای گرم به سمت بالا، PLC قطعاً  آسیب خواهد دید. 

نکته بعدی، رعایت حداکثر فاصله قطعات پنوماتیک از PLC است. هوای فشرده مورد استفاده در صنعت حتی پس از عبور از چندین فیلتر خشک کن، شامل مقدار زیادی رطوبت و روغن می باشد. در صورت باز و بسته کردن شلنگ های پنوماتیک ممکن است مقداری از این روغن روی پی ال سی پاشیده شده و مشکلاتی را به وجود آورد.

نکته بعدی نصب PLC به صورت افقی در تابلو برق است. هر چند که در راهنمای زیمنس، نصب عمودی PLC هم مجاز شمرده شده است، اما سعی کنید تا حد امکان این کار را انجام ندهید. زیرا جریان یافتن طبیعی هوا تنها در صورتی ممکن است که تجهیزات به صورت افقی در رک پی ال سی نصب شده باشند. همچنین توجه داشته باشید که به منظور گردش هوای مناسب حتماً حداقل ۵ سانتی متر فاصله بین PLC ها و همچنین سایر اجزای تابلو برق در نظر بگیرید.

نصب منبع تغذیه PLC

انتخاب و نصب منبع تغذیه به قدری مهم است که دقیقاً اشتباه در این مورد به معنای شکست کل پروژه اتوماسیون است. برای انجام صحیح این کار، ابتدا باید تعداد و نوع ماژول های متصل به PLC را محاسبه نماییم. با انجام این کار مشخص می گردد که کدام یک از منابع تغذیه ۲، ۵ و یا ۱۰ آمپری را نیاز داریم. همچنین باید در نظر داشته باشید که از دو منبع تغذیه متفاوت برای CPU و ماژول ها در یک رک استفاده نکنید.

نکته مهم بعدی حفاظت از تجهیزات اتوماسیون در برابر صاعقه می باشد. توجه کنید که باید حتماً از چاه ارت متفاوتی برای تابلو برق استفاده کنید. زیرا استفاده همزمان از یک چاه ارت هم برای کل ساختمان کارخانه و هم برای تابلو های برق ممکن است در زمان بروز صاعقه و تخلیه چندین هزار آمپر جریان الکتریکی موجب از کار افتادن PLC ها گردد.

نصب ماژول ها و قوانین حاکم بر آن 

مهم ترین مواردی که در نصب ماژول ها باید در نظر داشته باشید شامل موارد زیر می گردد:

برش مقدار کافی از رک آلومینیومی PLC S7-300 (سری ۴۰۰ نیازی به انجام این کار ندارد). طول رک آلومینیومی باید حداقل ۱۵ سانتی متر از مجموع طول تمامی ماژول ها، به علاوه منبع تغذیه، به علاوه cpu در نظر بگیرید. این فاصله به شما امکان اضافه کردن تجهیزات بعدی را در آینده به رک plc خواهد داد.

ترتیب نصب ماژول ها باید طبق اصول خاصی باشد. برای مثال باید ماژول های هم نوع کنار یکدیگر تصب نمایید. یک ترتیب رایج برای plc s7-400 می تواند به صورت زیر باشد:

ابتدا منبع تغدیه، cpu، ماژول های دیجیتال، ماژول های آنالوگ، فانکشن ماژول ها و در نهایت اینترفیس ماژول ها

نصب رک اضافی و قوانین مربوط به آن

رک اصلی و یا central هم از نظر فیزیکی و هم از نظر قواعد پیکربندی جهت اضافه کردن ماژول ها با محدودیت مواجه است. در این رک حداکثر ۸ ماژول مختلف را می توان نصب کرد. در صورتی که تعداد ماژول ها بیشتر از این باشد، باید از رک های گسترش که expansion نام ارند استفاده کنیم. حداکثر ۳ رک گسترش را می توان به سیستم استپ سون اضافه کنیم.

ارتباط بین رک اصلی با رک گسترش از طریق کابلی صورت می گیرد که به ماژول IM متصل می شود.

نصب اینورتر:

اینورتر زیمنس

اینورتر صنعتی یا همان درایو صنعتی با نام تجاری VARIABLE FREQUENCY DRIVE که به صورت اختصار (VFD) نامیده می شود در معنی لغوی معکوس کننده می باشد و نوعی کنترل کننده دور و راه انداز موتور است. از نظر الکترونیکی هرگونه دستگاهی که برق DC را به برق AC تبدیل کند (مبدل DC TO AC)، اینورتر نامیده می شود. اینورتر ها این قابلیت را دارند برق AC خروجی را با ولتاژ و فرکانس مورد نیاز کاربر تامین و تولید کنند. در نهایت از برق AC تولید شده در خروجی اینورتر صنعتی (VFD)، می توانیم انواع موتور های AC سه فاز را کنترل و راه اندازی کنیم. اگر در استفاده از الکترو موتورها نیاز به تغییر سرعت در کاربری خود دارید، اینورتر به آسانی با افزایش یا کاهش سرعت موتور می تواند نیازهای شما را برآورده کند. این نوع اینورتر ها را با نامهای دیگری مانند: درایو سرعت متغیر، درایو سرعت قابل تنظیم، درایو فرکانس قابل تنظیم و درایو های صنعتی نیز می شناسیم. در حقیقت در اینورتر های صنعتی با تغییر نسبتی از ولتاژ و فرکانس می توانیم سرعت شفت را کنترل کنیم.

منابع:

۱. Electrical engineering portal

۲. AutomationForum

۳. مهندس‌یار