پروژه بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه با PLC در 75 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب:

        چكیده....................................................................................................................... 6  

        نمای شماتیك  از برد الكترونیكی................................................................................7

       نمای اصلی برد(قسمت الكترونیك)...............................................................................8 

      نمای كلی پروژه..........................................................................................................9             

فصل اول :سخت افزار.......................................................................................................  11       

 Plc1-1         ...................................................................................................................12

1-2       موتور گیربكسی  ......................................................................................................40

1-3       سنسور مادون قرمز.....................................................................................................46

1-4       میكرو كنترلر ...........................................................................................................51  

Lcd1-5      ......................................................................................................................60

1-6      خلاصه فصل..............................................................................................................65

فصل دوم: نرم افزار.............................................................................................................66

2-1          برنامه plc  ........................................................................................................ 67

2-2         برنامهAVR..........................................................................................................70

2-3        خلاصه فصل.......................................................................................................... 73

منابع...................................................................................................................................74

چكیده:

لازم است قبل از شروع به بحث مختصری راجع به كل پروژه توضیحاتی را ذكر كنم. پروژه من  در اصل برنامه نویسی plcاست اما از آنجاییكه من در پروژه از قسمت الكترونیكی نیز استفاده كردم با راهنمایهای استاد راهنما لازم دانستم كه  در مورد این قسمت نیز در این مستندات توضیحاتی را ذكر كنم. حال اصل موضوع از این قرار است كه ما در كارخانه ها دیده ام كه افرادی را برای كنترل نوار نقاله گذاشته اند كه این امر علاوه بر هزینه  های زیاد ،خطاهای انسانی را نیز در بر دارد .اما با پیشرفت تكنولوژی ماجولهای قابل برنامه ریزی وارد بازار صنعت شده كه از آن جمله بهترین و در دسترس ترین و با تنوع زیاد را شاید بتوانplcنام برد كه این مشكلات را حل كرد. كه ما از این ماجولplcكه از نوع خاص آن logoاستفاده كردیم و فرمانی را توسط این ماجول به موتور نوار نقاله  مبنی بر راه اندازی و كنترل  نوار نقاله  دادیم. بعد از این مرحله وارد قسمت الكترونیكی مدار شدیم كه شمردن كالاها روی نوار نقاله بود كه این كار توسط مادون قرمز و بعد خروجی مادون به ورودی avrو استفاده از كانتر  avrبرای شمردن كالاهاو سپس نمایش بررویlcdكه به قسمت خروجی avrوصل است. كه در فصل اول در مورد سخت افزارهای بكار رفته در این پروژه صحبت میكنیم ودر فصل دوم در مورد نرم افزارهای كه یكی plc و دیگری avr  است بحث خواهیم كرد لازم به ذكر است در پایان هر فصل اهداف كلی به عنوان خلاصه فصل بیان شده است.

PLC:

PLC مخف Programable logic contorerl به معنی برنامه کنترل منطقی می باشد که برنامه نوشته شده توسط کامپیوتر را از کامپیوتر به کنتاکتور ها یا رله ها توسط مدار رابط یا اینتر فیس انتقال میدهد و طبق برنامه ذکر شده دستگاه ها را راه اندازی و کنترل می نمایید. امروزه استفاده از PLC در صنایع و کارخانه ها رو به افزایش است و بایستی برقکاران صنعتی طرز استفاده از آن را بدانند.PLC هایی مورد آموزش مربوط به شرکت زیمنس می باشند.

شمای كلی  PLCها:

PLC PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER))کنترل کننده قابل برنامه ریزی منطقی:

در سال 1968 آمریکایی ها اولین PLC را ساختند و آنرا کنترل قابل برنامه ریزی نام نهادند {PROGRAMABLE CONTROLLER } آلمانی ها در سال 1973 PLC را وارد بازار کردند و اکنون شرکتهای مختلفی در جهان در زمینه ساخت و استفاده از PLC در حال فعالیت هستند.سهم شرکت زیمنس از بازار PLC جهان 26%_ شرکت آمریکایی ALAM BRADLEY 26 % _ OMRON ژاپن 11 ٪ ــ MITSUBISHI 9 ٪ و الباقی مربوط به کمپانی های AEG-BOSCH -GENRAL ELECTRIC و TELEME CANIQUE فرانسه می باشد.

شرکتهای ایرانی نظیر کنترونیک - صنعت فردا و فتسو آلمانی که همگی مدلی از زیمنس آلمان می باشند.

طراحی مدار فرمان توسط کامپیوتر :

هر سیستم نیاز به کنترل دارد.در سیستم های صنعتی 2 نوع کنترل وجود دارد.

1-سخت افزاری(مدارات فرمان الکتریکی) 2- سیستم های PLCسیستم های PLC خود به 2 گروه تقسیم می شوند : 1- سیستم های کنترلی گسترده DCS 2- کامپیوتر های شخصی IPC

پروسه کار یک PLC:

ورودی پردازش خروجی

ورودی می تواند سنسور ها - کلید های قطع ووصل -عوامل مکانیکی و...باشند. خروجی هم موتورها - رله یا کنتاکتورها - لامپ ها و نمایشگر ها باشند.

با اعمال ورودی به یک سیستم PLC که می تواند بصورت کلیدی و یا سنسور باشد عمل پردازش بر روی ان صورت گرفته و نتیجه عمل در یک عمل کننده یا یک شبیه ساز آشکار می شود.به مجموعه این اعمال یک فرایند یا پروسه کاری گفته می شود.

موارد کاربرد PLC :

1- کنترل هر گونه ماشین و وسیله برقی

2- کنترل هر سیستم خط تولید

3- کنترل فرمان مدار CNC (ماشین های فرز پیشرفته )

تفاوت PLC با کامپیوتر :

تمامی اجزا یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد ولی کامپیوتر از لحاظ نوع ورودی و خروجی ها و همچنین عمل ترکیب ورودی ها و خروجی ها با PLC متفاوت می باشد.خروجی PLC می تواند یک رله - تریاک - ترانزیستور - تریستور و غیره باشد که با توجه به حداکثر جریان مجاز خروجی PLC باید انتخاب شود تا آسیبی به سیستم وارد نشود.

در PLC ما نتیجه عمل را می بینیم ولی در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.

تفاوت رله های قابل برنامه ریزی باPLC:

مزایای این رله ها:

قیمت ارزان-سبك-كوچك هستندكه برای كاربردهای محدود مانند پله برقی ، راه اندازی یك یا چند موتور و موارد مشابه.

در ضمن دراكثر رله های قابل برنامه ریزی در جلوی پانل آنها یك (DISPLAY)كوچك وجود دارد كه می توان از طریق آن  برنامه مورد نظر را  در آن نوشت.(یك صفحه كلید كوچك نیز دارد.)

محدودیت های این رله:

1-     تعداد ورودی ها و خروجی ها محدود است(بین 20 تا30)

2-     تعداد تایمرها و شمارنده های داخل آن محدود است.

3-     تعداد سطرهای برنامه نویسی آن محدود است.

4-     تعداد قطعات فراخوانده شده از حافظه محدود است.

حافظه بکار رفته در PLC :

در PLC از حافظه های نیمه هادی و بیشتر از RAM و EEPROM استفاده می شود .یک باتری نیز برای جلوگیری از پاک شدن اطلاعات حافظه RAM در مواقع قطع برق و خاموش کردن دستگاه بکار برده می شود.یک خازن نیز موازی با باتری بک آپ قرار گرفته که بهنگام تعویض باتری می تواند برق سیستم را بمدت 30 ثانیه تامین نمایید.ولتاژ باتری3.6 ولت با جریان دهی 0.09 میلی آمپر می باشد.

در مقایسه با روشهای حل سنتی و PLC می توان نتیجه گرفت که روش کار PLC آسانتر و توانایی و قابلیت بیشتری نسبت به روش سنتی می باشد.در PLC می توان براحتی در برنامه و اجرای آن تغییرات اعمال نمود.همچنین دارای حجم کم و ارزانتری می باشد و نگهداری آن نیز آسانتر است.

 امروزه در بین كشورهای صنعتی ، رقابت فشرده و شدیدی در ارائه راهكارهایی برای كنترل بهتر فرآیندهای تولید ، وجود دارد كه مدیران و مسئولان صنایع در این كشورها را بر آن داشته است تا تجهیزاتی مورد استفاده قرار دهند كه سرعت و دقت عمل بالایی داشته باشند. بیشتر این تجهیزات شامل سیستم‌های استوار بر كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Controller) هستند. در بعضی موارد كه لازم باشد می‌توان PLCها را با هم شبكه كرده و با یك كامپیوتر مركزی مدیریت نمود تا بتوان كار كنترل سیستم‌های بسیار پیچیده را نیز با سرعت و دقت بسیار بالا و بدون نقص انجام داد.

قابلیت‌هایی از قبیل توانایی خواندن انواع ورودی‌ها (دیجیتال ، آنالوگ ، فركانس بالا...) ، توانایی انتقال فرمان به سیستم‌ها و قطعات خروجی ( نظیر مانیتورهای صنعتی ، موتور، شیر‌برقی ، ... ) و همچنین امكانات اتصال به شبكه ، ابعاد بسیار كوچك ، سرعت پاسخگویی بسیار بالا، ایمنی ، دقت و انعطاف پذیری زیاد این سیستم‌ها باعث شده كه بتوان كنترل سیستم‌ها را در محدوده وسیعی انجام داد.

مفهوم كنترلرهای قابل برنامه‌ریزی PLC:

در سیستم‌های اتوماسیون وظیفه اصلی كنترل بر عهده PLC است كه با گرفتن اطلاعات از طریق ترمینالهای ورودی، وضعیت ماشین را حس كرده و نسبت به آن پاسخ مناسبی برای ماشین فراهم می‌كند. امكان تعریف مدهای مختلف برای ترمینالهای ورودی/خروجی یك PLC، این امكان را فراهم كرده تا بتوان PLC را مستقیما به المانهای دیگر وصل كرد. علاوه بر این PLC شامل یك واحد پردازشگر مركزی( CPU) نیز هست، كه برنامه كنترلی مورد نظر را اجرا می‌كند. این كنترلر آنقدر قدرتمند است كه می‌تواند هزارها I/O را در مدهای مختلف آنالوگ یا دیجیتال و همچنین هزارها تایمر/ كانتر را كنترل نماید. همین امر باعث شده بتوان هر سیستمی، از سیستم كنترل ماشین‌هایی با چند I/O كه كار ساده‌ای مثل تكرار یك سیكل كاری كوچك انجام می‌دهند گرفته تا سیستم‌های بسیار پیچیده تعیین موقعیت و مكان‌یابی را كنترل نمود. این سیستم می‌تواند بدون نیاز به سیم‌بندی و قطعات جانبی و فقط از طریق نوشتن چند خط برنامه تا صدها تایمر را در آن واحد كنترل و استفاده نماید.