آموزش سری TRi PLC Fx: شروع برنامه‌نویسی منطق نردبانی و راه‌اندازی سخت‌افزار

شرکت Triangle Research International رویکردی منحصربه‌فرد به سیستم‌های کنترل با PLCهای سری Fx با برد باز ارائه می‌دهد. در این آموزش عملی، اصول اتصال، سیم‌کشی و برنامه‌نویسی یکی از این کنترلرها را بررسی می‌کنیم. از راه‌اندازی سخت‌افزار تا دانلود یک برنامه ساده از طریق ارتباط سریال، این راهنما نقطه شروع عملی برای مهندسانی است که به دنبال پلتفرم‌های PLC قابل سفارشی‌سازی برای کاربردهای OEM و اتوماسیون تعبیه‌شده هستند.

اگرچه برد مدار چاپی نمایان ممکن است برای بسیاری از مهندسان صنعت اتوماسیون و سیستم‌های کنترل ناآشنا به نظر برسد، PLC صرفاً دستگاهی است که با استفاده از ورودی‌ها و خروجی‌هایی که با دنیای واقعی تعامل دارند، عملکردهای منطقی را اجرا می‌کند. طراحی‌های PLC از نظر سطح حفاظت و دوام محیطی بسیار متفاوت است، اما عملکرد اصلی در همه سیستم‌ها یکسان باقی می‌ماند.

PLC سری Fx چیست؟

PLC سری Fx شرکت Mitsubishi Electric بیشتر عملکردهای مورد نیاز برای پروژه‌هایی از کنترل ساده ماشین تا سیستم‌های اتوماسیون نسبتاً پیچیده را شامل می‌شود. این کنترلرها معمولاً شامل پورت‌های ارتباطی اترنت، RS-232، دو پورت RS-485 و ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ هستند که بسته به مدل متفاوت است.

تعداد نقاط ورودی/خروجی می‌تواند با استفاده از شبکه Modbus گسترش یابد، که سیستم را برای کاربردهای اتوماسیون صنعتی مقیاس‌پذیر انعطاف‌پذیر می‌کند.

این آموزش از مدل Fx2424 استفاده می‌کند که ارائه می‌دهد:

• ۲۴ ورودی دیجیتال
• ۲۴ خروجی دیجیتال
• ۸ ورودی آنالوگ
• ۴ خروجی آنالوگ

ویژگی‌های فنی مهم برای برنامه‌نویسان شامل موارد زیر است:

• ورودی‌های دیجیتال تأمین‌کننده هستند و نیاز به سنسورها یا کلیدهای جذب‌کننده (NPN) متصل به ۰ ولت DC دارند.
• ورودی‌ها به صورت داخلی از منبع تغذیه ۲۴ ولت DC نیرو می‌گیرند و به ترمینال مشترک جداگانه نیاز ندارند.
• خروجی‌های دیجیتال جذب‌کننده هستند، به این معنی که دستگاه‌های بار باید به صورت خارجی تغذیه شوند.
• ورودی/خروجی آنالوگ از سیگنال‌های ۰–۵ ولت پشتیبانی می‌کند و شبکه‌های مقاومت اختیاری امکان استفاده از دستگاه‌های ۰–۱۰ ولت یا ۴–۲۰ میلی‌آمپر را فراهم می‌کنند.

راه‌اندازی سخت‌افزار پروژه

این آموزش مقدماتی از یک پیکربندی ساده شامل یک دستگاه ورودی و یک دستگاه خروجی متصل از طریق رابط ارتباطی RS-232 استفاده می‌کند. سخت‌افزار مورد نیاز شامل:

• کنترلر TRi PLC سری Fx
• منبع تغذیه صنعتی 24 ولت DC
• کابل مبدل USB به سریال
• کلید انتخابگر (دستگاه ورودی)
• رله مکانیکی (دستگاه خروجی)
• سیم‌کشی استاندارد

مرحله ۱: تأمین برق کنترلر

منبع تغذیه 24 ولت DC را به هدر ورودی برق که با +24 ولت و 0 ولت مشخص شده است وصل کنید. قبل از ادامه، مطمئن شوید که نشانگر LED برق روشن می‌شود.

مرحله ۲: اتصال کلید ورودی

از آنجا که ورودی‌ها سورس هستند، یک سیم از ترمینال 0 ولت منبع تغذیه به کلید وصل کنید. سپس سمت خروجی کلید را به ترمینال 1 در بلوک ترمینال ورودی متصل کنید.

اگر PLC و کلید از منابع تغذیه متفاوت استفاده می‌کنند، اطمینان حاصل کنید که هر دو منبع تغذیه یک اتصال مرجع 0 ولت مشترک دارند.

مرحله ۳: اتصال رله خروجی

از آنجا که خروجی‌ها سینک هستند، سیم‌پیچ رله را به +24 ولت DC متصل کنید. سپس سمت دیگر سیم‌پیچ رله را به ترمینال خروجی 1 در PLC وصل کنید.

ترمینال مشترک خروجی باید به ترمینال 0 ولت منبع تغذیه بار متصل شود تا مدار کامل شود.

نرم‌افزار برنامه‌نویسی PLC

PLC سری Fx از نرم‌افزار برنامه‌نویسی i-TRiLOGI استفاده می‌کند. قبل از اتصال کنترلر، نرم‌افزار را طبق دستورالعمل سازنده نصب کنید.

نرم‌افزار محیط برنامه‌نویسی منطق نردبانی را فراهم می‌کند که برای ایجاد، ویرایش و دانلود برنامه‌ها به PLC استفاده می‌شود.

اتصال به PLC با استفاده از ارتباط سریال

این آموزش از اتصال سریال RS-232 به جای اترنت استفاده می‌کند. کابل USB به سریال را بین کامپیوتر و پورت ارتباطی PLC وصل کنید.

پس از اتصال کابل، سیستم عامل یک شماره پورت COM اختصاص می‌دهد. شماره پورت اختصاص داده شده را با استفاده از مدیر دستگاه بررسی کنید.

در نرم‌افزار برنامه‌نویسی:

• منوی کنترلر را باز کنید
• گزینه اتصال به سرور را انتخاب کنید
• پورت سریال/USB را انتخاب کنید
• پورت COM صحیح را تنظیم کنید
• روی باز کردن پورت کلیک کنید

اگر اتصال موفقیت‌آمیز باشد، نرم‌افزار پیامی مبنی بر تأیید برقراری ارتباط با PLC نمایش می‌دهد.

نوشتن یک برنامه ساده منطق نردبانی

برنامه‌نویسی منطق نردبانی با ایجاد یک ردیف شروع می‌شود که رابطه بین یک شرط ورودی و یک عمل خروجی را تعریف می‌کند. در این مثال، یک کلید خروجی رله را کنترل می‌کند.

مراحل برنامه‌نویسی شامل موارد زیر است:

• یک کنتاکت معمولاً باز که نمایانگر دستگاه ورودی است ایجاد کنید
• یک سیم‌پیچ خروجی که نمایانگر رله است اضافه کنید
• آدرس‌های ورودی/خروجی را به هر دو دستگاه اختصاص دهید

برنامه نردبانی حاصل یک عملکرد کنترل ساده را انجام می‌دهد: وقتی کلید فعال می‌شود، رله تحریک می‌شود.

دانلود برنامه به PLC

پس از تکمیل برنامه منطق نردبانی، آن را با استفاده از عملکرد دانلود برنامه به PLC منتقل کنید.

روند انتقال شامل موارد زیر است:

• انتخاب کنترلر
• انتخاب انتقال برنامه به PLC
• پورت ارتباطی را تأیید کنید
• فرآیند دانلود را شروع کنید

اگر انتقال با موفقیت انجام شود، PLC بلافاصله اجرای برنامه جدید را آغاز می‌کند.

گام‌های بعدی در برنامه‌نویسی PLC

این مثال ساده‌ترین برنامه منطق نردبانی ممکن را با استفاده از یک PLC متصل سریالی نشان می‌دهد. در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی عملی، معمولاً عملکردهای اضافی نیز پیاده‌سازی می‌شوند، از جمله:

• پردازش سیگنال آنالوگ
• دستورات تایمر و شمارنده
• ارتباط شبکه‌ای
• نظارت بر هشدار و خطا
• ثبت داده‌ها و تشخیص سیستم

درک این ویژگی‌های پیشرفته به مهندسان امکان می‌دهد سیستم‌های اتوماسیون قابل اعتماد و مقیاس‌پذیر برای کاربردهای تولید، بسته‌بندی، جابجایی مواد و کنترل فرآیند بسازند.

درباره نویسنده

دنیل چن یک مهندس ارشد اتوماسیون صنعتی با بیش از ۱۵ سال تجربه عملی در برنامه‌نویسی PLC، سیستم‌های کنترل صنعتی و پروژه‌های اتوماسیون کارخانه است. او راه‌حل‌های اتوماسیون را در صنایع تولید، بسته‌بندی و جابجایی مواد طراحی و راه‌اندازی کرده است.

تخصص فنی او شامل توسعه منطق نردبانی، سیم‌کشی میدانی، پروتکل‌های ارتباط صنعتی و عیب‌یابی سیستم‌های کنترل مبتنی بر PLC است. او بر روش‌های مهندسی عملی تمرکز دارد که قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می‌بخشد، نگهداری را ساده می‌کند و از عملیات صنعتی بلندمدت پشتیبانی می‌کند.