کار برد plc ها در کشتی

امروزه در کشتی های جدید از کنترولر های PLC فراوان استفاده می شود و افسر برق کشتی فارغ از اینکه چه گرایشی از برق راخوانده است می بایست با این تکنولوژی آشنایی داشته باشد. بر خلاف تصور خیلی ها, اصلا پیچیده و غیر قابل فهم هم نیستند. plc ها جای مدارات کنتاکتوری قدیمی با پنل های بزرگ و شلوغشان را گرفته اند.

PLC ها مزایای زیادی نسبت به مدارات فرمان قدیمی دارند.از جمله مزایای آن ها کاهش هزینه, صرفه جوئی در زمان , عدم وجود اغتشاشات صوتی و مکانیکی , عیب یابی آسان , امکان تغییر برنامه و امکان شبکه کردن را می توان نام برد.

PLC:
مخفف عبارت(Programmable Logic Controller) می باشد یعنی کنترلکننده منطقی برنامه پذیر. PLC وسیله ای است که متناسب به برنامه ای که به آن داده شده با دریافت ورودی در خروجی وظیفه ای را انجام می دهد. به عبارت دیگر PLC نوعی کامپیوتر است که برنامه ای خاص را اجرا می کند.

با حضور PLC تجهیزات و قطعات استفاه شده در کنترل فرآیندهای صنعتی و خطوط تولید تغییر نمود و مدارهای رله کنتاکتوری و سخت افزاری حالت جامد کم کم جای خود را به کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر یعنی PLC ها داده اند بدون تردید PLC مهم ترین و پر کاربردترین وسیله اتوماسیون در صنایع مدرن امروزی است.

در ماشین ها وخطوط تولید جدید، کمتر موردی را می توان یافت که از PLC استفاده نشده باشد.در حقیقت این وسیله بسیار قابل انعطاف که خود یک کنترل کننده کامل است به عنوان قطعه ای برنامه پذیردر صنایع گوناگون کاربرد وسیعی یافته است به گونه ای که با پیشرفت تکنولوژی و حضور اتوماسیون در عرصه صنعت در طراحی کنترل کننده ها و مدارها فرمان خطوط تولید و فرآیندهای صنعتی استفاده از مدارهای فرمان قدیمی منسوخ گردیده و در اکثرمراکز صنعتی از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده می شود.

برای بررسی نقش بهتر این کنترل کننده هابه بررسی آن ها در پروسه های کوچک با سرعت کارایی نسبتا متوسط می پردازیم:

در پروسه های با I/O های محدودکه نیاز به برنامه نویسی پیچیده ندارد می توانیم از کنترل کننده ها با برنامه‌نویسی ساده (LOGO) استفاده کنیم.

LOGO:

LOGO یکminiPLC ازخانوادهPLC های SIEMENS است که با همان منطق PLC های S5 و S7 برنامه نویسی می‌شود مثلا زبان برنامه نویسی LADDER وCSF یا FBD S5 و S7 کاملا شبیه زبان برنامه نویسی LADDER و FBD , LOGO است منتهی LOGO قدری کوچک تر از یک PLC است و قدرت cpu آن کمتر و تعداد ورودی و خروجی های کمتری دارد البته به همان نسبت نیز LOGO ارزانتر از یک PLC است.

LOGO دارای کاربردهای عملی زیادی است که هم در مصارف صنعتی و هم در مصارف خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. صدها و هزاران LOGO در حال حاضر در تمام نقاط مختلف جهان مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجا که روش برنامه نویسی LOGO آسان است کاربران آن روز به روز افزایش می یابند.

ساختار ماژولی و مدلهای مختلف برای ولتاژهای مختلف باعث شده یک قابلیت انعطاف پذیر برای انجام همه نوع کارها فراهم کند. خصوصیات ذکر شده برای LOGO آن را برای اتوماسیون پروسه های کوچک ومتوسط بسیار مناسب ساخته است چون هم هزینه هارا کاهش می دهدو هم به راحتی برنامه نویسی می شود.

از این رو در کشتی که اکثر پروسه ها به پروسه های متوسط و کوچک ختم می شودو استفاده از PLC در چنین پروسه هایی اصلاً معقول و مقرون به صرفه نیست LOGO بی نظیر است و زمینه های کاربردی فراوانی می‌تواند داشته باشدو این مزیت LOGOنسبت به PLC است.

از طرفی LOGO چون دقیقا با همان منطق PLC برنامه ریزی می شود یادگیری LOGO بستر بسیار مناسبی برای یادگیری PLC های S5 وS7 می باشد. با استفاده از نرم افزارLOGO SOFT COMFORT به راحتی می توانیم طرح مدارمان را قبل از load شدن روی دستگاه ببینیم و با استفاده از simulation نحوه عملکرد آن را تست کنیم و بعد از مطمئن شدن و بر طرف کردن خطاها و مشکلات آن را روی دستگاه load کنیم و ورودی-خروجی ها را به آن متصل کنیم.گرچه برنامه ریزی در کشتی به ندرت یا هرگزپیش نمیاید ولی آشنایی با آن در فهم عملکرد و عیب یابی کمک بسیاری می کند.

نمونه هایی از کاربردهای PLC و LOGO در کشتی ها:

• Boiler control panel
• M/E Alarming System
• Air Conditioning System
• Auto/standby Motors
• purifier control panel
• etc...

LOGO برای تمام محیط ها مناسب است. یعنی با شرایط دمایی و رطوبتی روی دریاها ,بنادر نیز سازگار است. بخاطر همین در ساختار کشتی و زیردریایی ها مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که مجبور به کار درشرایط آب و هوایی خاص مثل محیطی با لرزش و رطوبت بالا باشیم LOGO نیاز ما را برطرف می کند.

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.

حافظه به کار 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 به کار 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 بعضی از plc های به کار رفته در کشتی ها بک آپ برای باطری وجود ندارد. بنابر این در موقع عوض کردن باطری برق اصلی همواره باید وصل باشد وگرنه با بیرون آوردن باطری برنامهء plc پاک می شود.)

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

در کشتی های ما معمولا" از PLC های زیمنس استفاده شده است. PLC های شرکت زیمنس را می توان بدو دسته کلی با ورژن های مختلف تقسیم کرد. 1-STEP 5 یا S5 2- STEP7 یا S7 که S5 اولین سری PLC بوده که تحت DOS بوده و بعد تحت WINDOWS آن به بازار آمد.

PLC های S7 از سری S7-200 و S7-300 و S7 400 می باشند که بیشترین کار برد را در کشتیها دارد.
زبان های برنامه نویسی در هر دو دسته مشترک می باشد وفقط در برخی موارد تفاوت اندکی دارند.

نشانگر های موجود بروی plc:

• SF:System Failur خطای سخت افزاری یا نرم افزاری.
• BF: Bus Failur خرابی شبکه.
• BATF: Battery Failur خرابی باتری.
• FRCE:Force تغییر اجباری برنامه.
• RUN: برنامهء plc درحال اجرا می باشد.
• STOP: اجرای برنامه متوقف است.

کلید مد روی سری زیمنس:

• mode run-p دراین مد برنامه در حال اجرا است و برنامه ریزی همزمان ممکن است.
• mode run در این مد برنامه در حال اجراست و برنامه ریزی همزمان امکانپذیر است.
• mode stop در این مد اجرای برنامه متوقف و برنامه ریزی ممکن است.
• mode mres اجرای برنامه متوقف است.این مد جهت reset کردن پی ال سی استفاده می شود. ( کل اطلاعات از حافظهء کاری پاک می شود)

برای reset کردن یک کنترولر چنین عمل می کنیم:
کلید مد را روی MRES میبریم پس از اینکه چراغ stop دو بار آرام چشمک زد کلید مد را روی حالت stop برده و مجددا" به حالت MRES بر می گردانیم. چراغ stop شروع به چشمک سریع می کند. کلید را نگه میداریم تا stop به طور ثابت روشن شود.

PLC ها دو تا حافظه دارند. یکی حافظه ثابت یا load memory که برنامهء اصلی اونجا لود می شود.

دیگری حافظهء کاری یا working memory که فقط درهنگام اجرای برنامه ُ اطلاعات مورد نیاز به اینجا آورده می‌شود. این حافظه نیز توسط باطری بک آپ می شود. وقتی ما پی.ال.سی را ریست میکنیم این حافظه پاک می‌شودو برای اجرای دوبارهء برنامه به حافظهء load memory مراجعه می کند.

چند واژه در سیستمهای plc:

• H.M.I = Human Machin Interface
• R.L.O = Result Of Logic operation
• F.B.D = Function Block Diagrom