آشنایی با مینی PLC Easy و نکاتی در مورد ورودی ها و خروجی های آن

در این قسمت از آموزش های کار با PLC می خواهیم شما را با مینی PLC Easy آشنا کنیم. این مینی PLC ساخت شرکت Moller آلمان اکنون توسط کمپانی Eaton و با نام PLC های سری Easy میشناسند که دارای سه سری 500، 700 و 800 هستند. این PLC در بسیاری از ماشین آلات صنعتی بکار گرفته شده و امکانات آن مشابه دیگر PLC هاست. در این بخش بطور مختصر به معرفی این PLC خواهیم پرداخت. جدول های زیر لیست PLC های Easy موجود در بازار را نشان می دهد و ظاهر کلی آن ها در سمت چپ شکل نمایش داده شده است.

رله های قابل برنامه ریزی Easy سری 500

رله های قابل برنامه ریزی Easy سری 700

رله های قابل برنامه ریزی Easy سری 800

تشریح قسمت های مختلف یک ماژول PLC Easy

منبع تغذیه
ورودی ها
لامپ نشان دهنده وضعیت
صفحه کلید
سوکت شبکه برای کارت حافظه یا کابل اتصال کامپیوتر به شبکه
خروجی ها
نمایشگر

علائم اختصاری به کار رفته در نام گذاری ماژول های PLC Easy

البته جهت تفکیک ماژول های این PLC علائم خاصی در نظر گرفته شده که می توان با مراجعه به شکل زیر با مفاهیم هر یک از آنها آشنا شد.

تشریح علایم به کار رفته در نامگذاری یک ماژول PLC EASY512-AC-RC

صفحه کلید ماژول PLC EASY

همچنین در بعضی از این PLC ها این امکان وجود دارد که توسط کلیدهای تعبیه شده بر روی خود ماژول اصلی، برنامه PLC را وارد و یا در مواقعی، برنامه داخل PLC را ویرایش نمود. در حالت کلی وظیفه هر یک از این کلیدها در شکل زیر نشان داده شده است.

وظایف هر یک از کلیدها

البته باید به این نکته توجه داشت که منوی تنظیمات و نمایش آنها در PLC های مختلف Easy متفاوت است. شکل زیر نمونه ای از منوهای نمایش وضعیت در PLC های مختلف را نشان می دهد. در خصوص این منوها و نحوه تنظیم آنها در آینده توضیح داده خواهد شد. در ادامه با نحوه اتصال منبع تغذیه به PLC و نکات مهمی در خصوص ورودیها و خروجیها آشنا می شویم.

نمونه ای از منوهای نمایش وضعیت در PLC های مختلف

نحوه اتصال منبع تغذیه به PLC های EASY

برای کار با PLC ابتدا توصیه می شود به کاتالوگ مربوط به آن مراجعه شود تا بر اساس اطلاعات تکنیکی ارائه شده، نحوه بکارگیری آن مشخص گردد. به عنوان مثال با مراجعه به اطلاعات تکنیکی از هر دو نسخه “Easy” یکی از نوع DC با ولتاژ 24 ولت و دیگری از نوع “AC” با ولتاژ استاندارد 100 الی 240 ولت مشخص می شود که نحوه اتصال منبع تغذیه به آنها بترتیب باید به شکل های زیر باشند.

نحوه اتصال منبع تغذیه DC به ماژول اصلی و ماژول افزایشی Easy

نحوه اتصال منبع تغذیه AC به ماژول اصلی و ماژول افزایشی Easy

توجه داشته باشید که جای سیم های فاز و نول بصورت صحیح به دستگاه وصل شود و توصیه شده که از فیوزهای سیمی برای حفاظت استفاده نشود زیرا این فیوزها در برابر جریان بالا ذوب شده و ممکن است موجب آتش سوزی گردند. البته ماژول Easy مدل DC در برابر اتصال معکوس ورودی حفاظت شده ولی دقت کنید که پلاریته ورودی موقع اتصال بصورت صحیح باشد.

نحوه بکارگیری ورودی های PLC Easy

مطابق شکل زیر ورودی های Easy بصورت رله الکترونیکی است و نحوه بکارگیری آنها به صورت زیر میباشد:

• اتصال ورودی های Easy – AC :

برای اتصال ورودیهای Easy – AC توصیه شده از استانداردهای VDE , IEC , UL و CSA مقررات ایمنی استفاده شود. ضمنا بهتر است ورودیهای AC بصورت یکی از ساختارهای شکل زیر به PLC متصل شوند.

اتصال ورودی ها به ماژول اصلی Easy – AC

اتصال ورودی ها به ماژول افزایشی Easy – AC

توجه داشته باشید که رنج ولتاژ ورودی ها برای سطح خاموش 40 – 0 ولت و برای سطح روشن 264 – 79 ولت است ضمنا حداکثر جریان ورودیهای I1 تا I6 و I9 تا I12 تقریبأ 0.5mA در ولتاژ 230V و 0.25mA در ولتاژ ۷ 115 می باشد. البته برای ورودیهای I8 و I7 این مقدار برابر 6mA در ولتاژ 230V و 4mA در ولتاژ 115V است.

نکته بسیار مهم دیگری که وجود دارد این است که میدان های الکتریکی مزاحم می توانند منطق سیگنال های ورودی را عوض کنند، بنابراین توصیه می شود حداکثر طول کابلها بصورت زیر در نظر گرفته شود.

R1 تا R12 و I1 تا I6 و 19 تا 40m ———I12 بدون هیچ مدار اضافی

ورودی های 100m ———— I7 , I8 بدون هیچ مدار اضافی

برای طولهای بیشتر از مقادیر فوق نیز توصیه می شود از یک دیود سری در مسیر جریان استفاده شود (دیود 1N4007 با جریان یک آمپر و ولتاژ معکوس 1000 ولت) که نحوه نصب آن در شکل زیر نشان داده شده است.

نحوه اتصال ورودی های با طول زیاد توسط دیود به ماژول های Easy مدل AC و AB

توجه: لامپ های نئون با یک جریان نشتی حداکثر 2 میلی آمپر در ولتاژ 230 ولت و با جریان نشتی حداکثر یک میلی آمپر در ولتاژ 115 ولت را تنها میتوان به ورودی I7 و I8 متصل کرد. همچنین بهتر است از لامپهای نئونی با ساختار جدا کننده اتصالی N استفاده شود.

– از فیوزهای سیمی در اتصال I8 و I7 استفاده نکنید زیرا ممکن است در اثر جریانهای هجومی این فیوزها بسوزند یا ذوب شوند.

– توصیه می شود از مدار شکل زیر برای کلیدهای مجاورتی استفاده شود تا از تداخل میدانهای الکتریکی مزاحم جلوگیری شود.

استفاده از کلید های مجاورتی در ورودی های ماژول Easy جهت جلوگیری از تداخل میدان

وجود یک خازن 100nF موجب می شود زمان میرایی ورودی فعال، برابر با 80mSec در فرکانس 50Hz و 66.6mSec در فرکانس 60Hz گردد. ضمناً می توان مطابق شکل زیر از یک مقاومت جهت محدود کردن جریان هجومی استفاده کرد.

استفاده از خارن و مقاومت جهت محدود کردن جریان هجومی در ورودی های ماژول Easy

– شرکت Felten & Guilleaume ابزارهایی را جهت افزایش جریان ساخته است که طبق شکل زیر به ورودی اصلی وصل می شوند.

• اتصال ورودی های Easy – DC و Easy – DA

از ترمینال های ورودی I12 – I1 می توان برای وصل شستی ها ، کلیدها و یا کلید های مجاورتی سه یا چهار سیمه استفاده کرد. PLC رنج ولتاژ ورودی 0 تا 5 ولت را OFF و 15 تا 28.8 ولت را ON در نظر می گیرد. همچنین در Easy – DC جریان ورودی های I1 تا I9 ، I6 تا I12 و R1 تا R12، برابر 3.3mA در ولتاژ 24 ولت است و برای ورودیهای I7 و I8 نیز جریان برابر 2.2mA در ولتاژ 24 ولت می باشد. در Easy – DA نیز جریان ورودیهای I1 تا I6 برابر 3.3mA در ولتاژ 12 ولت است و برای ورودیهای I7 و I8 نیز مقدار جریان 1.1mA در ولتاژ 12 ولت می باشد.

ورودی های آنالوگ 0 تا 10 ولت

توجه داشته باشید که از ورودیهای I7 و I8 می توان برای ورودیهای آنالوگ صفر تا 10 ولت استفاده نمود، اما نکته مهمی که باید به آن توجه داشت این است که سیگنالهای آنالوگ نسبت به سیگنالهای دیجیتال به تداخل امواج مزاحم حساس ترند لذا توصیه می شود از کابلهای زوج با پوشش حفاظتی استفاده شود و یا برای کابلهایی با طول کم بهتر است پوشش حفاظتی از هر دو طرف به زمین وصل گردد. البته برای کابلهایی با طول 30 متر یا بیشتر، زمین کردن کابل در یک سمت کافی است.

همچنین بهتر است کابلهای انتقال سیگنالهای آنالوگ در کنار کابلهای تأمین انرژی دستگاه قرار نگیرند ضمناً لازم است بارهای القایی خروجی Easy از طریق منبع جداگانه ای تغذیه شوند و جهت جلوگیری از تداخل امواج از مدارات پارازیت گیر استفاده گردد. توجه داشته باشید در صورتی که تغذیه موتورها و بوبین هایی که از طریق Easy فعال می شوند مشترک باشد، هنگام کلید زنی این عناصر، روی سیگنالهای آنالوگ ورودی سیگنال مزاحم پدید می آید.

برای آشنایی با نحوه اتصال سیگنال های آنالوگ به PLC به چهار مدار عملی نشان داده شده در اشکال زیر توجه کنید.

نحوه اتصال پتانسیومتر با مقاومت 1KΩ (یک پتانسیو متر 0.25W ،1KΩ )

نحوه اتصال سنسورهای حساس به شدت روشنایی به ورودی ماژول EASY

نحوه اتصال سنسورهای حساس به دما به ورودی ماژول EASY

در 2 شکل بالا چگونگی اتصال سنسورهای حساس به دما و حساس به شدت روشنایی نشان داده شده است و شکل زیر نیز اتصال یک سنسور 4 تا 20 میلی آمپر را مشخص می کنند. توجه داشته باشید که سنسورهای 4 تا 20 میلی آمپر با مقاومت خروجی 500 اهم، می توانند بدون هیچ مشکلی به Easy وصل شوند.

نحوه اتصال سنسور 4 تا 20 میلی آمپر به ورودی ماژول Easy

نحوه بکارگیری خروجی ها

مطابق شکل زیر عملکرد ترمینال خروجی Easy مثل کنتاکت یک رله می باشد. لذا در دیاگرام مداری Easy می توان از کنتاکتهای باز و بسته خروجی برای تولید شرایط مختلف سویچینگ استفاده نمود.

البته برای راه اندازی بارهایی مثل لامپ های فلورسنت و لامپ های رشته ای ، کنتاکتورها ، رله ها و موتورها میتوان از خروجی های ترانزیستوری نیز استفاده کرد. اما توصیه می شود قبل از اتصال آنها به PLC به اطلاعات تکنیکی مربوط به آن خروجی ها توجه شود. اشکال الف و ب به ترتیب نحوه اتصال بارها به خروجی های رله ای و ترانزیستوری را نشان می دهند.

شکل الف: نحوه اتصال بارها به خروجی های رله ای

شکل ب-1 نحوه اتصال بارها به خروجی های ترانزیستوری

شکل ب-2 نحوه اتصال بارها به خروجی های ترانزیستوری

نکات مهم در استفاده از ورودی ها و خروجی های PLC ٍEasy

توجه: ولتاژ بیشتر از حد تحمل کنتاکت ها (250 ولت) ممکن است باعث خرابی Easy گردد.

توجه: می توان 4 کنتاکت خروجی را بصورت موازی بکار گرفت و جریان خروجی ها را تا حداکثر 2 آمپر افزایش داد. خروجی هایی را که می توان بصورت موازی بکار گرفت عبارتند از: (Q1 تا +Q5) ، (Q4 تا S1 ) ، ( Q8 تا S5 ) ، ( S4 تا S8). همچنین توجه داشته باشید که خروجیهائی که به صورت موازی بسته می شوند باید به صورت همزمان هم راه اندازی شوند.

توجه: از مدار شکل زیر می توان برای کاهش اثر تداخل بارهای سلفی در خروجی Easy تغذیه شده با 24 ولت استفاده کرد. مطابق مدار نشان داده شده در صورت رخ دادن یک اتصال کوتاه و یا اضافه بار، خروجی ترانزیستوری خاموش خواهد شد. و خروجی زمانی دوباره قابل استفاه است که با گذشت زمان ولتاژ به حد آستانه وصل برسد. این زمان به ولتاژ قابل تحمل و جریان مجاز در نظر گرفته شده برای خروجی بستگی دارد.

توسعه ورودی ها و خروجی ها

شما می توانید از واحد های توسعه برای افزایش تعداد ورودیها و خروجیها به ترتیب نشان داده شده در شکل زیر استفاده کنید.

در اکثر مواقع واحدهای توسعه دقیقاً در کنار واحد اصلی قرار می گیرند و از طریق پین های اتصال دهنده ” Easy link ” به واحد اصلی متصل می شود. شکل زیر را ببینید.

توجه: واحد اصلی و توسعه می توانند با منابع تغذیه جداگانه ای تغذیه شوند.

در بعضی از مواقع توسعه واحدهای ورودی خروجی به شکل زیر می باشد. در این ساختار، واحدهای توسعه ممکن است در فاصله دورتری از واحد اصلی نصب گرداند و توسط کابلی مثل NYM (با ولتاژ نامی U = 300 / 500 VAC ) به واحد اصلی وصل شوند.

در مثال شکل زیر ترمینالهای +E و -E از Easy200 در مقابل اتصال کوتاه و اتصال اشتباه پلاریته ها حفاظت شده است اما نحوه عملکرد سیستم زمانی درست خواهد بود که ترمینالهای + و -E به ترمینالهای هم نام خودشان در ابزار توسعه متصل گرداند.