کارت PLC I/O

کامپیوتر منطقی قابل برنامه ریزی (کارت PLC) یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی است که به طور کلی برای کنترل فرآیند استفاده می شود. برای اتوماسیون صنعتی از نرم افزار کنترل منطقی قابل برنامه ریزی چندگانه (PLC) و همچنین سخت افزار استفاده می شود.

یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی از ماژول های ورودی و خروجی مختلف تشکیل شده است. یک PLC با استفاده از پایانه های ورودی وضعیت سوئیچ ها و سنسورها را کنترل می کند و بر اساس این وضعیت از طریق ترمینال های خروجی به دستگاه های خروجی فرمان می دهد.

تقسیم بندی PLC

سخت افزار PLC از انواع مختلفی از ماژول های ورودی و خروجی به صورت آنالوگ و دیجیتال تشکیل شده است. برندهای مختلف PLC انواع مختلفی از ماژول های سخت افزاری PLC را طراحی و تولید می کنند. به طور عمده، سخت افزارهای PLC به دو نوع مختلف طبقه بندی می شوند:

• PLC فشرده (Compact PLC)
• PLC ماژولار (Modular PLC)

PLC یکپارچه یا فشرده

نوع PLC فشرده دارای ماژول های سخت افزاری محدود و ثابت داخلی است. بنابراین، PLC فشرده به عنوان PLC ثابت نامیده می شود. این نوع پی ال سی فقط شامل ورودی، واحد پردازش مرکزی (CPU)، منبع تغذیه (PS)، خروجی و ماژول های ارتباطی است.

PLC ماژولار

نوع PLC ماژولار امکان گسترش سیستم PLC را از طریق استفاده از ماژول های اضافی فراهم می کند. ما می توانیم چندین ماژول را در سخت افزار PLC مدولار اضافه یا متصل کنیم. این چندین جزء بر روی شاسی یا قفسه با اسلات های مختلف نصب می شوند.

بنابراین، PLC ماژولار به عنوان PLC نصب شده در قفسه (Rack-mounted PLC) نامیده می شود.

در شکل زیر، بلوک سخت افزار PLC ماژولار نشان داده شده است که در آن ماژول های مختلف متصل می شوند.

ساختار PLC

ساختار یک PLC تقریبا شبیه به چینش یک کامپیوتر است. کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی به ‌طور مداوم مقادیر ورودی دستگاه‌های سنسور مختلف (مانند شتاب‌سنج، مقیاس وزن، دماسنج و غیره) را نظارت می‌کنند و خروجی مربوطه را بسته به ماهیت تولید و صنعت، تولید می‌کنند. یک بلوک دیاگرام معمولی PLC از هفت بخش تشکیل شده است:

• قفسه یا شاسی
• ماژول منبع تغذیه (PS)
• واحد پردازش مرکزی (CPU)
• ماژول رابط (IM)
• ماژول سیگنال (SM) یا همان ماژول ورودی و خروجی
• ماژول های عملکردی (FM)
• ماژول ارتباطی (CP)

در ادامه به انواع ماژول سیگنال یا کارت PLC و عملکرد آن می پردازیم.

ماژول سیگنال (SM)

ماژول سیگنال اطلاعات داده را از طریق ماژول های ورودی و خروجی (کارت PLC) مبادله می کند.

1. ماژول های سیگنال ورودی برای اتصال ورودی های میدان دیجیتال یا آنالوگ به PLC استفاده می شوند.

• ماژول ورودی دیجیتال (کارت ورودی دیجیتال)
• ماژول ورودی آنالوگ (کارت ورودی آنالوگ)

2. ماژول های سیگنال خروجی برای اتصال خروجی های میدان دیجیتال یا آنالوگ از PLC استفاده می شوند.

• ماژول خروجی دیجیتال (کارت خروجی دیجیتال)
• ماژول خروجی آنالوگ (کارت خروجی آنالوگ)

این سیگنال های ورودی/خروجی دیجیتال یا آنالوگ را می توان از طریق ماژول سیگنال به بخش کنترلگر متصل کرد.

سیگنال I/O چیست؟

I/O مخفف “Input/Output” است و به سادگی تلفظ می شود. کامپیوترها بر این ایده اساسی بنا شده اند که هر ورودی منجر به خروجی می شود. به عنوان مثال، اگر یک برنامه پردازشگر کلمه را اجرا می کنید و یک جمله را روی صفحه کلید خود تایپ می کنید، متن روی صفحه ظاهر می شود.

در محاسبات، ورودی/خروجی (I/O، یا غیررسمی io یا IO) ارتباط بین یک سیستم پردازش اطلاعات، مانند کامپیوتر و دنیای خارج، احتمالاً یک انسان یا یک سیستم پردازش اطلاعات دیگر است.

انواع سیگنال I/O

ورودی ها و خروجی ها می توانند دیجیتال یا آنالوگ باشند و ماژول های ورودی/خروجی برای نوع مناسب ورودی/خروجی در دسترس هستند. استفاده از آنالوگ یا دیجیتال به منبع ورودی و نوع خروجی مورد نیاز، بستگی دارد.

راه دیگری برای فکر کردن به I/O نحوه ادغام آن با PLC است. اساسا، I/O می تواند یکپارچه یا توزیع شود. نمونه‌هایی از I/O یکپارچه شامل ماژول‌هایی است که در یک شاسی PLC یا روی یک سیستم نصب شده روی قفسه ادغام شده‌اند. در مقابل، ورودی/خروجی توزیع شده را می توان در ماشین جاسازی کرد و بنابراین به فرآیندی که تحت نظارت یا کنترل است بسیار نزدیکتر است.

مهمترین نکته در مورد PLC I/O دانستن الزامات برنامه است که مشخص می کند چه نوع I/O مورد نیاز است و سیستم به چند نقطه I/O نیاز دارد. سازندگان PLC ماژول‌های توسعه ورودی/خروجی را ارائه می‌کنند که می‌توانند به PLC اضافه شوند تا انواع بیشتری از I/O را مدیریت کنند، که می‌تواند با تکامل ماشین برای برآورده کردن نیازهای متغیر یک برنامه تغییر کند.

ماژول خروجی ورودی PLC چیست؟

هر کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی یا همان PLC باید ابزاری برای دریافت و تفسیر سیگنال‌ها از حسگرهای دنیای واقعی مانند سنسورها، سوئیچ‌ها و انکودرها داشته باشد و همچنین بتواند بر عناصر کنترل دنیای واقعی مانند انواع شیر سلونوئید، ولوها و موتورها کنترل داشته باشد.

این به طور کلی به عنوان قابلیت ورودی/خروجی یا I/O شناخته می شود. PLC های یکپارچه (Monolithic) یا فشرده دارای مقدار ثابتی از قابلیت I/O هستند که در واحد تعبیه شده است، در حالی که PLC های ماژولار (modular) یا رک از “کارت های برد مدار ” جداگانه ای برای ارائه قابلیت I/O سفارشی استفاده می کنند.

انواع ماژول ورودی/ خروجی PLC

ورودی ها و خروجی های مختلفی با PLC متصل می شوند. این ورودی ها و خروجی ها ممکن است دیجیتال یا آنالوگ باشند. به طور عمده چهار نوع ماژول موجود است:

• ماژول ورودی دیجیتال
• ماژول خروجی دیجیتال
• ماژول ورودی آنالوگ
• ماژول خروجی آنالوگ

گاهی اوقات بر اساس نیاز کاربر، ترکیبی از ورودی/خروجی دیجیتال و ورودی/خروجی آنالوگ نیز استفاده می شود.

ماژول ورودی دیجیتال (DI)

کارت ورودی دیجیتال یا ماژول ورودی دیجیتال (DI) در کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) و درایوهای موتور برای دریافت ورودی های دیجیتال 24 ولت از سنسورها و سوئیچ ها استفاده می شود. ورودی های دیجیتال ورودی های باینری (0 یا 1) هستند که روی PLC اعمال می شوند. ورودی های باینری اساسا ولتاژی هستند که بسته به نوع کارت مورد استفاده، از 5 ولت تا 230 ولت متغیر است. به عبارت ساده، هر دکمه فشاری، سوئیچ یا حسگر، ورودی های دیجیتال برای PLC را تولید می کند. ورودی های دیجیتال برای بررسی وضعیت هر دستگاهی که روشن یا خاموش باشد، استفاده می شود. برای یک ماژول ورودی 24Vdc، 0Vdc به عنوان حالت OFF (باینری 0) و 24Vdc به عنوان وضعیت روشن (باینری 1) عمل می کند.

کارت خروجی دیجیتال (DO)

خروجی های دیجیتال خروجی های باینری (0 یا 1) از PLC هستند. این یک خروجی کنترل پردازش شده از PLC به میدان است. برای روشن یا خاموش کردن هر قطعه ای از تجهیزات میدانی استفاده می شود. DO مانند کنتاکت های یک رله است، وقتی که شرایط از پیش برنامه ریزی شده برآورده شود، کنتاکت ها بسته می شوند. DO را می توان برای کارکرد دریچه های سلونوئیدی، رله ها، لامپ های نشانگر یا به عنوان فرمان به هر وسیله دیگری استفاده کرد.

کارت ورودی آنالوگ (AI)

ورودی آنالوگ یک ورودی پیوسته از میدان به PLC است. برخلاف سیگنال های دیجیتال، این نوع ورودی، یک سیگنال ولتاژ ثابت نیست و بسته به شرایط فیلد، می تواند متفاوت باشد. سیگنال های آنالوگ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند، سیگنال 4-20 میلی آمپر و سیگنال 0-10Vdc هستند. بسته به شرایط میدان، سیگنال ورودی می تواند بین 4-20mA یا 0-10Vdc متفاوت باشد. به عنوان مثال، اگر با استفاده از یک ترانسمیتر فشار، در محدوده Bar 0- 10 فشار آب جاری را از طریق لوله نظارت می کنید، ترانسمیتر سیگنالی بین 0 تا 10 ولت متناسب با فشار لوله می دهد.

ماژول خروجی آنالوگ (AO)

خروجی آنالوگ یک خروجی پیوسته از PLC به دستگاه های میدانی است. به عنوان مثال، اگر یک درایو فرکانس متغیر دارید و می خواهید سیگنال مرجع سرعت به آن بدهید، می توانید از خروجی آنالوگ استفاده کنید. از سوی دیگر، اگر همانطور که در بالا توضیح داده شد، فشار را با استفاده از ورودی آنالوگ اندازه گیری می کنید و می خواهید آن را روی یک متر آنالوگ نمایش دهید، می توانید از خروجی آنالوگ PLC استفاده کنید.

تفاوت بین DI و AI

همانطور که در بالا توضیح داده شد ورودی دیجیتال و ورودی آنالوگ داده های جمع آوری شده از میدان هستند. ورودی دیجیتال ماهیت باینری دارد، یا می تواند روشن یا خاموش باشد. بر اساس نوع ماژول IO استفاده شده می تواند 0 ولت یا 24 ولت باشد.

سوئیچ ها، حسگرها و غیره نمونه هایی از ورودی دیجیتال هستند. سیگنال آنالوگ یک سیگنال با زمان متغیر است. بر اساس طراحی می تواند بین 0-10 ولت یا 0-20 میلی آمپر متغیر باشد. Transducers نمونه هایی از دستگاه های ورودی آنالوگ هستند.

تفاوت بین DO و AO

یک خروجی دیجیتال ماهیت باینری دارد، یا می تواند روشن یا خاموش باشد. بر اساس نوع ماژول IO استفاده شده می تواند 0 ولت یا 24 ولت باشد. سیگنال آنالوگ یک سیگنال با زمان متغیر است. بر اساس طراحی می تواند بین 0-10 ولت یا 0-20 میلی آمپر متغیر باشد.

مزایای ماژول های خروجی/ ورودی PLC

مزایای استفاده از کارت های I/O قابل تعویض به جای طراحی PLC یکپارچه بسیار زیاد است.

• اولین و واضح ترین این واقعیت است که کارت های ورودی/خروجی منفرد ممکن است به راحتی در صورت خرابی بدون نیاز به تعویض کل PLC تعویض شوند.
• کارت‌های ورودی/خروجی خاص ممکن است برای برنامه‌های سفارشی انتخاب شوند، بایاس به سمت کارت‌های گسسته برای برنامه‌هایی که از ورودی‌ها و خروجی‌های روشن/خاموش زیادی استفاده می‌کنند، یا بایاس به سمت کارت‌های آنالوگ برای برنامه‌هایی که از بسیاری از ۴ تا ۲۰ میلی آمپر و سیگنال‌های مشابه استفاده می‌کنند.
• برخی از PLC ها حتی ویژگی کارت های قابل تعویض را ارائه می دهند، به این معنی که هر کارت ممکن است برداشته شود و کارت جدیدی بدون برق زدایی به پردازنده و رک PLC وارد شود.

خرید کارت PLC

مارش شاپ با توجه به نوع قطعه درخواستی شما خریداران عزیز، اقدام به واردات مستقیم قطعات صنعتی و از جمله انواع کارت های ورودی/ خروجی پی ال سی در دو نوع آنالوگ و دیجیتال به کشور کرده است. مارش شاپ قادر به تهیه انواع کارت PLC از برندهای معتبر جهانی از جمله برند دیرینه و محبوب زیمنس و ABB برای صنعت گران گرامی، می باشد. صنعت گران عزیز می توانند انواع ماژول پی ال سی را با توجه به نیاز خود، سفارش دهند.

برای خرید کارت PLC می توانید با مشاوران شرکت مارش شاپ که به صورت تخصصی در حوزه واردات قطعات الکترونیک فعالیت می کند در ارتباط باشید.