فایل شاپ
فروش مقاله،تحقیقات و پروژه های دانشجویی،دانلود مقالات ترجمه شده،پاورپوینتفایل شاپ
فروش مقاله،تحقیقات و پروژه های دانشجویی،دانلود مقالات ترجمه شده،پاورپوینتمقاله بررسی طراحی و ساخت PLC توسط میکروکنترلر 80C195
| دسته بندی | برق |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 14 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 11 |
مقاله بررسی طراحی و ساخت PLC توسط میکروکنترلر 80C195 در 11 صفحه ورد قابل ویرایش
طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میکروکنترلر 80C196
مقدمه
هدف از این پروژه طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میکروکنترلر 80C196 است پس جا دارد آشنایی کلی با PLC پیدا کنیم.
PLC از عبارت Programmable Logic Controller گرفته شده است و همانطور که از این عبارت استنباط می شود، کنترل کننده نرم افزاری است که ورودی های آن اطلاعات را به صورت دیجیتال یا آنالوگ دریافت می کند و پس از پردازش فرمانهای مورد نظر به محرکها ارسال می شود. البته در نظر داشته باشید آنچه که وارد بخش پردازش مرکزی می شود اطلاعات دیجیتال است، یعنی اگر ورودی ها آنالوگ باشند با گذر از A/D، معادل دیجیتال آنها وارد واحد پردازش مرکزی می شود. در یک سیستم PLC ورودی ها و خروجی ها هیچ ارتباط فیزیکی با هم ندارند. به بیان ساده‌تر PLC نقش یک واسطه را بازی می کند. بخشهای مختلف PLC شامل منبع تغذیه، واحد پردازش مرکزی، واحد ورودی، واحد خروجی و واحد برنامه ریز (PG) می‌باشد.
سادگی ایجاد تغییرات و توانایی گسترده یک سیستم اتوماسیون صنعتی که در آن PLC به عنوان کنترل کننده مرکزی به کار گرفته شده است به طراحان ماشین این امکان را می دهد آنچه را در ذهن دارند در اسرع وقت بیازمانید و به ارتقای کیفیت محصول تولیدی خود بپردازند. کاری که در سیستم های قدیمی معادل صرف هزینه و بخصوص زمان بود؛ بطوریکه باعث می شد هیچگاه ایده های نو به مرحله عمل در نیاید، به راحتی در این نوع سیستم قابل اجراست. در بخشهای بعدی ضمن نگاهی به تاریخچه PLC، به مقایسه PLC با سایر سیستم های کنترل و انواع آن و بررسی عملکرد اجزاء PLC می پردازیم.
1-1) تاریخچه PLC
نخستین گامها برای ساخت و استفاده از PLC در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 میلادی برداشته شد. شرکت Bedford Association که بعد به نام Modicon تغییر نام داد و همزمان با آن شرکت Allen-Bradly که در سال 1969 اولین PLC را عرضه کردند را می توان پیشگامان ارایه PLC دانست.
اولین نمونه های PLC به ورودی خروجی های دیجیتال و دستورات منطقی ساده اکتفا کرده‌بودند. بتدریج نمونه‌های کاملتری عرضه‌شدند که تعداد ورودی خروجی‌های بیشتری دارا بودند. قابلیت ورودی و خروجی آنالوگ داشتند و از دستورات پیچیده‌تری بهره می بردند. قوم های بعدی امکان تشکیل شبکه ای از PLCهای کوچک برای کنترل پروسه های بزرگ و به کارگیری کارت های کنترل کننده PID، Communication و… را فراهم ساخت.
1-2) قابلیتها و امکانات مورد نیاز PLC
از آنجا که PLC ها اصولاً برای سیستم های صنعتی طراحی شده اند و باید توان جایگزینی سیستم های قدیمی را دارا باشند، باید امکانات و قابلیت هایی که در مورد PLC در نظر گرفته شود. در این بخش به این موارد اشاره کرده و در جای خود به توضیحات بیشتر می پردازیم.
1-2-1) ایمنی نسبت به نویز
محیط صنعتی بدلیل وجود دستگاههای مختلف که با ولتاژها و جریانهای بالا کار می کنند و بر محیط اطراف خود تاثیرات الکترومغناطیسی گسترده ای می گذارند، محیطی آلوده به نویز است. بدیهی است برای آنکه PLC قادر به کارکردن در این محیط باشد نیاز به ایمن سازی نسبت به این نویزها دارد.
1-2-2) ساختار قابل گسترش
چنانچه اشاره شد PLC یک سیستم عمومی است که انتظار می رود از عهده کنترل سیستم های مختلف بر آید. ساختار قابل گسترش این امکان را فراهم می آورد که کم و زیاد کردن واحدهای ورودی وخروجی با قابلیت های گوناگون و ایجاد تغییرات و انعطاف در برابر سیستم های مختلف بسادگی امکان پذیر باشد.
در PLCهای جدید می توان به راحتی و با هزینه مناسب نسبت به کار خواسته شده واحدهای مختلف از قبیل Analog I/O و… را به سیستم اضافه کرد.
1-2-3) سطوح سیگنال و اتصالات ورودی- خروجی استاندارد
ساختمان مدولار PLC و امکان گسارش و اضافه کردن مدولهای مختلف نیاز به یک استاندارد برای سطح ولتاژ و اتصالات را می طلبد تا واحدهای مختلف بهنگام اتصال به یکدیگر مشکلی بوجود نیاورده و با هم سازگار باشند.
1-2-4) ایزولاسیون
از آنجا که سیگنالهای ورودی و دستگاههای خروجی از ولتاژ و جریانهای به مراتب بالاتر از جریان و ولتاژ مدارهای دیجیتال برخوردارند. برای آنکه این ولتاژها و جریانها روی قسمت های دیجیتال مدار تاثیر نداشته باشند و باعث آسیب دیدن سیستم نشوند، باید به نوعی جداسازی این دو بخش انجام شود. این عمل معمولاً توسط اپتوکوپلر و رله های در ورودی خروجی ها انجام می گیرد. بدین ترتیب ارتباط الکتریکی ورودی خروجی از مدار دیجیتال قطع شده و ایزولاسیون مناسبی صورت خواهد گرفت.
1-2-5) سهولت برنامه ریزی و تغییر برنامه PLC در محیط صنعتی
یکی از مزایای سیستم صنعتی مناسب، سهولت برنامه ریزی و قابلیت انعطاف‌پذیری فوق العاده آن می باشد بطبع این امکان باید در PLC بعنوان سیستمی فراگیر در صنعت پیش بینی شده باشد. برای این منظور از کامپیوتر شخصی یا برنامه ریز مخصوص (PG) استفاده می شود.
-1-3) بخش حفاظت و ولتاژ مرجع A/D میکرو
بنا به نظر شرکت سازنده میکرو برای محافظت قسمت A/D میکروکنترلر باید مداری مانند مشکل شماره 2 بسته شود این مدار باعث می شود ولتاژ ورودی A/D کنتر از ANGND و بیشتر از UREF نگردد.
برای ولتاژ مرجع A/D از LM336 استفاده شده است که خروجی مدار ولتاژ مرجع 5 ولت می باشد.
4-1-3) بخش RESET میکرو
از IC، TL7705 جهت مدار ریست میکرو استفاده شده است. که این IC هم بوسیله کلید دستی ریست را فعال می کند و هم با کاهش ولتاژ از حد معینی باعث ریست شدن میکرو می گردد. با رسیدن ولتاژ میکرو به 4.6v این IC فعال می گردد و منیکرو را ریست می کند. از IC، 74HC14 جهت تیز کردن لبه های آن استفاده شده است.
دیود 1N4148, D8 جهت OR بکار می رود در این صورت علاوه بر ریست خارجی ریست نرم افزاری داخلی نیز می تواند عمل کند.
5-1-3) بخش ویکور آدرس
این بخش شامل دو Latch آدرس است که مستقیماً به Adress باس میکرو متصل شده است که جهت Latch و نگهداری آدرس بکار می رود که بوسیله ALE میکروکنترلر فعال می گردند.
از PAL22v40 جهت decoder آدرس استفاده شده است که برای انتخاب EPROM وRAM6264 وRTC48TO8 و Adress Out، DATAIN، DATAOUT، که Output PAL هستند و ورودی خط های آدرس و RD و WR هستند. که شمای آن در شکل زیر است.
6-1-3) بخش RAMها و EPROM
این بخش شامل دو RAM است که هر کدام 8 کیلو ظرفیت دارند و یک EPROM که 27C512 می باشد که 64K حافظه دارد ولی در این پروژه از 48K آن استفاده می‌شود. یکی از RAMها 48TO8 است که کریستال و باتری backup داخلی دارد و هشت بیت انتهائی آن اطلاعات مربوط به تاریخ و زمان را شامل می شود. 48K ابتدائی حافظه مربوط به EPROM است و 8K حافظه بین 48 تا 56 مربوط به 48TO8 است و 8K انتهائی RAM مربوط به 6264 است.
7-1-3) بخش Data Out/In
این بخش شامل بافر دو طرفه 74HC245 است که جهت آن توسط پایه شماره 19 میکروکنترلر تعیین می گردد. هنگام نوشتن اطلاعات در خروجی مقدار آن صفر و هنگام خواندن اطلاعات از خروجی مقدار آن 1 است. برای data out از 74HC574 استفاده شده است که CIK آن از Pal می آید. برای data in از بافر 74HC541 استفاده شده است که از سوی Pal فعال می شود.