انواع ماژول PLC مورد استفاده در تابلو برق
انواع ماژول PLC در وایرینگ تابلو برق
1. ماژولهای I/O
ماژول PLC از نوع ورودی/خروجی در وایرینگ تابلوهای برق کنترلی این امکان را میدهد که کنترلرهای ۱/۵ را به صورت ماژولار و مرحله به مرحله کنار هم قرار دهیم. این ویژگی به شما اجازه میدهد فقط ماژولهای مورد نیاز خود را انتخاب کرده و یک بلوک کنترل کامپکت بسازید که دقیقاً با نیاز دستگاه هماهنگ باشد.
2. ماژول کنترلر قابل برنامهریزی
این ماژول یک کنترلکننده منطقی برنامهپذیر است که برای انجام کارهای اتوماسیون ساده طراحی شده و به خوبی میتواند در شبکههای اترنت کار کند. این ماژول PLC برای اجرای عملکردهای کنترلی و تنظیمات ساده بسیار مناسب است.
این سیستم قابلیت توسعه دارد و میتوان تا شش ماژول ورودی خروجی (I/O) به آن اضافه کرد. همچنین مدلهای مختلفی از این ماژول وجود دارد که امکان افزودن ۱۶ و ۳۲ ماژول ورودی خروجی (I/O) را فراهم میکند.
نمای کلی از سیستم ماژولار I/O
- Gateway
- ماژول ورودی دیجیتال
- ماژول خروجی دیجیتال
- ماژول رله
- ماژول ورودی/خروجی آنالوگ
- توزیعکننده پتانسیل میدانی
- براکت انتهایی
- ماژولهای ورودی/خروجی دیجیتال
- ماژولهای ورودی آنالوگ
- ماژولهای خروجی آنالوگ
- ماژولهای فناوری
3. ماژول EtherCAT
Gateways برای این طراحی شدهاند که بلوک باس سیستم ۳۴۳۰۰ را به شبکه EtherCAT وصل کنند. با استفاده از این Gateways میتوان دادههای حداکثر ۳۲ ماژول ورودی خروجی را از طریق EtherCAT دریافت یا ارسال کرد.
این Gateways مانند یک دستگاه ماژولار در سیستم کنترل عمل میکنند و به ماژول PLC اجازه میدهند تمام اطلاعات ماژولهای متصل به باس سیستم را از طریق شبکه EtherCAT بخواند یا کنترل کند.
این Gateways پس از اتصال به صورت خودکار ماژولهای ورودی خروجی موجود روی باس سیستم را شناسایی میکنند. سپس پیکربندی آنها را برای مستر EtherCAT ارسال میکنند تا سیستم بدون نیاز به تنظیمات دستی آماده کار باشد.
وایرینگ ماژول EtherCAT در تابلو برق
در تجهیزات gateways دو پورت EtherCAT تعبیه شده است. پورت EtherCAT IN برای دریافت ارتباط از مستر EtherCAT و پورت EtherCAT OUT جهت ادامه دادن شبکه و اتصال دستگاه بعدی در خط به کار میرود.
برای کارکرد صحیح gateways، باید منبع تغذیه ۲۴ ولت DC به آن وصل شود. منبع تغذیه خارجی، انرژی لازم برای باس سیستم را فراهم میکند تا همه ماژولها بدون مشکل کار کنند.
در داخل بلوک سیستم، یک باس سیستم وجود دارد که دو وظیفه اصلی را بر عهده دارد: جابهجایی دادهها بین ماژولها و تأمین برق مورد نیاز آنها. یک رابط USB نیز روی gateways قرار دارد که از این پورت میتوان برای اتصال مستقیم gateways به کامپیوتر بهره برد.
- LED S، وضعیت سنکرونسازی (synchronization)
- LED R. تنظیم مجدد
- LED RN، وضیعت راهاندازی EtherCAT
- LED EC، وضعیت خطای EtherCAT
- رابط تشخیص مینی USB
- ورودی EtherCAT
- خروجی EtherCAT
- منبع تغذیه 24 ولت DC (پلاریته مثبت منبع تغذیه)
- پلاریته منفی منبع تغذیه
4. ماژول CANopen
Gateways تجهیزاتی هستند که کمک میکنند بلوک ورودی خروجیها به شبکه CANopen وصل شود. با استفاده از این Gateways یک PLC میتواند دادههای حداکثر ۳۲ ماژول I/O را از طریق CANopen دریافت و مدیریت کند. به همین دلیل، این Gateways مانند یک دستگاه ماژولار در سیستم کنترل عمل میکنند و امکان ارتباط منظم و استاندارد بین PLC و ماژولهای مختلف را فراهم میسازند.
این Gateways قابلیت مهمی به نام «بررسی پیکربندی» دارند که با کلیدهای DIP فعال میشود. وقتی این قابلیت روشن باشد، Gateways ابتدا ماژولهای I/O متصل شده را بررسی کرده و پیکربندی واقعی آنها را با پیکربندی هدفی که قبلاً ذخیره شده مقایسه میکند. اگر پیکربندی فعلی با پیکربندی هدف یکسان نباشد، Gateway اجازه ورود به حالت عملیاتی (Operational) را نمیدهد تا از بروز خطا جلوگیری شود.
نکته مهم این است که هنگام روشن شدن دستگاه، اگر کلید DIP شماره ۹ خاموش باشد، پیکربندی واقعی ماژولها به طور خودکار به عنوان پیکربندی هدف ذخیره میشود.
وایرینگ ماژول CANopen در تابلو برق
برای متصل کردن ماژول به باس میدانی، باید یک کانکتور سه پین را به محل ۱ متصل کنید. اگر بخواهید ماژول دیگری را مستقیماً به همین باس اضافه کنید، میتوانید آن را به ۲ وصل کنید؛ زیرا داخل ماژول یک اتصال داخلی برای این کار مورد استفاده قرار میگیرد.
منبع تغذیه ۲۴ ولت مستقیم Gateway باید به ورودی X3 وصل شود. در این قسمت دو ترمینال به صورت موازی قرار دارند تا اتصال تغذیه راحتتر انجام شده یا امکان عبور تغذیه فراهم شود. در داخل بلوک سیستم، یک باس سیستم برای تبادل داده بین بخشهای داخلی وجود دارد که انرژی مورد نیاز آن نیز توسط همین منبع تغذیه ۲۴ ولت تأمین میشود.
Gateway یک رابط تشخیصی دارد که میتوانید از آن برای اتصال ماژول به کامپیوتر استفاده کنید.
- LED GW، وضعیت 5 ولت DC باس سیستم
- LED ST وضعیت CANopen
- وضعیت ورودی/خروجی LED، ماژولهای پیکربندی I/O
- توان LED
- رابط تشخیصی مینی USB
- سوئیچ DIP
- CAN_H
- CAN_L
- زمین (ground)
- CAN_H
- CAN L
- زمین (ground)
- منبع تغذیه، توان ۲۴ ولت DC (پلاریته مثبت منبع تغذیه)
- OV (پلاریته منفی مبنع تغذیه)
5. ماژولهای توسعه
5.1 ماژولهای ورودی دیجیتال
ماژول ورودی دیجیتال برای دریافت سیگنال ۲۴ ولت DC طراحی میشوند و توانایی تشخیص دو حالت منطقی ۰ و ۱ را دارند. این ماژولها به فیلترهای مخصوصی مجهز شدهاند تا نویز و اختلالات روی کابلها را حذف کرده و عملکرد دقیقتری ارائه دهند.
بستگی به نوع ماژول PLC، تعداد ورودیها میتواند ۸، ۱۶ یا ۲۰ عدد باشد. همچنین برخی از این ماژولها دارای قابلیت شمارنده هستند که با دریافت هر پالس ورودی، مقدار شمارنده را یک واحد افزایش میدهند.
5.2 ماژولهای خروجی دیجیتال
این ماژولها جهت ارسال فرمان به تجهیزاتی نظیر شیرهای برقی، رلهها یا درایوها مورد استفاده قرار میگیرند. خروجیهای این ماژول با ولتاژ ۲۴ ولت DC کار میکنند و در برابر اتصال کوتاه محافظت شدهاند.
برای ایمنی بیشتر، کانالهای خروجی معمولاً در گروههایی با ورودی تغذیه مجزا قرار میگیرند تا هر گروه بتواند فیوز محافظ مخصوص به خود را داشته باشد. تعداد خروجیها بسته به مدل ماژول ۸، ۱۲ یا ۱۶ عدد و جریان خروجی آنها ۰.۵ یا ۱.۷ آمپر است.
5.3 ماژولهای خروجی رلهای
این ماژولها خروجی خود را از طریق رله ارائه میدهند و برای مدیریت بارهای AC یا DC انتخاب مناسبی هستند. بستگی به نوع ماژول، ۴ یا ۵ خروجی رله در دسترس است که کنتاکتهای آنها میتواند به صورت فقط NO یا ترکیبی از NO و NC باشد. توان سوئیچینگ این رلهها شامل مقادیر ۲۳۰ ولت AC با ۶ آمپر، ۱۵ ولت AC با ۶ آمپر و یا ۲۴ ولت DC با ۶ آمپر است.
5.4 ماژولهای ترکیبی ورودی/خروجی دیجیتال
این ماژولها دارای هر دو بخش ورودی و خروجی دیجیتال هستند. ورودیها با سیگنال ۲۴ ولت DC کار میکنند و خروجیها در برابر اتصال کوتاه مقاومسازی شدهاند. در این ماژولها، ولتاژ تغذیه خروجیها برای جلوگیری از افت ولتاژ کنترل میشود و فیلترهایی جهت حذف نویز در بخش ورودی تعبیه میشود.
بستگی به مدل، تعداد ورودی/خروجیها میتواند ۴ ورودی و ۴ خروجی یا ۸ ورودی و ۸ خروجی باشد. همچنین، قابلیت شمارنده در این ماژولها وجود دارد که با هر پالس ورودی، مقدار آن افزایش مییابد.
5.5 ماژولهای ورودی آنالوگ
این ماژولها بین ۴ تا ۱۰ کانال ورودی دارند و برای اندازهگیری انواع سیگنالهای آنالوگ طراحی شدهاند. مهمترین قابلیتهای آنها عبارتند از:
اندازهگیری دما و مقاومت:
اندازهگیری دما با سنسورهای مقاومتی (مانند Pt100، Pt200، Pt500، Ni100، Ni1000 یا KTY) و اندازهگیری مقاومت در محدودههای مختلف. همچنین امکان اندازهگیری دما با ترموکوپل فراهم شده است که برای جبران دمای اتصال سرد، یک سنسور KTY در قسمت پایین ماژول قرار دارد.
اندازهگیری ولتاژ و جریان:
توانایی اندازهگیری ولتاژ آنالوگ در بازه ۱۰ ولت DC و جریان در محدوده ۰ تا ۲۰ میلیآمپر یا ۴ تا ۲۰ میلیآمپر.
منبع ولتاژ مرجع:
این ماژولها معمولاً دارای یک منبع ولتاژ مرجع ۱۰ ولت DC با جریان ۱۵ میلیآمپر هستند. این ولتاژ که از طریق چند خروجی ارائه میشود، برای تغذیه مستقیم پتانسیومترها جهت اندازهگیری موقعیت آنها توسط ورودی ولتاژ آنالوگ به کار میرود.
5.6 ماژولهای خروجی آنالوگ
این ماژولها دارای ۴ یا ۸ کانال خروجی هستند و برای ارسال سیگنالهای پیوسته به تجهیزات مختلف به کار میروند. خروجیهای این ماژولها شامل موارد زیر است:
سیگنال ولتاژ: در محدوده ۱۰- تا ۱۰+ ولت DC با دقت ۱۲ بیت.
سیگنال قابل تنظیم: امکان تنظیم ولتاژ یا جریان در محدوده ۱۰- تا ۱۰+ ولت DC یا ۰ تا ۲۰ میلیآمپر؛ که این نوع خروجیها معمولاً از دقت بالاتری برخوردار هستند.
5.7 ماژولهای ترکیبی ورودی/خروجی آنالوگ
این ماژولها دارای هر دو بخش ورودی (برای اندازهگیری) و خروجی (برای ارسال سیگنال) هستند و قابلیتهای آنها به شرح زیر است:
بخش ورودی: اندازهگیری ولتاژ در محدوده ۱۰- تا ۱۰+ ولت DC و اندازهگیری جریان در محدوده ۰ تا ۲۰ میلیآمپر یا ۴ تا ۲۰ میلیآمپر.
بخش خروجی: ارسال ولتاژ در محدوده ۱۰- تا ۱۰+ ولت DC و ارسال جریان در محدوده ۰ تا ۲۰ میلیآمپر یا ۴ تا ۲۰ میلیآمپر.
بستگی به مدل ماژول، تعداد کانالها میتواند ۲ ورودی و ۲ خروجی یا ۴ ورودی و ۴ خروجی باشد. این ماژولها دارای یک منبع ولتاژ مرجع ۱۰ ولت DC با جریان ۱۰ میلیآمپر هستند که از طریق ۲ یا ۴ پین جهت تغذیه پتانسیومترها و اندازهگیری موقعیت آنها ارائه میشود.
همچنین، منبع تغذیه ورودیها و خروجیهای جریان بهطور دائمی بررسی میشود تا در صورت افت ولتاژ، عملکرد سیستم دچار اختلال نشود.
6. ماژولهای فناوری
6.1 ماژول توزین (Weighing module)
این ماژول برای اتصال لودسلها و کرنشسنجها طراحی شده است و دارای دو ورودی آنالوگ میباشد. لودسلها معمولاً با پل وتستون ۴ سیمه یا ۶ سیمه کار میکنند؛ این ماژول با قابلیت خواندن سیگنال آنها، در کاربردهای توزین مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، ماژول یک ولتاژ مرجع جهت تغذیه پل اندازهگیری لودسل ارائه میدهد.
6.2 ماژول درایور موتور DC
این ماژول جهت کنترل یک موتور DC طراحی شده و امکانات آن شامل موارد زیر است:
قابلیتهای کنترلی: راهاندازی موتور با ولتاژ ۱۲ تا ۳۰ ولت DC، تحمل جریان موتور تا ۳.۵ آمپر، کنترل توان خروجی با استفاده از PWM و امکان تعیین جهت چرخش موتور با تغییر قطبیت خروجی. این ماژول همچنین توانایی تحمل جریانهای هجومی لحظهای را دارد.
پایش عملکرد:ماژول اطلاعات مهمی از عملکرد موتور را ارائه میدهد که شامل دمای درایور، جریان لحظهای موتور، وضعیت موتور و میزان انرژی عبوری است.
6.3 ماژول شمارنده
این ماژول برای خواندن سیگنالهای انکودر افزایشی طراحی شده و دارای ویژگیهای فنی زیر است:
پورت ورودی و تغذیه: یک ورودی انکودر افزایشی با سطح سیگنال TTL یا RS-422 و یک خروجی ۵ ولت DC اختصاصی جهت تأمین برق انکودر.
ورودی و خروجیهای دیجیتال: چهار ورودی دیجیتال ۲۴ ولت DC و چهار خروجی دیجیتال ۲۴ ولت DC با توان جریاندهی ۲ آمپر.
قابلیت Latch: ورودیها از ویژگی Latch پشتیبانی میکنند؛ به این معنا که مقدار شمارنده در یک لحظه خاص قفل شده و در رجیستر مخصوص ذخیره میگردد.
6.4 ماژول رابط SSI
این ماژول جهت قرائت دادههای انکودرهای مطلق به کار میرود. این انکودرها موقعیت دقیق را با کدهای دودویی (Binary) یا گری (Gray) تحت پروتکل SSI ارسال میکنند. ماژول مذکور قادر است دادههای حداکثر دو انکودر مطلق را دریافت کرده و به PLC انتقال دهد.
6.5 ماژول رابط سریال
این ماژول وظیفه برقراری ارتباط سریال با تجهیزات جانبی را بر عهده دارد و امکانات زیر را ارائه میدهد:
پورتهای ارتباطی: مجهز به یک یا دو رابط RS-232 با سرعت انتقال داده تا ۱۱۵,۲۰۰ باود.
رابط RS-485: این رابط که روی کانکتورهای ۲ و ۳ قرار دارد، دارای ویژگیهای زیر است:
مجهز به مقاومتهای انتهایی (ترمیناتور) ۱۲۰ اهم و ۱ کیلو اهم قابل تنظیم. مقاومت در برابر اضافه ولتاژ در محدوده ۱۵- تا ۱۵+ ولت DC.
پشتیبانی از سرعت انتقال داده بسیار بالا تا ۹۲۱,۶۰۰ باود. عدم نیاز به منبع تغذیه خارجی برای فعالیت.
6.6 ماژول پهنای پالس (PWM)
این ماژول جهت تولید سیگنال PWM برای کنترل تجهیزاتی نظیر موتورها، روشنایی LED، شیرهای برقی و سایر مصارف صنعتی به کار میرود. پارامترهای اصلی قابل تنظیم در این ماژول عبارتند از:
دوره (Period): تعیینکننده زمان یک چرخه کامل سیگنال که از ۵۰ میکروثانیه (معادل ۲۰ کیلوهرتز) تا ۳۲.۸ میلیثانیه (معادل ۳۰.۵ هرتز) با گامهای ۰.۵ میکروثانیه قابل تنظیم است.
عرض پالس: تعیینکننده مدتزمان روشن بودن خروجی در هر دوره که با گامهای ۰.۵ میکروثانیه تنظیم میشود. با تغییر این پارامتر، توان تحویلی به بار کنترل میگردد.
6.7 ماژول منبع تغذیه
این ماژول وظیفه توزیع ولتاژ ۲۴ ولت DC را بین ماژولهای مختلف بر عهده دارد. استفاده از این ماژول مزایای زیر را به همراه دارد:
- تقسیم تغذیه سیستم به بخشهای مجزا.
- حفاظت مستقل برای هر بخش از سیستم.
- افزایش پایداری و ایمنی کلی تابلو برق.
ویژگیهای فنی ماژول تغذیه:
- ورودی: دریافت تغذیه از طریق کانکتور X5 (پینهای ۲۴ ولت و ۰ ولت).
- خروجیها: توزیع ولتاژ به ۹ خروجی ۲۴ ولت DC که هر کدام دارای ترمینال GND مستقل هستند.
- حفاظت: خروجیها بهصورت گروهی در برابر اتصال کوتاه محافظت شدهاند و هر گروه میتواند تا ۲ آمپر جریان را تأمین کند.
6.8 ماژول منبع تغذیه صفر ولتی
این ماژول PLC به عنوان یک توزیعکننده غیرفعال (Passive) برای پتانسیل صفر ولت عمل میکند و دارای ویژگیهای زیر است:
ظرفیت بالا: ارائه ۱۸ پین خروجی صفر ولت (GND) جهت اتصال تجهیزات.
بهینهسازی فضا: حذف نیاز به ترمینالهای ریلی اضافی برای انشعابگیری از زمین (GND) در تابلو برق.
انعطافپذیری: گزینهای ایدهآل برای ایجاد گروههای تغذیه در کنار ماژولهای ۲۴ ولت.
پشتیبانی از سیمکشی: تسهیل در اجرای اتصالات دو سیمه و سه سیمه برای ماژولهای دیجیتال.
6.9 ماژول منبع تغذیه 24V DC
این ماژول PLC نیز یک توزیعکننده غیرفعال است که برای پتانسیل ۲۴ ولت DC طراحی شده و ویژگیهای زیر را ارائه میدهد:
توزیع گسترده: دارای ۱۸ پین خروجی ۲۴ ولت DC برای تغذیه سنسورها و عملگرها.
سهولت در نصب: دسترسی سریع به ولتاژ ۲۴ ولت بدون نیاز به سیمکشیهای پیچیده و ترمینالهای اضافی.
مدیریت تغذیه: مناسب برای گروهبندی ماژولها و ایجاد بخشهای مستقل تغذیه در سیستم کنترل.
سازگاری: پشتیبانی کامل از پیکربندیهای دو سیمه و سه سیمه در ماژولهای ورودی/خروجی دیجیتال.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
