معرفی انواع کارت PLC

مقدمه

کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر (PLC) به‌عنوان یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، نقش بسیار مهمی در مدیریت و کنترل فرآیندهای پیچیده ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها با استفاده از برنامه‌نویسی و پردازش داده‌ها، عملیات منطقی و کنترلی را در زمان واقعی انجام می‌دهند. یکی از ویژگی‌های برجسته PLC‌ها، قابلیت افزودن ماژول‌های گسترش (Expansion Modules) یا به عبارتی کارت‌های PLC است. این ماژول‌ها به PLC این امکان را می‌دهند که قابلیت‌های اضافی را به سیستم کنترل اضافه کند و به نیازهای خاص کاربران پاسخ دهد.

کاربرد کارت PLC در صنایع

در این مقاله با تمرکز ویژه بر کارت‌های دیجیتال، آنالوگ، PT100، ترموکوپل و ماژول‌های ارتباطی به بررسی انواع کارت‌های PLC و ماژول‌های گسترش خواهیم پرداخت. همچنین، نقش Modbus و Profibus در سیستم‌های PLC بیان خواهد شد. معرفی مدل‌های مختلف از برندهای معتبر زیمنس و دلتا و ویژگی هر مدل از جمله مواردی است که در این مقاله به آن اشاره خواهد شد.

دسته بندی ماژول های plc

ماژول‌های گسترش به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

ماژول‌های ورودی دیجیتال (Digital Input Modules)

ماژول‌های خروجی دیجیتال (Digital Output Modules)

ماژول‌های ورودی آنالوگ (Analog Input Modules)

ماژول‌های خروجی آنالوگ (Analog Output Modules)

ماژول‌های دما (Temperature Modules)

ماژول‌های ارتباطی (Communication Modules)

انواع کارت‌های PLC

1. کارت‌های دیجیتال

کارت‌های دیجیتال برای دریافت و ارسال سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شوند. این سیگنال‌ها معمولاً شامل وضعیت‌های روشن و خاموش یا بالا و پایین هستند.

ماژول ورودی دیجیتال (Digital Input Module): این ماژول سیگنال‌های دیجیتال از سنسورها و سوئیچ‌ها را دریافت کرده و به PLC ارسال می‌کند. سیگنال‌ها می‌تواند شامل وضعیت‌های روشن/خاموش باشند.

ماژول خروجی دیجیتال (Digital Output Module): این ماژول سیگنال‌های دیجیتال را از PLC دریافت کرده و به دستگاه‌های کنترلی مانند موتورها و لامپ‌ها ارسال می‌کند.

2. کارت‌های آنالوگ

کارت‌های آنالوگ برای دریافت و ارسال سیگنال‌های آنالوگ استفاده می‌شوند. این سیگنال‌ها معمولاً شامل مقادیر پیوسته مانند ولتاژ، جریان و دما هستند.

ماژول ورودی آنالوگ (Analog Input Module): این ماژول سیگنال‌های آنالوگ از سنسورها و دیگر دستگاه‌ها را دریافت کرده و به PLC ارسال می‌کند. این سیگنال‌ها معمولا 4 تا 20 میلی آمپر و یا 0 تا 10 ولت می باشند.

ماژول خروجی آنالوگ (Analog Output Module): این ماژول سیگنال‌های آنالوگ را از PLC دریافت کرده و به دستگاه‌های کنترلی ارسال می‌کند.

ماژول های ورودی و خروجی آنالوگ معمولا قابلیت دریافت و یا ارسال جریان های 4 تا 20 میلی آمپر، 0 تا 20 میلی آمپر و ولتاژ 0 تا 5 ، 0 تا 10 و 1 تا 5 ولت را دارند، که اصطلاحا به این پارامترها  ولتاژ و جریان های ابزار دقیقی هم گفته می شود.

3. کارت‌های دما

ماژول‌های دما با استفاده از سنسورهای خاصی مانند PT100 و ترموکوپل‌ها جهت اندازه‌گیری دما مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به تنوع سنسور های مقاومتی و ترموکوپل کارت های دما نیز از تنوع بالایی برخوردار هستند. به عنوان مثال سنسور های مقاومتی شامل: pt100-pt1000-su100-su50  وترموکوپل ها شامل : تیپk  -تیپ j  و … می باشند. ماژول های ورودی دما دارای مدل های ورودی و خروجی چندگانه هستند به این معنا که قابلیت خواندن چندین مدل سنسور دمایی را دارند.

ماژول دما PT100: این ماژول برای اندازه‌گیری دما با استفاده از سنسورهای PT100 طراحی شده است. سنسورهای PT100 برای اندازه‌گیری دما در محدوده‌های مختلف و با دقت بالا مناسب هستند.

ماژول دما ترموکوپل: این ماژول برای اندازه‌گیری دما با استفاده از ترموکوپل‌ها طراحی شده است. ترموکوپل‌ها معمولاً برای اندازه‌گیری دما در محدوده‌های بسیار گسترده و با دقت مناسب استفاده می‌شوند.

یکی از نکاتی که باید در ماژول های ورودی و خروجی دما به آن توجه کرد میزان دقت آن است که میزان دقت این کارت ها را با بیت نمایش می دهند. به عنوان مثال دقت یک کارت 16 بیت و دقت یک کارت دیگر 12 بیت می باشد کارتی که 16 بیتی است دقت بالاتری دارد. فرض کنید یه کارت ورودی با دقت 16 بیت داریم که جریان 4 تا 20 میلی آمپر را اندازه گیری می کند این کار بازه بین 4 تا 20 میلی آمپر را

به 2 به توان 16 قسمت میکند.

مزایای استفاده از ماژول‌های گسترش

بهره گیری از ماژول‌های گسترش در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی دارای مزایای زیادی است.

افزایش قابلیت‌های سیستم: قابلیت‌های PLC را به‌طور چشمگیری افزایش داده و به نیازهای خاص کاربران پاسخ می‌دهند.

افزایش انعطاف‌پذیری: به کاربران این امکان را می‌دهد که سیستم کنترل را به ‌راحتی تنظیم و به نیازهای جدید پاسخ دهند.

بهبود عملکرد سیستم: با استفاده از ماژول‌های ورودی و خروجی اضافی، تعداد بیشتری از دستگاه‌ها و سنسورها قابل کنترل است و عملکرد سیستم بهبود می‌یابد.

کاهش هزینه‌ها: هزینه‌های مربوط به خرید تجهیزات جدید و تغییرات بزرگ در سیستم کاهش می‌یابد.

بهبود قابلیت‌های ارتباطی: ماژول‌های ارتباطی به PLC این امکان را می‌دهند که با دیگر سیستم‌ها و شبکه‌های صنعتی ارتباط برقرار کند و داده‌ها را به‌طور همزمان به اشتراک بگذارد.

Modbus و Profibus در کارت‌های PLC

در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، Modbus و Profibus از پروتکل‌های ارتباطی رایج هستند که بین PLC و سایر دستگاه‌ها ارتباط برقرار می کنند. این پروتکل‌ها به ماژول‌های ارتباطی PLC اجازه می‌دهند تا با دیگر سیستم‌ها و شبکه‌های صنعتی ارتباط برقرار کنند و داده‌ها را به ‌طور همزمان به اشتراک بگذارند.

مدباس

Modbus یک پروتکل ارتباطی سریال است که به‌طور گسترده در اتوماسیون صنعتی برای ارتباط بین PLC و دیگر دستگاه‌ها کاربرد دارد. این پروتکل به دو صورت Modbus RTU (Remote Terminal Unit) و Modbus TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ارائه می‌شود.

Modbus RTU: این نوع پروتکل برای ارتباط از طریق پورت‌های سریال RS-232 یا RS-485 استفاده می‌شود و به ‌خاطر سرعت و قابلیت اطمینان بالا شناخته شده است. Modbus RTU معمولاً در شبکه‌های صنعتی کوچک و متوسط به کار گرفته می شود.

Modbus TCP/IP: برای ارتباط از طریق شبکه‌های Ethernet استفاده می‌شود و به‌خاطر پشتیبانی از شبکه‌های بزرگ و گسترده شناخته شده است. Modbus TCP/IP معمولاً در شبکه‌های صنعتی بزرگ و پیچیده به کار گرفته می‌شود.

Profibus

Profibus (Process Field Bus) یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که بین دستگاه‌های مختلف در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ارتباط بر قرار می کند. Profibus به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود.

Profibus DP (Decentralized Periphery): این نوع پروتکل برای ارتباط بین PLC و دستگاه‌های ورودی/خروجی استفاده می‌شود و به‌خاطر سرعت بالا و عملکرد پایدار شناخته شده است. Profibus DP معمولاً در سیستم‌های کنترل فرآیند و سیستم‌های تولید مورد استفاده قرار می گیرند.

Profibus PA (Process Automation): کاربرد این نوع پروتکل جهت ارتباط در محیط‌های فرآیندی و صنعتی است و به‌خاطر قابلیت‌های خاص خود در محیط‌های صنعتی خطرناک شناخته شده است. Profibus PA معمولاً در صنایع شیمیایی، نفت و گاز کاربرد دارد.

کارت‌های PLC و ماژول‌های گسترش برند زیمنس

زیمنس به‌عنوان یکی از تولیدکنندگان جهانی در زمینه تولید PLC و ماژول‌های گسترش، مدل‌های مختلفی را ارائه می‌دهد که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. در ادامه، به معرفی و بررسی مدل‌های مختلف ماژول‌های گسترش از برند زیمنس می پردازیم.

کارت PLC زیمنس

1. ماژول‌های ورودی و خروجی دیجیتال

SM 1231 (Analog Input)

وظیفه این کارت PLC زیمنس دریافت و ارسال سیگنال‌های دیجیتال است.

 ویژگی‌های SM 1231

• تعداد ورودی/خروجی‌ها: دارای 4 ورودی آنالوگ
• پایداری: طراحی مقاوم به شرایط صنعتی
• قابلیت انعطاف‌پذیری: امکان بهره گیری در انواع مختلف سیستم‌های کنترل

SM 1234 (Analog Input/Output Module)

 ماژول SM 1234 برای دریافت و ارسال سیگنال‌های آنالوگ کاربرد دارد.

 ویژگی‌های ماژول SM 1234

• تعداد ورودی/خروجی‌ها: دارای 4 ورودی آنالوگ و 2 خروجی آنالوگ
• دقت بالا: مناسب برای اندازه‌گیری دقیق پارامترهای آنالوگ
• قابلیت تنظیم: امکان تنظیم پارامترهای اندازه‌گیری و ارسال

2. ماژول‌های ارتباطی

CP 343-1 (Ethernet Communication Processor)

ماژول CP 343-1 برای برقراری ارتباط از طریق Ethernet به کار می رود.

ویژگی‌های CP 343-1

• سرعت بالا: انتقال داده‌ها با سرعت بالا و پایدار
• پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف: شامل TCP/IP و UDP

CP 342-5 (Profibus Communication Processor)

این ماژول برای برقراری ارتباط از طریق Profibus استفاده می‌شود.

 ویژگی‌های CP 342-5

• پشتیبانی از شبکه‌های Profibus: برای ارتباط با دستگاه‌های مختلف
• قابلیت تنظیم: امکان تنظیم پارامترهای ارتباطی و ارتباط با دستگاه‌های مختلف

3. ماژول‌های دما

SM 1231-T (Temperature Measurement Module)

وظیفه این ماژول اندازه‌گیری دما با استفاده از سنسورهای PT100 و ترموکوپل‌ها است.

ویژگی‌های SM 1231-T

• دقت بالا: مناسب برای اندازه‌گیری دقیق دما
• پشتیبانی از انواع سنسورها: شامل سنسورهای PT100 و ترموکوپل
• کارت‌های PLC و ماژول‌های گسترش برند دلتا

دلتا نیز به‌عنوان یکی از برندهای معتبر در زمینه تولید PLC و ماژول‌های گسترش، مدل‌های متنوعی را ارائه می‌دهد که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. در ادامه، به معرفی و بررسی مدل‌های مختلف ماژول‌های گسترش از برند دلتا خواهیم پرداخت.

1. ماژول‌های ورودی و خروجی دیجیتال

DVP16SP11R (Digital Input/Output Module)

 DVP16SP11R برای دریافت و ارسال سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شود.

ویژگی‌های DVP16SP11R

• تعداد ورودی/خروجی‌ها: 8 ورودی و 8 خروجی
• پایداری: طراحی مقاوم به شرایط صنعتی
• قابلیت انعطاف‌پذیری: کاربرد در انواع مختلف سیستم‌های کنترل

کارت PLC دلتا مدل DVP16SP11R

 DVP06XA-S (Analog Input Module)

 کارت PLC دلتا سری DVP06XA-S برای دریافت سیگنال‌های آنالوگ استفاده می‌شود.

ویژگی‌های DVP06XA-S

• تعداد ورودی/خروجی‌ها: 4 ورودی و 2 خروجی
• دقت بالا: مناسب برای اندازه‌گیری دقیق پارامترهای آنالوگ
• قابلیت تنظیم: امکان تنظیم پارامترهای اندازه‌گیری

2. ماژول‌های ارتباطی DVP-ETH

DVP-ETH (Ethernet Communication Processor)

 این ماژول برای برقراری ارتباط از طریق Ethernet استفاده می‌شود.

ویژگی‌های DVP-ETH

• سرعت بالا: انتقال داده‌ها با سرعت بالا و پایدار
• پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف: شامل TCP/IP و UDP

DVP-PB (Profibus Communication Processor)

کاربرد این ماژول برای برقراری ارتباط از طریق Profibus است.

 ویژگی‌های DVP-PB

• پشتیبانی از شبکه‌های Profibus: برای ارتباط با دستگاه‌های مختلف
• قابلیت تنظیم: امکان تنظیم پارامترهای ارتباطی

3. ماژول‌های دما

DVP-PT (Temperature Measurement Module)

 DVP-PT برای اندازه‌گیری دما با استفاده از سنسورهای PT100 و ترموکوپل‌ها استفاده می‌شود. ویژگی‌های DVP-PT

• دقت بالا: مناسب برای اندازه‌گیری دقیق دما
• پشتیبانی از انواع سنسورها: شامل سنسورهای PT100 و ترموکوپل

اهمیت ماژول‌های گسترش

ماژول‌های گسترش در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی نقش کلیدی دارند و به‌عنوان ابزارهای حیاتی در کنترل و نظارت بر فرآیندها، دارای اهمیت زیادی هستند. در ادامه، به بررسی اهمیت و ضرورت ماژول‌های گسترش خواهیم پرداخت.

افزایش قابلیت‌های سیستم

 با به کارگیری ماژول‌های گسترش، می‌توان قابلیت‌های PLC را به‌طور چشمگیری افزایش داد اضافه کردن ورودی و خروجی های دیجیتال و آنالوگ، کارت های شبکه همه این موارد باعث می شود پروسه های اتوماسیون صنعتی پیچیده قابل ارجاع باشد که این افزایش قابلیت‌ها به بهبود عملکرد سیستم و ارتقاء کیفیت کنترل کمک می‌کند.

افزایش انعطاف‌پذیری

ماژول‌ها باعث می شوند که مجریان اتوماسیون صنعتی بتوانند پروسه های اتوماسیونی را به راحتی و با انعطاف زیاد طراحی و اجرا کنند. این ویژگی به ویژه در محیط‌های صنعتی پویا و در حال تغییر بسیار ارزشمند است.

بهبود عملکرد سیستم

ماژول‌های ورودی و خروجی اضافی و یا کارتهای شبکه باعث می شوند پروسه های اتوماسیون صنعتی عملکرد بهتری داشته باشند و با بهره گیری از این ویژگی ها می توانیم محدودیت های زیادی را پشت سر بگذاریم و بالاترین عملکرد را از سیستم های کنترلی بدست بیاوریم و سرعت اجرای دستورات را بالا ببریم . این بهبود عملکرد به افزایش بهره‌وری و کاهش زمان توقف کمک می‌کند و به کاربران این امکان را می‌دهد که به‌طور مؤثرتر به تغییرات و نیازهای جدید پاسخ دهند.

کاهش هزینه‌ها

 با استفاده از ماژول‌های گسترش، نیازی نیست که تعداد cpu  ها را افزایش داد اگر نیاز به ورودی و خروجی بیشتری باشد میتوان کارت ورودی و خروجی تهیه کرد و آن را به cpu  اصلی اضافه نمود، همین امر باعث کاهش چشمگیر هزینه ها می شود مسئله دیگر استفاده از کارت های شبکه جهت کاهش کابل کشی و تعدد ورودی و خروجی های متفاوت است که میتوان با استفاده از یک کارت شبکه و دو رشته سیم تمام تجهیزات در سرار کارخانه یا محیط تولید را بهم متصل کرد و به عملکرد تجهیزات نظارت نمود. این ویژگی به خصوص در پروژه‌های بزرگ و پیچیده که نیاز به تغییرات مداوم دارند، بسیار مفید است.

نکات مهم در انتخاب کارت‌های PLC و ماژول‌های گسترش

هنگام انتخاب کارت‌های PLC و ماژول‌های گسترش، باید به چند نکته مهم توجه کرد.

سازگاری با سیستم PLC

هر برند و حتی هر سری از plc  ها کارت های منحصر به فرد خود را دارند و  باید اطمینان حاصل شود که ماژول‌های گسترش با مدل و برند PLC مورد استفاده سازگار هستند. سازگاری بین ماژول و PLC به عملکرد صحیح و پایدار سیستم کمک می‌کند.

نیازهای کاربردی

 باید نیازهای خاص سیستم و کاربرد مورد نظر را شناسایی کرد و ماژول‌های مناسب را انتخاب نمود. به عنوان مثال، برای اندازه‌گیری دما نیاز به ماژول‌های دما و برای ارتباط با شبکه نیاز به ماژول‌های ارتباطی است.

دقت و کیفیت

باید به دقت و کیفیت ماژول‌های گسترش توجه کرد. ماژول‌های با دقت بالا و کیفیت مناسب به عملکرد بهتر سیستم و کاهش خطاها کمک می‌کنند.

قابلیت تنظیم و پیکربندی

 باید به قابلیت تنظیم و پیکربندی ماژول‌های گسترش توجه کرد. ماژول‌های با قابلیت تنظیم مناسب به کاربران این امکان را می‌دهند که سیستم را بر اساس نیازهای خاص خود تنظیم کنند.

پشتیبانی و خدمات پس از فروش

 باید به پشتیبانی و خدمات پس از فروش برند و مدل انتخابی توجه کرد. خدمات مناسب به کاربران کمک می‌کند تا در صورت بروز مشکلات، به‌راحتی آن ها را برطرف کنند.

نتیجه‌گیری

کارت‌های PLC و ماژول‌های گسترش به‌عنوان اجزای کلیدی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، نقش بسیار مهمی در کنترل و نظارت بر فرآیندهای پیچیده ایفا می‌کنند. با ویژگی‌های پیشرفته و قابلیت‌های متنوع، این ماژول‌ها باعث بهبود عملکرد، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها می شوند.

برندهای مختلفی در زمینه تولید ماژول‌های گسترش فعالیت دارند، از جمله برندهای معتبر زیمنس و دلتا. این برندها با ارائه مدل‌های متنوع و با کیفیت، نیازهای مختلف کاربران را برآورده می‌کنند و به ارتقاء سیستم‌های کنترل کمک می‌کنند.

استفاده از ماژول‌های گسترش در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، به بهبود عملکرد، افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. با انتخاب مناسب ماژول‌های گسترش و استفاده بهینه از آن‌ها، می‌توان به بهره‌وری بالا، کنترل دقیق و بهبود عملکرد سیستم‌های صنعتی دست یافت و به نیازهای جدید و تغییرات سریع پاسخ داد.

کارشناسان فنی فروشگاه اینترنتی اتوماسیون راد آماده ارائه مشاوره فنی رایگان پیش از خرید کارت PLC زیمنس و دلتا و انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی هستند.