بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC

پروژه بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC در 75 صفحه ورد قابل ویرایش

بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC

چكیده:

لازم است قبل از شروع به بحث مختصری راجع به كل پروژه توضیحاتی را ذكر كنم. پروژه من  در اصل برنامه نویسی plcاست اما از آنجاییكه من در پروژه از قسمت الكترونیكی نیز استفاده كردم با راهنمایهای استاد راهنما لازم دانستم كه  در مورد این قسمت نیز در این مستندات توضیحاتی را ذكر كنم. حال اصل موضوع از این قرار است كه ما در كارخانه ها دیده ام كه افرادی را برای كنترل نوار نقاله گذاشته اند كه این امر علاوه بر هزینه  های زیاد ،خطاهای انسانی را نیز در بر دارد .اما با پیشرفت تكنولوژی ماجولهای قابل برنامه ریزی وارد بازار صنعت شده كه از آن جمله بهترین و در دسترس ترین و با تنوع زیاد را شاید بتوانplcنام برد كه این مشكلات را حل كرد. كه ما از این ماجولplcكه از نوع خاص آن logoاستفاده كردیم و فرمانی را توسط این ماجول به موتور نوار نقاله  مبنی بر راه اندازی و كنترل  نوار نقاله  دادیم. بعد از این مرحله وارد قسمت الكترونیكی مدار شدیم كه شمردن كالاها روی نوار نقاله بود كه این كار توسط مادون قرمز و بعد خروجی مادون به ورودی avrو استفاده از كانتر  avrبرای شمردن كالاهاو سپس نمایش بررویlcdكه به قسمت خروجی avrوصل است. كه در فصل اول در مورد سخت افزارهای بكار رفته در این پروژه صحبت میكنیم ودر فصل دوم در مورد نرم افزارهای كه یكی plc و دیگری avr  است بحث خواهیم كرد لازم به ذكر است در پایان هر فصل اهداف كلی به عنوان خلاصه فصل بیان شده است.

نمای اصلی برد(قسمت الكترونیك):

نمای كلی پروژه:

فصل اول

سخت افزار

PLC:

PLC مخف Programable logic contorerl به معنی برنامه کنترل منطقی می باشد که برنامه نوشته شده توسط کامپیوتر را از کامپیوتر به کنتاکتور ها یا رله ها توسط مدار رابط یا اینتر فیس انتقال میدهد و طبق برنامه ذکر شده دستگاه ها را راه اندازی و کنترل می نمایید. امروزه استفاده از PLC در صنایع و کارخانه ها رو به افزایش است و بایستی برقکاران صنعتی طرز استفاده از آن را بدانند.PLC هایی مورد آموزش مربوط به شرکت زیمنس می باشند.

شمای كلی  PLCها:

PLC PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER))کنترل کننده قابل برنامه ریزی منطقی:

در سال 1968 آمریکایی ها اولین PLC را ساختند و آنرا کنترل قابل برنامه ریزی نام نهادند {PROGRAMABLE CONTROLLER } آلمانی ها در سال 1973 PLC را وارد بازار کردند و اکنون شرکتهای مختلفی در جهان در زمینه ساخت و استفاده از PLC در حال فعالیت هستند.سهم شرکت زیمنس از بازار PLC جهان 26%_ شرکت آمریکایی ALAM BRADLEY 26 % _ OMRON ژاپن 11 ٪ ــ MITSUBISHI 9 ٪ و الباقی مربوط به کمپانی های AEG-BOSCH -GENRAL ELECTRIC و TELEME CANIQUE فرانسه می باشد.

شرکتهای ایرانی نظیر کنترونیک - صنعت فردا و فتسو آلمانی که همگی مدلی از زیمنس آلمان می باشند.

طراحی مدار فرمان توسط کامپیوتر :

هر سیستم نیاز به کنترل دارد.در سیستم های صنعتی 2 نوع کنترل وجود دارد.

1-سخت افزاری(مدارات فرمان الکتریکی) 2- سیستم های PLCسیستم های PLC خود به 2 گروه تقسیم می شوند : 1- سیستم های کنترلی گسترده DCS 2- کامپیوتر های شخصی IPC

پروسه کار یک PLC:

ورودی پردازش خروجی

ورودی می تواند سنسور ها - کلید های قطع ووصل -عوامل مکانیکی و...باشند. خروجی هم موتورها - رله یا کنتاکتورها - لامپ ها و نمایشگر ها باشند.

با اعمال ورودی به یک سیستم PLC که می تواند بصورت کلیدی و یا سنسور باشد عمل پردازش بر روی ان صورت گرفته و نتیجه عمل در یک عمل کننده یا یک شبیه ساز آشکار می شود.به مجموعه این اعمال یک فرایند یا پروسه کاری گفته می شود.

موارد کاربرد PLC :

1- کنترل هر گونه ماشین و وسیله برقی

2- کنترل هر سیستم خط تولید

3- کنترل فرمان مدار CNC (ماشین های فرز پیشرفته )

تفاوت PLC با کامپیوتر :

تمامی اجزا یک کامپیوتر در یک PLC وجود دارد ولی کامپیوتر از لحاظ نوع ورودی و خروجی ها و همچنین عمل ترکیب ورودی ها و خروجی ها با PLC متفاوت می باشد.خروجی PLC می تواند یک رله - تریاک - ترانزیستور - تریستور و غیره باشد که با توجه به حداکثر جریان مجاز خروجی PLC باید انتخاب شود تا آسیبی به سیستم وارد نشود.

در PLC ما نتیجه عمل را می بینیم ولی در کامپیوتر فقط اطلاعات را می بینیم.

تفاوت رله های قابل برنامه ریزی باPLC:

مزایای این رله ها:

قیمت ارزان-سبك-كوچك هستندكه برای كاربردهای محدود مانند پله برقی ، راه اندازی یك یا چند موتور و موارد مشابه.

در ضمن دراكثر رله های قابل برنامه ریزی در جلوی پانل آنها یك (DISPLAY)كوچك وجود دارد كه می توان از طریق آن  برنامه مورد نظر را  در آن نوشت.(یك صفحه كلید كوچك نیز دارد.)

محدودیت های این رله:

1-     تعداد ورودی ها و خروجی ها محدود است(بین 20 تا30)

2-     تعداد تایمرها و شمارنده های داخل آن محدود است.

3-     تعداد سطرهای برنامه نویسی آن محدود است.

4-     تعداد قطعات فراخوانده شده از حافظه محدود است.

حافظه بکار رفته در PLC :

در PLC از حافظه های نیمه هادی و بیشتر از RAM و EEPROM استفاده می شود .یک باتری نیز برای جلوگیری از پاک شدن اطلاعات حافظه RAM در مواقع قطع برق و خاموش کردن دستگاه بکار برده می شود.یک خازن نیز موازی با باتری بک آپ قرار گرفته که بهنگام تعویض باتری می تواند برق سیستم را بمدت 30 ثانیه تامین نمایید.ولتاژ باتری3.6 ولت با جریان دهی 0.09 میلی آمپر می باشد.

در مقایسه با روشهای حل سنتی و PLC می توان نتیجه گرفت که روش کار PLC آسانتر و توانایی و قابلیت بیشتری نسبت به روش سنتی می باشد.در PLC می توان براحتی در برنامه و اجرای آن تغییرات اعمال نمود.همچنین دارای حجم کم و ارزانتری می باشد و نگهداری آن نیز آسانتر است.

میكرو كنترلر:

تاریخچه مختصری درباره میکروکنترلر AVR:

شرکت Atmel5 میکرو کنترلر 8 بیتی AVR جدیدبا توان مصرفی بسیارپایین برای استفاده در مدارات با تعداد کدهای بالا و اینترفیسینگ زیاد عرضه نموده است.

این میکرو کنترلر ها با نام های  ATmega2561، ATmega1281 ، ATmega2560 ،  ATmega1280  ، ATmega640عرضه شده است و دارای 64 تا 256 کیلو بایتflash و 8 کیلو بایت RAM به صورت داخلی می باشد.

این میکروهای جدید مدارات جانبی میکروها را با توجه به مدارات داخلی خود کاهش داده است که از آن جمله می توان به وجود یک اسیلاتور RC 8مگا هرتزی در داخل خود که باعث حذف اسیلاتور خارجی گشته است را نام برد؛

از  دیگر  قابلیت های  جالب  این  میکرو  مصرف  بسیار  پایین آن می باشد این  میکرو  که  با 1.5 ولت کار می کند در حالت power down تنها 100 نانو آمپر مصرف می کند که باعث افزایش عمر باتری خواهد شد.

مدل 100 پین این میکرو ها داراری 4 کانال UART و16 عدد  A/D می باشد.آنچه که ما در این سخت افزار  استفاده کرده ایم ATMEGA16l می باشد که در زیر در مورد آن از نظر شماتیک وپاه ها صبحت می کنیم ودر فصل بعد

برنامه نوشته شده در آن را توضیح خواهیم داد.

:ATMEG16I

• از معماری AVR RISC استفاده می کند.

─کارآیی بالا و توان مصرفی کم

 ─دارای 131 دستورالعمل با کارایی بالا که اکثرا تنها در یک کلاک سیکل اجرا می شود.

─ 8*32ریجستر کاربردی

─سرعتی تا MIPS16 در فرکانس   16MHZ  

•حافظه،برنامه و داده غیر فرار

─ K 16 بایت حافظه FLASHداخلی قابل برنامه ریزی

پایداری حافظه FLASH  :قابلیت 10,000بار نوشتن و پاک کردن(WRITE/ERASE)

─ 1024بایت حافظه داخلی SRAM

─ 512بایت حافظه  EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی.

پایداری حافظهEEPROM :قابلیت 100,000بارنوشتن وپاک کردن (WRITE/ERASE)

─ قفل برنامه FLASH و حفاظت داده EEPROM

•قابلیت ارتباطJTAG (IEEE Std.)

برنامه ریزی برنامه       LOCK BITS,FUSEBITS,EEPROM,FLASHاز طریقJTAG 

•خصوصیات جانبی

.COMPARE  مجزا و دارای مد PRESCALER8 بیتی با (TIMER/CONTER) دو تایمر- کانتر ─

 مجزا و دارای مد های PRESCALER 16 بیتی با  (TIMER/CONTER) یک تایمر – کانتر ─

  CAPTURE , COMPARE

 PWM4 کانال ─

8 کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال  10 بیتی ─

SINGLE-ENDED 8 کانال

TQFP دارای 7کانال تفاضلی در بسته بندی

200_X,10_X,1_X دارای دو كانال تفاضلی با كنترل گین

یک مقایسه کننده آنالوگ داخلی .─

قابل برنامه ریزی با اسیلاتور داخلی WATCHDOG ─

(TWO – WIRE) قابلیت ارتباط با پروتکل سریال دو سیمه ─ 

    MASTERبه صورت  (SERIAL PERIPHERAL INTERFACE) SPI قابلیت ارتباط سریال ─

یاSLAVE

•خصوصیات ویژه میکرو کنترلر

─POWER  - ON RESET CIRCUIT BROWN-OUT, قابل برنامه ریزی

─دارای اسیلاتور RC داخلی کالیبره شده .

─دارای6 حالت ,STANDBY, POWER-SAVE, IDLE, POWER –DOWN )SIEEP

 ( ADC NOISE REDUCTION, EXTENDED STANDBY

─ منابع وقفه (INTERRUPT) داخلی و خارجی  .

─عملکرد کاملا ثابت.

─ توان مصرفی پایین و سرعت بالا توسط تکنولوژی  CMOS

•توان مصرفی درC,3V,1MHZ°25 برای ATMEG16I

─ حالت فعال ACTIVE MODE ) 1.1 mA (

─ در حالت بی کاری (IDLE MODE) 0.35mA

─ در حالت 1µA>:POWER – DOWN

ولتاژهای عملیاتی (کاری)  •

(Atmega16 l) تا 5.5برای 2.7V ─

(Atmega16)   برای 5.5 v تا 4.5v─

•فرکانسهای کاری

─ 0MHZ  تا MHZ  8 برای (Atmega16l)

─0  MHZ تا MHZ 16 برای (Atmega16)

• خطوط I/O وانواع بسته بندی

─23 خط ورودی / خروجی( I/O) قابل برنامه ریزی 

─40پایه  , PDIP44 پایهFP TQو 44پایه MLF

•ترکیب پایه ها

فهرست مطالب:

  چكیده....................................................................................................................... 6  

نمای شماتیك  از برد الكترونیكی................................................................................7

  نمای اصلی برد(قسمت الكترونیك)...............................................................................8

نمای كلی پروژه..........................................................................................................9           

فصل اول :سخت افزار....................................................................................................... 11

 Plc1-1         ...................................................................................................................12

1-2       موتور گیربكسی  ......................................................................................................40

1-3       سنسور مادون قرمز.....................................................................................................46

1-4       میكرو كنترلر ...........................................................................................................51

Lcd1-5      ......................................................................................................................60

1-6      خلاصه فصل..............................................................................................................65

فصل دوم: نرم افزار.............................................................................................................66

2-1          برنامه plc  ........................................................................................................ 67

2-2         برنامهAVR..........................................................................................................70

2-3        خلاصه فصل.......................................................................................................... 73

منابع...................................................................................................................................74

برچسب ها : بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC , پایان نامه بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC , مقاله بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC , پروژه بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC , تحقیق بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC , دانلود پایان نامه بررسی كنترل نوار نقاله خط تولید یك كارخانه باPLC , كنترل نوار , نقاله , خط تولید , كارخانه , PLC ,