شمارنده PLC

راهنمای کاربردی plc شمارنده و تایمر
شمارنده يا كانتر (counter) در PLC , یک بلوک تابع است كه می تواند شمارش را به صورت صعودى يا نزولى تا رسيدن به يك مقدار از پيش تعيين شده, انجام دهد. پس از رسيدن شمارش به اين مقدار از پبش تعيين شده (Preset value) كه آن رابا PV نشان می دهيم. خروجى اين بلوک فعال می شود.

شمارنده صعودى با S-CU شمارنده نزولى با S-CD و شمارنده صعودى نزولى با S-CUD نمايش داده می شود. شماتيك يک كانتر صعودى- نزولى را در شكل زير مشاهده می كنيد. هر سيگنال در ورودى شمارش صعودى (CU). مقدار فعلى كانتر (CV) را يك واحد افزايش می دهد. از سوى ديگر, هر سيگنال در ورودى شمارش نزولى (CD). مقدار CV را يک واحد كاهش می دهد. يايه S براى تنظيم (Set) كردن مقدار PV به اندازه مقدار فعلى كانتر به كار می رود. در اينجا همه ورودى ها از جنس كليد شستى هستند.

انواع تايمر

دستورات تايمر PLC جزء دستورات خروجى محسوب مى شوند. تايمر PLC قادر است خروجى PLC رادر طول يك بازه زمانى (يا به عبارت درست تر, تعداد مشخصى از بازه هاى زمانى),فعال يا غير فعال كند. تايمرهاى PLC را می توان به پنج دسته تقسيم كرد. در ادامه با هريك از اين تايمرها آشنا می شويم.

تایمر تاخیر در وصل (S-ODT)

شكل زير, تايمر تأخير در وصل را نشان می دهد. در اين تايمر,جنس ورودى كه به پايه 5 متصل می شود, كليد است. بازه زمانى تايمر, به عنوان ورودى در يايه TV عمل می كند. بازه زمانى به صورت S5T#tv در نرم افزار وارد می شود. به جاى عبارت tv بايد زمان را به همراه حرف S كه نشان دهنده ثانيه است, وارد كرد.

به عنوان مثال. بازه زمانى بيست ثانيه؛, به صورت S5T#20s تعيين می شود. حداكثر بازه زمانى ممكن در تايمرها 9990 ثانيه است. براى فعال شدن تايمر تأخير در وصل, ابتدا بايد پايه S برق دار شود. پس كليد I زده می شود.

با فعال شدن تايمر, به اندازه بازه زمانى طول مى كشد تا پايه خروجى Q برق دار شود. از اين لحظه به بعد,خروجى فعال می ماند. اكنون اگر كليد ورودى قطع و يا يايه R فعال شود, بلافاصله خروجى غير فعال خواهد شد. پايه هاى BI و پايه هاى BCD براى نشان دادن زمان تايمر به صورت دودويى و اعشارى به كار می روند.

نمودار ورودى و خر وجى براى اين تايمر به صورت زير است. همزمان با تيغه بالا رونده در ورودى, تايمر روشن می شود.پس از سپرى شدن زمان TV, خروجى فعال شده و فعال باقى می ماند. در انتها نيز همزمان با تيغه پايين رونده ورودى, خروجى غير فعال شده است.

تايمر تأخير در قطع (S-OFFDT)

شماتيك همه تايمرها مانند تايمر تأخير در وصل است. با اين تفاوت كه فقط نام گذارى تايمر تغيير می كند. جنس پايه ورودى در تايمر تأخير در قطع, كليد شستى است. در ابتدا خروجى غير فعال است. با زدن كليد شستى I , خروجى فعال می شود. با رها كردن كليد شستى, خروجى هنوز فعال است؛ ولى تايمر روشن می شود. اكنون پس از گذشت بازه زمانى مشخص شده در تايمر(TV) خروجى غير فعال می شود. همچنين در هر وضعيتى می توان با برق دار كردن پايه R خروجی را غيرفعال كرد. نمودار زير, تغييرات ورودى و خروجى را براى اين تايمر PLC نشان می دهد. همانطور كه مشاهده می كنيد, همزمان با لبه بالا رونده در ورودی ,خروجى فعال شده و پس از قطع ورودى نيز همچنان فعال مانده است. به محض فعال شدن لبه پايين رونده ورودى,تايمر PLC روشن وبا گذشت زمان TV, خروجى خاموش می شود.

مثال 1:

سؤال: مدارى طراحى كنيد كه سه ثانيه پس از زدن كليد I0.0 خروجى Q0.0 فعال شده و شش ثانيه بعد از قطع كليد I0.0 خروجى غير فعال شود.

پاسخ:

اين سؤال, اساس طراحى مدارى با قابليت ايجاد تأخير در وصل و تأخير در قطع (on-off Delay) است. مدار مورد نظر را در شكل زير مشاهده می كنيد. با وصل شدن كليد I0.0 پايه ورودى تايمر S-ODT برق دار می شود. به محض اينكه مدت زمان 3S از شروع به كار تايمر سپرى شود , خروجى آن برق دار شده و برق به پايه ورودى تايمر بعدى يعنى تايمرS-OFFDT می رسد. با فعال شدن اين تايمر,بلافاصله خروجى Q0.0 نيز برق دار می شود. حالا با گذشت 6S ديگر, تايمر دوم و خر وجی اش غير فعال مى شوند.

تايمر تأخير در وصل, حافظه دار (S-ODTS)

در اين تايمرPLC پايه ورودى از جنس كليد شستى است. فرض كنيد بازه زمانى را صفر تنظيم كنيم. در اين حالت, با فشردن كليد شستى I خروجى Qروشن می شود و با برق دار شدن پايه R, خروجى غيرفعال می شود. اما اگر براى اين تايمر, زمان TVغير صفر تنظيم شود, پس از سپرى شدن مدت زمان TV بعد از لبه بالا رونده ورودى I, خروجى فعال مى شود و فعال خواهد ماند. روند تغييرات ورودى و خروجى در تايمر S-ODTS در شكل زير نشان داده شده است. در اينجا بايد به اين نكته توجه كرد كه لبه پايبن رونده كليد شستى, در فعال يا غيرفعال بودن خروجى هيج تأثيرى ندارد.

تايمر پالس (S-Pulse)

پايه ورودى در اين تايمر از جنس كليد است. با زدن كليد I, خروجى Q فعال و پس از گذشت زمان تعريف شده,خروجى غير فعال می شود. به عبارت ديگر, اين تايمر نياز دارد در طول زمان تنظيم شده در TV, سيگنال ورودى وصل بماند. در هرموقعيتى, با قطع كليد I يا برق دار كردن كليد شستى متصل به پايه R, خروجى خاموش خواهد شد.

به تفاوت اين تايمر با تايمر تأخير در قطع توجه كنيد. در تايمر پالس, به محض برق دار شدن كليد I تايمر شروع به شمارش می كند. ولى تايمرتأخير در قطع, فقط نسبت به لبه پايين رونده كليد شستى حساس است و در صورت رها نكردن كليد شستى از سوى اپراتور, فعال نمی شود. روند تغييرات ورودى و خر وجى در تايمر پالس را مى توانيد در شكل زير مشاهده كنيد.

تايمر تأخير در قطع توسعه يافته(S-PEXT)

آخرين تايمر PLC كه در اين مقاله بررسى میكنيم تايمر تأخير در قطع توسعه يافته ناميده می شود. در اين تايمر, لبه ورودى از جنس كليد شستى است. با زدن كليد شستى I توسط اپراتور (لبه بالا رونده), خروجى Q روشن شده و بلافاصله اين تايمرPLC نيز شروع به شمارش می كند. اكنون پس از سپرى شدن زمان تعريف شده در TV خر وجى غير فعال می شود. اگر قبل از اينكه شمارش اين تايمر PLC به پايان برسد , كليد شستى ورودى باز هم از صفر به يك تغيير وضعيت دهد, تايمر مجدداً شمارش رااز ابتدا آغاز خواهد كرد. نمودار تغييرات ورودى و خروجى رادر شكل زير مشاهده مى كنيد.

‏مثال ‎2

سؤال: مدارى طراحى كنيد كه پس از فشردن كليد شستى I0.1 خروجى Q0.1 كه يک نوار نقاله است, فعال شده و پس از گذشت مدت زمان 4 ثانيه غير فعال شود. ضمناً در هر زمان, فشردن كليد شستى I0.0 خروجى را قطع كند.

پاسخ:

اين مثال را به دو روش می توان پاسخ داد. در روش اول می توان از تايمر پالس استفاده كرد. مدار مورد نياز براى اين مثال را در شكل زير مشاهده مى كنيد. زمان تعريف شده در TV برابر 4 ثانيه است. به محض فشردن كليد شستى I0.1 خروجى Q0.1 فعال شده و تايمر PLC شروع به شمارش زمان می كند. با برق دار شدن خروجى Q0.1, تيغه متناظر آن یعنى q0.1 تغيير وضعيت داده و بسته می شود.

حالا بارها كردن كليد شستى I0.1, خر وجى همچنان روشن باقى می ماند. هنگامى كه زمان تعريف شده 4 ثانيه به پايان برسد, خر وجى غيرفعال می شود. همچنين در هر زمانى می توان با فشردن كليد I0.0 خر وجى را متوقف كرد. بدين ترتيب كه با فشردن كليد I0.0 برق به خروجى Q0.1 نمی رسد. با غير فعال شدن خروجى Q0.1, تيغه متناظر با آن (q0.1) نيز تغيبر وضعيت داده و باز می شود. حال, كليد شستى I0.0 را رها مى كنيم. می دانيم تيغه هاى I0.1 و q0.1 هر دو باز هستند. در نتيجه مدار قطع شده و خروجى غير فعال باقى می ماند.

در روش دوم از تايمر تأخير در قطع توسعه يافته (S-PEXT) استفاده میكنيم. از آنجايى كه براى فعال شدن اين نوع تايمر PLC فقط به لبه بالا رونده سيگنال ورودى نياز است, قرار دادن كليد توقف به صورت سرى ,تأثيرى ندارد. در نتیجه فقط از تعریف تایمر S-PEXT استفاده می کنیم. به شکل زیر توجه کنید.

مثال 3

سؤال: مدارى طراحى كنيد كه در بخشى از خط توليد يک كارخانه, براى بسته بندى محصولات توليدى, روند زير اجرا شود.

بازدن كليد شستى شر وع (Start) ,خروجى كه يك نوار نقاله است فعال شده و يك سنسور نورى, تعداد محصولات توليدى را شمارش كند. به محض اينكه تعداد محصولات شمارش شده به عدد ‎12‏ برسد, نوار نقاله به طور اتوماتيك متوقف شده و خروجى دوم كه يک جك پنوماتيكى است, به مدت 5 ثانيه فعال شود. پس از گذشت اين زمان, مجدداً نوار نقاله به راه بيافتد و اين روند تكرار شود. همچنين در هر وضعيتى با فشردن كليد شستى توقف(Stop) , كل سيستم متوقف شود.

پاسخ

براى حل اين مثال, مطابق شكل زير عمل میكنيم. براى بهتر ديده شدن شكل,برخى از پارامترهاى مربوط به شمارنده و تايمر plc نشان داده نشده است.

كليد شستى I0.1

نقش دكمه استارت را بازى میكند. با زدن اين كليد, خروجى Q0.0 فعال (Set) شده و فعال باقى میماند.

با فعال شدن اين خر وجى, تيغه هاى متناظر با آن تغيبر وضعيت مى دهند. در نتيجه: تيغه باز q0.0 در مسير شماره 4, بسته میشود. اكنون ورودى I2.0 آماده است تا به شمارنده سيگنال ارسال كند. هر بار كه محصول از مقابل سنسور نورى I2.0 عبور كند,شمارنده يک عدد به مقدار شمارش شده , اضافه مى كند.

مقدار شمارش شده توسط شمارنده در حافظه MWO ذخيره میشود. مقدار ذخيره شده در ‎MWO‏ به عنوان ورودى در يك مقايسه گر (Comparator) , با عدد ‎12‏ مقايسه میشود. به محض اينكه شمارش به عدد ‎12‏ برسد, خروجى مقايسه گر, يک میشود. اكنون اين سيگنال خروجى, به طور همزمان, خروجى Q0.0 را غير فعال و تايمر PLC از نوع تأخير در قطع توسعه يافته را فعال مى كند.

به محض فعال شدن اين تايمر, خروجى Q0.1 هم برق دار می شود. با برق دار شدن خروجى Q0.1 تيغه هاى متناظر آن تغيبر وضعيت داده واز باز به بسته تغيير می كنند. پس از اين كه مدت زمان 5 ثانيه سپرى شود., خر وجى Q0.1 غير فعال شده و تيغه هاى متناظر با آن باز می شوند.

پس از هر دو تيغه, آشكارساز لبه پايين قرار دارد. در نتيجه به محض باز شدن تيغه هاى يك پالس خر وجى ايجاد می شود. يكى از اين پالس ها در مسير شماره 2, خر وجى Q0.0 را مجدداً فعال مى كند و پالس ديگرى كه در مسير شماره 5 ايجاد شده است, مقدار شمارنده را صفر (Reset) می كند. همچنين در هر مرحله از فر آيند, زدن كليد شستى I0.0 ,نوار نقاله و شمارنده را غير فعال خواهد كرد.

مهرسام صنعت مرکز آموزش و تعمیرات و برنامه نویسی تجهیزات اتوماسیون صنعتی