ماژول ورودی-خروجی در PLC، بلوک دیاگرام، مثال ها

مقدمه

ورودی و خروجی در هر سیستم نقش مهمی را ایفا می کند. سیستم، ورودی ها را گرفته و پس از پردازش، خروجی ها را به سیستم  دیگری اعمال  می کند. یا به بیان ساده تر سیستم داده های ورودی را پردازش می کند و اطلاعات را به سیستم دیگری ارائه می دهد. به طور مشابه ورودی و خروجی از اجزای مهم PLCها محسوب می شوند. در این مقاله ورودی و خروجی های PLC با جزییات توضیح داده شده است. اگر علاقمند به این موضوع هستید، این مقاله را تا پایان دنبال کنید.

ماژول ورودی-خروجی در PLC چیست؟

در هر پی ال سی از چندین ماژول ورودی (I) و خروجی (O) استفاده می شود. ماژول ها رابطی بین واحد پردازش مرکزی (CPU) و سایر دستگاه ها هستند.

ماژول ورودی چیست؟

ماژولی که با سیگنال ورودی تعامل دارد، ماژول ورودی نامیده می شود. ماژول ورودی برای اتصال دستگاه های ورودی مانند انواع مختلف سوئیچ ها لازم است.

ماژول خروجی چیست؟

ماژولی که با سیگنال خروجی ارتباط برقرار می کند، ماژول خروجی نامیده می شود. ماژول خروجی برای اتصال به دستگاه های خروجی مانند وسایل الکتریکی مورد نیاز است.

بلوک دیاگرام ماژول ورودی-خروجی در PLC

در بلوک دیاگرام زیر، ماژول های ورودی و خروجی از طریق مغز PLC، یعنی واحد پردازش مرکزی (CPU) با هم در ارتباط هستند.

دستگاه ورودی، سیگنالی به ماژول ورودی می دهد. ماژول ورودی برای پردازش های اولیه به CPU متصل است. CPU تمام داده های ورودی را پردازش می کند. پس از پردازش، CPU داده های خروجی را به ماژول خروجی می دهد. ماژول خروجی سیگنالی را به دستگاه خروجی می دهد. سیگنال ها می توانند چیزی مانند فعال یا غیرفعال کردن دستگاه های خروجی باشند.

طبقه بندی ماژول های ورودی-خروجی در PLC

طبقه بندی ماژول های ورودی و خروجی PLC، بر اساس نوع سیگنال ها است. اساساً دو نوع سیگنال وجود دارد: سیگنالهای گسسته و سیگنالهای پیوسته. بر اساس نوع سیگنال، ماژول های ورودی – خروجی به دو دسته اصلی طبقه بندی می شوند.

ماژول ورودی-خروجی (I/O) دیجیتال

ماژول دیجیتال، ماژول گسسته نیز نامیده می شود. در این ماژول، سیگنال های ورودی-خروجی مطابق سیستم باینری کار می کنند(یعنی فقط مقدار 0 یا 1). در حالت باینری تنها یک بیت فضا استفاده می شود. این ماژول ها برای شرایط روشن یا خاموش مفید هستند. بر اساس ورودی و خروجی، ماژول دیجیتال دو نوع است.

• ماژول دیجیتال ورودی
• ماژول دیجیتال خروجی

سیگنال ورودی-خروجی دیجیتال شامل موارد زیر می شود:

• زیاد / کم ، درست / نادرست در حالت عمومی
• روشن/خاموش برای حالت بار در خروجی
• فعال/غیرفعال برای عملکرد کلید
• بسته/ باز برای وضعیت کانتکت کلید

مثال هایی از سیگنال های ورودی دیجیتال:

• Push Switch
• Toggle Switch
• Rocker Switch
• Selector Switch
• Proximity Switch
• Limit Switch

مثال هایی از سیگنال های خروجی دیجیتال:

• Lamp
• Coil
• Buzzer
• Relay
• Motor
• Fan
• Heater
• Actuator
• Solenoid Valve

ماژول ورودی-خروجی (I/O) آنالوگ

ماژول آنالوگ، ماژول پیوسته نیز نامیده می شود. معمولاً ولتاژ یا جریان به صورت سیگنال آنالوگ به ماژول ورودی داده می شود. ماژول های آنالوگ ورودی دارای رزولوشن های متفاوت از جمله 12 بیت و 24 بیت هستند. به طور معمول، سیگنال های ورودی آنالوگ در محدوده 20-4 میلی آمپر ، 20-0 میلی آمپر ، 5-1 ولت کار می کنند. بیایید با ذکر یک مثال به بیان ساده تر رزولوشن در ورودی آنالوگ بپردازیم.

فرض کنید یک سنسور آنالوگ که دمای بین 30- تا 230+ درجه سانتی گراد را اندازه گیری می کند، دارای خروجی 20-0 میلی آمپر است و ماژول آنالوگ ورودی پی ال سی 12 بیتی است. ازین رو وقتی دما 30- درجه است، خروجی سنسور صفر میلی آمپر است و پی ال سی آن را به صورت عدد صفر می خواند. وقتی دما 230+ درجه سانتی گراد است خروجی سنسور 20 میلی آمپر است و پی ال سی آن را بصورت 4096 می خواند.  دمای مابین 30- تا 230+ درجه سانتی گراد، بصورت اعدادی بین 0 تا 4096 توسط پی ال سی خوانده می شود.

بر اساس ورودی و خروجی، ماژول آنالوگ دو نوع است.

• ماژول آنالوگ ورودی
• ماژول آنالوگ خروجی

مثال هایی از سیگنال های ورودی آنالوگ:

• سنسور تشخیص دما
• سنسور تشخیص فشار
• سنسور تشخیص جریان
• سنسور تشخیص سطح
• سنسور تشخیص موقعیت
• سنسور تشخیص سطح PH

مثال هایی از سیگنال های خروجی آنالوگ:

• ترانسمیتر دما
• ترموکوپل
• ترانسمیتر فشار
• ترانسمیتر سطح

در PLC، ما می توانیم از انواع ماژول های دیجیتال یا آنالوگ بر حسب نیاز پروژه استفاده کنیم. ماژول های ورودی و خروجی می توانند، با کمک پروتکل های ارتباطی با سیستم های دیگر در ارتباط باشند. 10 پروتکل ارتباطی برتر مورد استفاده در PLC را بررسی کنید.

نمایش ماژول ورودی-خروجی در برنامه نویسی PLC

ماژول های ورودی توسط I یا X نمایش داده می شوند. شرکت فراروپایا از DI برای نمایش ماژول های ورودی استفاده می کند. ماژول های خروجی توسط Q یا Y نمایش داده می شوند. شرکت فراروپایا از DQ برای نمایش ماژول های خروجی استفاده می کند. برند های مختلف PLC، از نام های مختلف استفاده می کنند.

• در پی ال سی های AB ، ABB و Siemens ، ورودی با I و خروجی با Q نشان داده می شود.
• اما ورودی در پی ال سی های Delta و Mitsubishi با X و خروجی با Y نشان داده می شود.