انواع ورودی دیجیتال PLC

  ورودی دیجیتال PLC

کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) معمولاً در کاربردهای کنترل صنعتی استفاده می‌شوند و یکی از مهم‌ترین اجزای یک سیستم PLC ورودی‌های دیجیتال آن است. ورودی‌های دیجیتال برای تشخیص وضعیت سوئیچ ها، حسگرها و سایر دستگاه‌های ورودی استفاده می‌شوند و این اطلاعات را برای پردازش در اختیار مدار داخلی PLC قرار می‌دهند. در این مقاله، مقدمه‌ای بر ورودی دیجیتال PLC، از جمله نحوه عملکرد، اهمیت آن‌ها در سیستم‌های کنترل صنعتی و برخی از ملاحظات کلیدی هنگام انتخاب و استفاده از ورودی دیجیتال در یک سیستم PLC، ارائه می‌کنیم.

ورودی‌های دیجیتال PLC چگونه کار می‌کنند؟

ورودی‌های دیجیتال PLC برای تشخیص وضعیت سوئیچ، سنسور یا سایر دستگاه‌های ورودی طراحی شده‌اند و این اطلاعات را به مدار داخلی PLC گزارش می‌دهند. در بیشتر موارد، از ورودی دیجیتال برای تشخیص حالت “بالا” یا “پایین” استفاده می‌شود که نشان می‌دهد دستگاه ورودی فعال است یا خیر.

هنگامی که یک ورودی دیجیتال تغییر حالت را تشخیص می‌دهد، یک سیگنال الکتریکی به مدار داخلی PLC ارسال می‌کند. این سیگنال معمولاً یک سطح ولتاژ است که بسته به وضعیت دستگاه ورودی، بالا یا پایین است. سپس PLC از این اطلاعات برای کنترل خروجی‌های خود استفاده می‌کند که می‌تواند برای کنترل موتورها، شیرها، چراغ‌ها و سایر اجزای یک سیستم کنترل صنعتی استفاده شود.

چرا ورودی دیجیتال PLC مهم است؟

ورودی‌های دیجیتال PLC جزء حیاتی هر سیستم کنترل صنعتی هستند، زیرا از آنها برای تشخیص وضعیت دستگاه‌های ورودی و ارائه این اطلاعات به مدار داخلی PLC استفاده می‌شود. بدون ورودی‌های دیجیتال، نظارت بر وضعیت سوئیچ ها، حسگرها و سایر دستگاه‌های ورودی دشوار یا غیرممکن خواهد بود که کنترل خروجی‌های سیستم را غیرممکن می‌کند.

ورودی‌های دیجیتال علاوه بر اهمیت آنها در کنترل فرآیندهای صنعتی، از منظر ایمنی نیز مهم هستند. به عنوان مثال، در یک فرآیند تولیدی که شامل جابجایی ماشین‌آلات است، نظارت بر موقعیت سوئیچ‌های ایمنی و دکمه‌های توقف اضطراری بسیار مهم است تا اطمینان حاصل شود که ماشین‌آلات می‌توانند به سرعت در صورت لزوم متوقف شوند.

مطالب مرتبط:

شبکه کردن PLC با اینورتر

 کارت‌های PLC I/O ورودی و خروجی

ورودی‌های sink چیست؟

ورودی‌های sink نوعی ورودی دیجیتال هستند که در سیستم‌های PLC استفاده می‌شوند. آنها طوری طراحی شده‌اند که جریان یک دستگاه مانند سوئیچ یا سنسور را کاهش دهند و این اطلاعات را به مدار داخلی PLC گزارش دهند. ورودی‌های sink معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که دستگاه ورودی به source ولتاژ متصل است. و سوئیچ یا سنسور برای قطع جریان جریان استفاده می‌شود.

ورودی‌های sink چگونه کار می‌کنند؟

ورودی‌های sink با ارائه مسیری به زمین برای جریانی که از دستگاه ورودی می‌گذرد، کار می‌کنند. هنگامی که سوئیچ یا سنسور باز است، جریانی از دستگاه ورودی عبور نمی‌کند و ورودی sink یک سیگنال “کم” را به مدار داخلی PLC گزارش می‌دهد. هنگامی که سوئیچ یا سنسور بسته است، جریان از طریق دستگاه ورودی می‌گذرد و از طریق ورودی sink به زمین هدایت می‌شود. این باعث می‌شود که ورودی sink یک سیگنال “بالا” را به مدار داخلی PLC گزارش دهد.

چرا از ورودی‌های sink استفاده می‌شود؟

ورودی‌های sink معمولاً در سیستم‌های PLC به چند دلیل کلیدی استفاده می‌شوند:

1. سازگاری: ورودی‌های sink با طیف گسترده ای از دستگاه‌های ورودی، از جمله سوئیچ ها، سنسورها و سایر دستگاه‌هایی که برای قطع جریان طراحی شده‌اند، سازگار هستند.

2. ایمنی: ورودی‌های sink روشی مطمئن و قابل اعتماد برای تشخیص وضعیت دستگاه‌های ورودی در سیستم‌های کنترل صنعتی ارائه می‌دهند. از آنجا که آنها جریان را از دستگاه ورودی خارج می‌کنند، خطر برق گرفتگی یا سایر خطرات ایمنی وجود دارد.

3. انعطاف پذیری: ورودی‌های sink را می‌توان در طیف وسیعی از برنامه‌ها استفاده کرد، از جمله مواردی که نیاز به پردازش ورودی با سرعت بالا دارند و آنهایی که به تعداد زیادی ورودی نیاز دارند.

مزایای ورودی sink

1. سازگاری: ورودی‌های sink با طیف وسیعی از دستگاه‌های ورودی سازگار هستند، و آنها را به انتخابی همه کاره برای بسیاری از برنامه‌ها تبدیل می‌کند.

2. ایمنی: از آنجا که آنها جریان را از دستگاه ورودی می‌گیرند، خطر برق گرفتگی یا سایر خطرات ایمنی وجود دارد.

3. پردازش با سرعت بالا: ورودی‌های sink می‌توانند سیگنال‌های ورودی را به سرعت پردازش کنند، که آنها را برای برنامه‌هایی که نیاز به زمان پاسخ سریع دارند مناسب می‌کند.

معایب ورودی sink

1. نیاز به زمین مشترک: ورودی‌های sink به یک زمین مشترک بین دستگاه ورودی و ورودی sink نیاز دارند. این می‌تواند مشکلاتی را در سیستم‌هایی ایجاد کند که از منابع ولتاژ متعدد استفاده می‌شود.

2. نمی‌توان با دستگاه‌های PNP استفاده کرد: ورودی‌های sink با دستگاه‌هایی که از سیگنال منطقی مثبت استفاده می‌کنند، که به عنوان دستگاه‌های PNP نیز شناخته می‌شوند، سازگار نیستند.

ورودی‌های source چیست؟

ورودی‌های source ورودی‌های دیجیتالی هستند که در سیستم‌های PLC استفاده می‌شوند. آنها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که جریان را از دستگاهی مانند سوئیچ یا سنسور source تغذیه کنند و این اطلاعات را به مدار داخلی PLC گزارش دهند. برخلاف ورودی‌های sink، ورودی‌های source معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که دستگاه ورودی به زمین متصل است و سوئیچ یا سنسور برای عبور جریان از دستگاه ورودی استفاده می‌شود.

ورودی‌های source چگونه کار می‌کنند؟

ورودی‌های source با منبع‌یابی جریان به دستگاه ورودی کار می‌کنند. هنگامی که سوئیچ یا سنسور باز است، جریانی از دستگاه ورودی عبور نمی‌کند و ورودی source یک سیگنال “بالا” را به مدار داخلی PLC گزارش می‌دهد. هنگامی که سوئیچ یا سنسور بسته می‌شود، جریان از طریق دستگاه ورودی می‌گذرد و از ورودی source تامین می‌شود. این باعث می‌شود که ورودی source یک سیگنال “کم” را به مدار داخلی PLC گزارش دهد.

چرا از ورودی‌های source استفاده می‌شود؟

ورودی‌های source معمولاً به چند دلیل کلیدی در سیستم‌های PLC استفاده می‌شوند:

1. سازگاری: ورودی‌های source با طیف وسیعی از دستگاه‌های ورودی، از جمله سوئیچ‌ها، حسگرها و سایر دستگاه‌هایی که اجازه می‌دهند جریان از آنها عبور کند، سازگار است.

2. انعطاف پذیری: ورودی‌های source را می‌توان در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها استفاده کرد، از جمله آنهایی که نیاز به پردازش ورودی با سرعت بالا دارند و آنهایی که به تعداد زیادی ورودی نیاز دارند.

3. سهولت استفاده: ورودی‌های source برای استفاده و پیکربندی آسان هستند و آنها را به انتخابی محبوب برای بسیاری از برنامه‌ها تبدیل می‌کند.

مزایای ورودی‌های source

1. سازگاری: ورودی‌های source با طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های ورودی سازگار هستند، و آنها را به یک انتخاب همه کاره برای بسیاری از برنامه‌ها تبدیل می‌کند.

2. پردازش با سرعت بالا: ورودی‌های source قادر به پردازش سریع سیگنال‌های ورودی هستند، که آنها را برای برنامه‌هایی که نیاز به زمان پاسخ سریع دارند مناسب می‌کند.

3. استفاده آسان: ورودی‌های source برای استفاده و پیکربندی آسان هستند و آنها را به گزینه‌ای محبوب برای بسیاری از برنامه‌ها تبدیل می‌کند.

معایب ورودی‌های source

1. نیاز به یک مثبت مشترک: ورودی‌های source به یک مثبت مشترک بین دستگاه ورودی و ورودی source نیاز دارند. این می‌تواند مشکلاتی را در سیستم‌هایی ایجاد کند که از منابع ولتاژ متعدد استفاده می‌شود.

2. نمی‌توان با دستگاه‌های NPN استفاده کرد: ورودی‌های source با دستگاه‌هایی که از سیگنال منطقی منفی استفاده می‌کنند، که به دستگاه‌های NPN نیز معروف هستند، سازگار نیستند.

مشکلات رایج در ورودی‌های sink و source

1. اتصال کوتاه

یکی از رایج‌ترین مشکلات ورودی sink و source اتصال کوتاه است. اتصال کوتاه زمانی رخ می‌دهد که سیم‌های مثبت و منفی دستگاه ورودی به هم متصل می‌شوند و باعث اتصال مستقیم بین ورودی و source تغذیه می‌شود. این می‌تواند به دستگاه ورودی و سیستم PLC آسیب برساند.

برای عیب‌یابی مشکل اتصال کوتاه، سیم‌کشی دستگاه ورودی را بررسی کنید و مطمئن شوید که سیم‌ها وصل نیستند. از یک مولتی‌متر برای تست تداوم دستگاه ورودی استفاده کنید و گزارش خطای سیستم PLC را برای هرگونه خطای اتصال کوتاه بررسی کنید.

2. مدار باز

مدار باز زمانی رخ می‌دهد که دستگاه ورودی به درستی به سیستم PLC متصل نباشد و در نتیجه سیگنالی توسط PLC دریافت نشود. این می‌تواند ناشی از شل شدن یا آسیب دیدن سیم‌ها یا دستگاه ورودی معیوب باشد.

برای عیب‌یابی مشکل مدار باز، سیم کشی دستگاه ورودی را بررسی کرده و از اتصال صحیح آن به سیستم PLC اطمینان حاصل کنید. دستگاه ورودی را با یک مولتی متر تست کنید تا مطمئن شوید که درست کار می‌کند.

3. تداخل نویز

تداخل نویز می‌تواند باعث قرائت نامنظم یا کاذب در سیگنال‌های ورودی سیستم PLC شود که منجر به تصمیمات کنترلی نادرست می‌شود. این می‌تواند ناشی از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) از دستگاه‌های دیگر یا نویز الکتریکی در محیط باشد.

برای عیب‌یابی مشکل تداخل نویز، سیم‌کشی دستگاه ورودی را بررسی کرده و از اتصال صحیح آن به زمین اطمینان حاصل کنید. سیم‌های ورودی را محافظت کنید تا اثر EMI را کاهش دهید و فیلترها یا سرکوبگرهای ولتاژ را برای کاهش نویز الکتریکی اضافه کنید.

4. اضافه ولتاژ یا کمبود ولتاژ

اضافه ولتاژ یا کمبود ولتاژ می‌تواند باعث آسیب به دستگاه ورودی و سیستم PLC شود و منجر به تصمیمات کنترلی نادرست شود. این می‌تواند ناشی از source تغذیه معیوب یا سیم کشی نامناسب باشد.

برای عیب‌یابی مشکل اضافه ولتاژ یا کمبود ولتاژ، سیم کشی دستگاه ورودی را بررسی کنید و مطمئن شوید که به source ولتاژ صحیح وصل شده است. source تغذیه را با یک مولتی‌متر تست کنید تا مطمئن شوید که ولتاژ صحیح را تامین می‌کند.

حتما بخوانید:

قیمت انواع پی ال سی (PLC)

بازار کار پی ال سی PLC در خارج از کشور

روند آینده ورودی دیجیتال PLC

1. سرعت بالاتر و نرخ نمونه برداری

همانطور که تقاضا برای دریافت سریعتر و دقیق تر داده افزایش می‌یابد، فناوری ورودی دیجیتال در PLCها به تکامل خود ادامه خواهد داد تا با این خواسته‌ها مطابقت داشته باشد. پیشرفت‌های آینده در فناوری ورودی دیجیتال شامل نرخ نمونه‌برداری بالاتر و سرعت‌های سریع‌تر برای گرفتن داده‌های بیشتر در زمان کمتر خواهد بود. این امر امکان کنترل دقیق‌تر فرآیندها و ماشین‌ها را فراهم می‌کند و در نتیجه عملکرد و کارایی بهتری را به همراه خواهد داشت.

2. یکپارچه‌سازی با فناوری بی سیم

ادغام فناوری بی سیم با فناوری ورودی دیجیتال PLC به انعطاف پذیری و تحرک بیشتر در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی اجازه می‌دهد. از حسگرها و دستگاه‌های بی سیم می‌توان برای انتقال داده‌ها به سیستم PLC استفاده کرد و نیاز به اتصالات سیمی سخت را از بین برد. این کار نصب و نگهداری حسگرها و دستگاه‌ها را آسان‌تر می‌کند و همچنین امکان نظارت و کنترل از راه دور فرآیندها و ماشین‌ها را فراهم می‌کند.

3. افزایش قابلیت اطمینان و دوام

تحولات آتی در فناوری ورودی دیجیتال نیز بر افزایش قابلیت اطمینان و دوام متمرکز خواهد بود. ورودی‌های دیجیتال در PLC‌ها اغلب در معرض محیط‌های خشن از جمله دماهای شدید، لرزش و گرد و غبار قرار می‌گیرند. پیشرفت‌های آینده شامل استفاده از مواد و طرح‌های مستحکم‌تر خواهد بود تا اطمینان حاصل شود که ورودی‌های دیجیتال می‌توانند این شرایط را تحمل کنند و در دوره‌های طولانی به طور قابل اعتماد کار کنند.

4. بهبود عیب یابی

فناوری ورودی دیجیتال PLC همچنین شاهد پیشرفت‌هایی در عیب یابی و تشخیص عیب خواهد بود. پیشرفت‌های آینده شامل استفاده از الگوریتم‌ها و نرم‌افزارهای پیشرفته برای تشخیص عیوب و تشخیص مشکلات ورودی‌های دیجیتال خواهد بود. این امر عیب یابی مشکلات و کاهش زمان خرابی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی را آسان تر می‌کند.

5. افزایش یکپارچگی با سیستم‌های دیگر

فناوری ورودی دیجیتال PLC همچنین شاهد ادغام با سایر سیستم‌ها از جمله حسگرها، محرک‌ها و رابط‌های انسان و ماشین (HMI) خواهد بود. این امر یکپارچه‌سازی یکپارچه‌تر این سیستم‌ها را ممکن می‌سازد و در نتیجه کنترل و نظارت بهتری بر سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ایجاد می‌کند.

جمع بندی 

درک انواع ورودی‌های دیجیتال PLC برای عملکرد مناسب و کنترل موثر سیستم‌های اتوماسیون صنعتی بسیار مهم است. دو نوع اصلی ورودی دیجیتال sink و source هستند که در پیکربندی الکتریکی و الزامات اتصال متفاوت هستند. ورودی‌های sink به یک اتصال زمین مشترک نیاز دارند، در حالی که ورودی‌های source به یک منبع ولتاژ مشترک نیاز دارند. انتخاب نوع ورودی مناسب برای هر برنامه و اطمینان از استفاده صحیح از سیم کشی و برنامه ریزی برای جلوگیری از نقص و خطا در سیستم بسیار مهم است. با در نظر گرفتن دقیق مزایا و معایب هر نوع ورودی و انتخاب مناسب برای کاربرد خاص، مهندسان و تکنسین‌ها می‌توانند از قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم‌های کنترل شده با PLC خود اطمینان حاصل کنند.
چنانچه پس از مطالعه این مقاله سوال یا ابهامی در رابطه با ورودی دیجیتال دارید میتوانید بصورت رایگان از مشاوره متخصصین سپیانی کمک بگیرید. همچنین برای خرید دستگاههای ذکر شده و دیگر تجهیزات لازم و آگاهی از قیمت و مشخصات فنی آنها میتوانید به بخش فروشگاه ما مراجعه کنید. جهت کسب اطلاعات بیشتر همین الان از طریق واتساپ با ما در تماس باشید.