تحقیق در مورد ادوات ورودی و خروجی یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی plc

word قابل ویرایش
20 صفحه
4700 تومان

ادوات ورودی و خروجی یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی plc

مشخصات یک سیستم کنترل کننده :
سیستم کنترل دارای سه بخش است :
۱- ورودی / ۲- پردازش / ۳- خروجی
ورودی: وضعیت فرایند و وردیهای کنترلی اپراتور را تعیین کرده و می خواند.
پردازش :با توجه به ورودیها ‏‏‎‎؛پاسخها وخروجیهای لازم را می سازد .
خروجی :فرمانهای تولید شده را به فرایند اعمال می کند .

ورودی ها :در قسمت ورودیها ؛مبدل های موجود در سیستم ؛کمیت های فیزیکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکند ،سیگنالهای الکتریکی که تولید می شوند معمولاً دامنه ‎ُُُُُُُ بسیار کمتری دارند و باید تقویت شوند تا در سیستم کنترل مورد استفاده قرار گیرند ،در صنعت مبدل های زیادی نظیر دما ؛ فشار ؛ مکان ؛ سرعت ؛شتاب ؛ و ….. وجود دارند و خروجی یک مبدل ممکن است گسسته (باز یا بسته بودن کلید )یا پیوسته (تغییرات پیوسته دما و سرعت ) باشند ،

خروجیها :عمل گرهایی وجود دارند که فرامین داده شده به انها را به فرایند منتقل می کنند ،پمپها ؛موتورها ؛و رله ها از جمله این عملگرها هستند . این وسایل فرامینی که از پردازش می ایند (معمولا الکتریکی هستند ) را به کمیتهای فیزیکی دیگر تبدیل می کنند .مثلا موتورها ؛سیگنال الکتریکی راد به حرکت دوار تبدیل می کنند . ادوات خروجی نیز میتوانند مانند ادوات ورودی گسسته یا پیوسته باشند .

انواع سنسور های ورودی :
چندین نوع سنسور دما در صنعت وجود دارد که هر یک دقت و محدوده کار خاص خود را دارند که در زیر به بعضی از این نوع سنسور ها اشاره می کنیم :

ترموکوپل :

ترموکوپل نوعی سنسور دما است که از اتصال دو فلز غیر هم جنس در یک انتخاب بدست می اید اصول کار این وسیله بر مبنای سیبک است که به این صورت بیان می شود :وقتی دو فلز غیر هم جنس از یک سمت به هم وصل می شوند اگر محل پیوند این دو فلز حرارت داده شود در سمت دیگر اختلاف پتانسیل کوچکی به وجود می اید . مقدار این ولتاژ در حدود چند ده میلی وات است بنابراین برای استفاده باید ان را تقویت نمود . ترموکوبل محدوده کار وسیعی دارد و برای اندازه گیری دماهای بالا (تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد استفاده می شوند )

مقاومتهای حساس به دما RTD :
نیز گفته می شود مقاومتهایی هستند که با افزایش RTDمقاومتهای حساس به دما دما مقاومت انها بیشتر میشود این مقاومت ها از عناصری مانند پلاتین /مس / نیکل و غیره ساخته میشوند .

با توجه به اینکه تغییرات این نوع مقاومت کمتر است یک مدار مناسب برای استفاده از ان پل وتستون است .
اغلب استفاده از این نوع مقاومتها نیاز به جبران حرارتی دارد زیرا جریان درون سیمها اندکی انها را گرم می کند بنابراین دمایی که این نوع مقاومتها نشان میدهد اندکی با دمای داخلی تفاوت دارد در صورتی که دقت زیاد مورد نظر باشد استفاده از مداهای جبران کننده که با افزایش دمای ناخواسته , این نوع مقاومت را جبران کند الزامی است.

ترمیستور :

ترمیستور شبیه مقاومت های حرارتی است با این تفاوت که ضریب حرارتی ان صفر است یعنی با افزایش دما مقاومت ان کاهش می یابد هوچنین معمولا تغییرات مقاومت ترمیستور با حرارت بیشتر از مقاومت های حرارتی است .
ترمیستور ها از مواد نیمه هادی ساخته می شوند و در دو نوع وجود دارند :
۱- روکش فلزی

۲- روکش شیشه ای
نوع روکش فلزی را مستقیما میتوان روی اجسام مختلف قرار داد .
از ترمیستور به شیوه های مختلف در پل ویتستون میتوان استفاده کرد: مثلا از ترمیستور برای جبران حرارتی یک اندازه گیر دقیق استفاده میشود و یا همچنین از ترمیستور برای سنجش تفاوت دمای دو نقطه مختلف استفاده میشود.

ایسی های سنسور حرارت:
ایسی های سنسور دما در اندازه یک ترانزیستور معمولا ساخته می شود و عموما سه پایه دارد . استفاده از این سنسور ها بسیار ساده است و همچنین محدوده کار این نوع ایسی ها معمولا بین ۵۵ درجه سانتی گراد تا ۱۵۰ درجه سانتی گراد است . وخروجی انها خطی است که ممکن است متناسب با درجه بندی دمای مطلق یا درجه بندی سانتی گراد باشد .

اندازه گیری دما با امواج مادون قرمز :
اندازه گیری در مواقعی که دمای مورد نظر خیلی زیاد باشد از ابزار های اندازه‌گیری دما با امواج مادون قرمز استفاده می گردد این ابزار بدون قرار گرفتن در محل داغ دمای ان را اندازه می گیرد . اساس کار این دستگاهها تابش از اجسام است.
هر جسمی در هر دمایی باشد از خود نوری منتشر می کند با افزایش دما میزان تابش ؛ بیشتر می شود که با اندازه گیری شدت موج و طول موج دمای جسم بد ست می اید.

دماسنج های مادون قرمز اندازه گیری دما را بدون اتصال به جسم گرم انجام میدهند و به این ترتیب در صنعت کاربرد زیادی دارند .
موارد استفاده از این وسیله عبارت است از اندازه گیری دمای فلزات مذاب ؛ دمای شیشه در حالت ساخت و همچنین در خط تولید کنترل کیفی برد های الکترونیکی برای تشخیص نقاطی از برد که بیش از حد گرم شده اند از این نوع سنسور می توان استفاده کرد .

سنسور های غیر الکتریکی :
اتصال دو نوار فلز غیر هم جنس به هم یک سنسور دمای غیر الکتریکی می‌سازد .فلزات ضریب انبساط حرارتی متفاوتی دارند بنا بر این با تغییر دما ؛دو فلز ؛ انبساط طولی متفاوتی پیدا می کنند و چون به هم وصل شده اند کل میله خم می گردد .
این نوع سنسور ها دقت کمی دارند ولی ارزان و در وسایل خانگی از انها استفاده می گردد

 

انواع سنسور فشار:
فشار سنجهای مکانیکی:
این فشار سنجها در انواع مختلفی ساخته می شود در یک نوع از این فشار سنج ها یک لوله خمیده وجود دارد که یک جهت ان مسدود است و به عقربه ای متصل است سمت دیگر لوله باز است و به مخزن گاز یا مایعی که می خواهیم فشار ان را اندازه بگیریم وصل می گردد. فشار باعث می گردد لوله خمیده اندکی باز گردد و سپس عقربه حرکت کند .

این فشار سنج ها دقت کمی دارندو برای فشارهای بالای یک اتمسفر و تا چند هزار اتمسفر استفاده می شوند نوع دیافراگمی این فشار سنج ها وجود دارد که دقت و حساسیت بیشتری داشته وبرای فشار های کمتر استفاده می گردد.

سنسور پیزو الکتریک :
کریستالهای خاصی از عناصر وقتی تحت فشار قرار می گیرند ولتاژ کوچکی در دو سر انها ایجاد می شود با اندازه گیری این ولتاژ میتوان میزان فشار را تعیین نمود .

سنسور خازنی :
در این سنسور ها که نوعی از سنسور های فشار است یک خازن متشکل از دو صفحه فلزی و ماده دی الکتریک بین انها وجود دارد ؛در اثر فشار فاصله بین صفحات تغییر کرده و این ظرفیت خازن را تغییر می دهد . به صورت مشابه از تغییر ادوکتانس یک سلف نیز در سنجش فشار استفاده می گردد .

سنسور های چگالی و چسبندگی :
در بسیای از صنایع؛ بخصوص صنایع تولیدات مواد شیمیایی اندازه گیری چگالی و چسبندگی محصول ضروری است .

سنسور های چگالی مایع :

چگالی یک مایع را میتوان هنگامی که مایع در لوله ای جریان دارد اندازه گرفت . سنسور به گونه ای نصب می گردد که بخشی از مایع از داخل ان عبور کند یک شناور در داخل سنسور وجود دارد وقتی چگالی مایع زیاد شود شناور بیشتر به سمت بالا رانده می شود یک سنسور مکان تغییر مکان شناور را تشخیص می دهد همچنین یک سنسور دما ؛دمای مایع را اندازه گیری می کند سپس با اندازه گیری مکان شناور و دمای مایع ؛چگالی مشخص می شود.

سنسور های موقعیت :
در کاربرد های زیادی لازم است میزان تغییر مکان خطی یا چرخشی اندازه گیری شود.

پتانسیومتر خطی و چرخشی :
پتانسیومتر یک مقاومت متغیر است که با تغییر مکان بازوی ان مقدار مقاومت تغییر می‌کند با اندازه گیری میزان مقاومت بین بازوی متحرک و یکی از سرهای ثابت ؛مکان بازوی متحرک مشخص می گردد ؛انواع پتانسیومتر ها در ابعاد و مقاومت های مختلف ژدر بازار وجود دارد . پتانسیومتر های چرخشی در دو نوع یک دوری و چند دوری وجود دارند ؛ در نوع یک دوری میزان چرخش بازوی متحرک کمتر از ۳۶۰ است و در نوع چند دوری میزان چرخش به ۱۰ تا ۲۰ دور می رسد .

: LUDT مبدل تفاضلی تغییرات خطی
یک ترانسفور ماتور با یک یک سیم پیچ اولیه و دو سیم پیچ ثاتویه یکسان LUDT است .
سیم پیچها دور یک لوله پیچیده شده اند و داخل انها یک میله اهنی متحرک وجود دارد وقتی میله اهنی نزدیک سیم پیچ ثانویه است خروجی ان حد اکثر است و دو سیم پیچ خروجی طوری بسته شده اند که وقتی میله ما بین انها باشد خروجی صفر است .

سنسور های مجاورت :
این کلید ها از خاصیت القایی جریانهای سرگردان استفاده می کنند این کلید وجود یا عدم وجود یک هدف را تشخیص می دهد .
خروجی سنسور به صورت ۰یا ۱ است فاصله ای که این سنسور ان را تشخیص می‌دهد. معمولا بین ۲٫ میلی متر تا ۱۰ میلی متر است سنسور هایی که از اثر خازن استفاده کنند قادر به تشخیص پلاستیک ؛چوب ؛ کاغذ و فلزات غیر مغناطیسی هستند

سنسور های اثر هال :
ابتدا باید بدانیم اثر هال چیست ؟
فرض می کنیم از یک صفحه فلزی جریان الکتریکی عبور کند اگر میدان مغناطیسی عمود بر صفحه اعمال کنیم اختلاف پتانسیل در عرض صفحه ایجاد می شود این اثر را اثر هال گویند .
تعداد ولتاژ هال بسیار کم و در حد ۳۰-۲۰ میلی ولت است بنا بر این باید ان را تقویت نمود تا قابل استفاده باشد .
در برخی از کاربرد ها مثل تشخیص باز یا بسته بودن در ؛ یک مغناطیس کوچک در داخل سنسور وجود دارد وقتی در بسته می شود یک قطعه فلز مغناطیس و سنسور ها ل قرار می گیرد و مانع رسیدن میدان مغناطیس به سنسور و در نتیجه ولتاژ هال صفر می شود بدین ترتیب بسته بودن در تشخیص داده می شود . LET در کد کننده ها یک

کد کننده ها :
کد کننده ها وسایل الکترو مکانیکی هستند که مکان یا حرکت را تشخیص می دهند .

کد کننده چرخشی ؛افزایشی :
اگر در کد کننده خطوط یک سری پالس تولید شود نمیتوان جهت حرکت را تشخیص داد و فتوسل وجود دارد که دو قطار پالس تولید می کنند LED بنا بر این در کد کننده ها این دو قطار پالس نسبت به هم اختلاف فاز دارند وجود این اختلاف فاز سبب می شود که جهت حرکت را بتوان تشخیص داد .

سنسور های حرکت :
سنسور های زیادی برای تشخیص شتاب ؛ سرعت و سرعت دورانی وجود دارد .

اندازه گیری شتاب :
شتاب سنجها عمدتا در تشخیص لرزش پلها و بزرگ راههایی که در معرض زلزله هستند به کار می رود هم چنین برای تشخیص لرزش پمبپها و ماشین های عظیم استفاده می شوند
شتاب از قانون نیوتن اندازه گیری می شود برای جرم ثابت یا اندازه گیری نیرو می توان شتاب را اندازه گرفت . در بیشتر شتاب سنجها از سنسور پیزو الکتریک استفاده می گردد.
ویژگی مهم سنسور های پیزو الکتریک خروجی بزرگ ؛ پاسخ فرکانس بالا و سختی انها است .

تا کومتر :
تاکومتر سرعت زاویه ای یک محور را اندازه می گیرد و بر حسب دور بر دقیقه نشان می دهد . اندازه گیری دورانی نسبتا ساده است . سرعت دورانی را میتوان با میزان القای ولتاژ در یک سیم پیچ اندازه گرفت هم چنین با استفاده از یک فتوسل و شمارش تعداد پالسها سرعت دورانی را میتوان اندازه گرفت .

سنسور های رطوبت :
رطوبت سنجی عبارت است از میزان بخار اب موجود در هوا نسبت به کل میزان بخار ابی که می تواند در هوا وجود داشته باشد .
در بسیاری از صنایع اندازه گیری میزان رطوبت هوا بسیار مهم است . میزان رطوبت نسبی به دما وابسته است و هر چه دما بیشتر باشد رطوبت بیشتری می تواند به وجود اید به همین دلیل سنسور های رطوبت معمولا یک سنسور دما در داخل خود دارند که اثر دما را جبران می کند .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 20 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد