تبدیل سیگنال‌های جریانی به دیتا
شکل 1-18 رابطه‌ی بین سیگنال‌های جریانی و دیتا را برای دو رنج 0-20 mA و 4-20 mA نشان می‌دهد.
شکل 1-18
Scale نمودن سیگنال‌های ورودی ولتاژی و جریانی
با استفاده از FC 105 که در کتابخانه نرم‌افزار موجود است، می‌توان دیتاهای ورودی از سنسورهای جریانی و ولتاژی را مقیاس (Scale) نمود. شکل 1-19 این تابع را بهمراه یک مثال نشان می‌دهد.
شکل 1-19
| پایه‌های اصلی این بلاک عبارتند از:
IN: آدرس سنسور HI_LIM: حد بالای رنج کاری سنسور LO_LIM: حد پایین رنج کاری سنسور OUT: خروجی به صورت مقیاس شده
|
مسیر فراخوانی FC105 و FC 106 |
Unscale نمودن سیگنال‌های خروجی ولتاژی و جریانی
با استفاده از FC 106 که در کتابخانه نرم‌افزار موجود است، می‌توان دیتاهای خروجی به کارت‌های AO را مقیاس (Scale) نمود. شکل 1-20 این تابع را نشان می‌دهد.
|
پایه‌های اصلی این بلاک عبارتند از: IN: مقداری که باید Unscale گردد HI_LIM: حد بالای سیگنال خروجی LO_LIM: حد پایین سیگنال خروجی OUT: آدرس کارت AO
|
شکل 1-20 |
1-2 کابل‌کشی
برای سیم کشی کارت های آنالوگ باید سعی شود حتی الامکان از سیم‌های زوجی به هم تابیده شده شیلد‌دار (shielded twisted pair) استفاده نمود و شیلد را در قسمت ابتدا و انتهای کابل زمین نمود. در این حالت ممکن است در انتهای کابل اختلاف پتانسیلی بوجود آید و سبب اختلال در سیگنال آنالوگ گردد، که در این صورت باید شیلد را از یک طرف زمین نمود.
توجه: توصیه می‌شود که شیلد کابل سنسورهای آنالوگ در پنل کنترل زمین شده و در سایت شیلد آزاد باشد.
1-3 تنظیمات کارت‌های آنالوگ
1-3-1 تنظیمات کارت‌های AI
الف) تنظیمات نرم‌افزاری
همه‌ی کارت‌های AI نیاز به انجام تنظیمات نرم‌افزاری در نرم‌افزار STEP7 > HW Config دارند. در این بخش کاربر می‌تواند نوع و رنج سیگنال ورودی به کارت را مشخص نماید. به شکل 1-21 توجه فرمایید.
شکل 1-21 تنظیمات نرم‌افزاری کارت AI
ب) تنظیمات سخت‌افزاری
علاوه بر تنظیمات نرم‌افزاری که برای همه‌ی کارت‌های AI الزامی‌است، برخی از کارت‌ها نیاز به انجام تنظیمات به صورت سخت‌افزاری نیز دارند. در این نوع کارت‌ها، در کنار کارت تعدادی ماژول انتخاب رنج به نام Range Selection Module وجود دارد که هر کدام دارای چهار کد A، B، C و D می‌باشد و باید متناسب با نوع و رنج سیگنال ورودی به کارت تنظیم گردد. شکل 1-22 چگونگی انتخاب یکی از حالت‌های A، B، C و D را با توجه به نوع سیگنال ورودی به کارت نشان می‌دهد.
شکل 1-22
شکل‌های 1-23 و 1-24 نحوه انجام تنظیمات Range Selection Module را در کارت AI نشان می‌دهد.
شکل 1-23
شکل 1-24
1-3-2 تنظیمات کارت‌های AO
کارت‌های خروجی آنالوگ فقط نیاز به تنظیم نرم‌افزاری داشته و در آنها تنظیم سخت‌افزاری وجود ندارد. نحوه‌ی انجام تنظیمات نرم‌افزاری کارت AO مانند کارت AI می‌باشد. به شکل 1-25 توجه فرمایید.
شکل 1-25
1-4 آدرس دهی آنالوگ‌ها
آدرس‌دهی کارت‌های آنالوگ در جدول 1-1 نشان داده شده است.
جدول 1-1
| نوع کارت | آدرس درون رنج | مثال | آدرس خارج از رنج | مثال |
| AI | IW | IW 100 | PIW | PIW 760 |
| AO | QW | QW 80 | PQW | PQW 512 |
مثال 1-1 دمای یک موتور توسط یک سنسور Pt100 که مستقیما به کانال 100 در کارت AI متصل شده است، اندازه‌گیری می‌شود. برنامه‌ای بنویسید که در صورت افزایش دما از 60 درجه، آلارم Q120.7 فعال گردد.
شکل 1-26 برنامه‌ی مورد نظر جهت مثال 1-1
مثال 1-2 مقدار فشار آب درون یک لوله توسط یک سنسور فشار (Pressure Transmitter) اندازه‌گیری شده و به‌صورت سیگنال جریانی 4-20 mA به کانال 102 در کارت AI ارسال می‌گردد. رنج کاری سنسور 0-10 Bar می‌باشد. برنامه‌ای بنویسید که در صورت افزایش فشار از 8 Bar آلارم Q120.0 فعال گردد.
شکل 1-27 برنامه‌ی مورد نظر جهت مثال 1-2
2- انواع روش‌های برنامه‌نویسی
انواع روش‌های برنامه‌نویسی PLCهای S7 عبارتند از:
1- برنامه‌نویسی خطی یا Linear Programming: در این روش همه‌ی برنامه‌ی کاربر خط به خط و زیر هم در OB1 نوشته می‌گردد.
2- برنامه‌نویسی تقسیم‌شده یا Partitioned Programming: در این روش برنامه به بخش‌های مختلفی تقسیم‌بندی شده و هر بخش از برنامه در یک بلاک مجزا (FC یا FB) نوشته می‌شود.
3- برنامه‌نویسی ساختار یافته یا Structure Programming: این روش مانند روش تقسیم شده است بعلاوه‌ی اینکه می‌توان بخش‌های تکراری برنامه را یکبار در یک FC یا FB نوشته و به دفعات دلخواه از آن استفاده نمود.
شکل 2-1 انواع این روش‌ها را نشان می‌دهد.
شکل 2-1
توجه: روش برنامه‌نویسی مورد استفاده در صنعت، روش ساختار یافته می‌باشد.
3- آشنایی با FC و روش برنامه‌نویسی آن
ایجاد FC
برای FC می‌توان در محیط نرم‌افزار Simatic Manager به‌صورت شکل 3-1 عمل نمود.
شکل 3-1
ساختار FC
ساختار FC شبیه OB است با این تفاوت‌که FC در قسمت Interface دارای بخش پارامترهای قراردادی است و در آن می‌توان پایه‌های ورودی یا خروجی برای FC طراحی نمود. پارامترهای قراردادی یک FC عبارتند از:
IN: متغیرهایی که بعنوان پایه‌های ورودی FC محسوب می‌شوند را می‌توان در این بخش ایجاد نمود.
OUT: متغیرهایی که بعنوان پایه‌های خروجی FC محسوب می‌شوند را می‌توان در این بخش ایجاد نمود.
IN_OUT: متغیرهایی که بعنوان پایه‌های ورودی/خروجی FC محسوب می‌شوند را می‌توان در این بخش ایجاد نمود.
شکل 3-2 انواع پارامترهای قراردادی و نقش آنها را نشان می‌دهد.
شکل 3-2
به برنامه‌های نشان داده شده در شکل‌های 3-3 و 3-4 دقت فرمایید.
شکل 3-3
همانطور که در شکل 3-3 مشخص است، برنامه‌ی خاصی با استفاده از پارامترهای قراردادی در FC 20 پیاده‌سازی شده است. شکل 3-4 این FC را بعد از فراخوانی نشان می‌دهد.
شکل 3-4
مراحل کار با FC
1- ایجاد FC
2- تعریف پارامترهای قراردادی در FC
3- برنامه نویسی FC
4- ذخیره‌سازی و دانلود به PLC
5- فراخوانی در بلاک ماقبل
مثال 3-1 با استفاده از FC برنامه‌ی روشن و خاموش نمودن یک موتور به‌صورت چپگرد-راستگرد را به‌گونه‌ای پیاده‌سازی نمایید که برای چند موتور مختلف قابل استفاده باشد.
مراحل حل:
1- یک FC جدید به‌نام FC12 ایجاد نمایید.
2- وارد بخش Interface این FC شده و متغیرهای زیر را ایجاد نمایید.
| نام متغیر | در بخش | نام متغیر | در بخش |
| Start_R از نوع Bool | IN | Q_R از نوع Bool | OUT |
| Start_L از نوع Bool | IN | Q_L از نوع Bool | OUT |
| Stop از نوع Bool | IN | ||
شکل 3-5 ایجاد FC
3- برنامه‌ی زیر را در FC 12 پیاده‌سازی نمایید.
شکل 3-6 برنامه‌ی مورد نظر جهت مثال 3-1
4- تنظیمات را ذخیره‌سازی و دانلود نمایید.
5- وارد OB1 شده و FC 12 را فراخوانی نموده و آدرس‌دهی نمایید.
شکل 3-6 فراخوانی FC12 در OB1
