دانلود مقاله مروری بر کنترل دیجیتال

جزوه آموزشی PLC

مروری بر کنترل دیجیتال

مقاله ای مفید و کامل با 55 درصد تخفیف

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب* 

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:171

چکیده :

در سالهای اخیر استفاده از کنترل کننده های دیجیتال در سیستم های کنترل افزایش یافته است . در واقع بسیاری ازسیستم های کنترل صنعتی ، کنترل کننده های مبتنی بر پردازشگر را به عنوان یک جزء اساسی عملیات خود محسوب می نمایند . اخیراً کاربرد کنترل دیجیتال ، انجام اموری از قبیل بهینه سازی مصرف سوخت در اتومبیلها ، عملیات پیچیده در لوازم خانگی و ماشین آلات مانند دستگاههای CNC ، دستگاههای ریسندگی و بافندگی وغیره را امکان پذیر ساخته است . ازجمله مزایــــای سیستم های کنترل دیجیتال ، قابلیت تصمیم گیری و انعطاف پذیری در برنامه کنتـرل این چنین سیستم هایی می باشد . از جمله دلایل گرایش بسمت کنترل دیجیتال ، به جای کنترل آنــالوگ سیستم های دینامیکی می توان به دسترس پذیر بودن کنترل کننده های دیجیتال ارزان قیمت و مزایای کار با سیگنالهای دیجیتال به جای سیگنالهای آنالوگ اشاره نمود . اجزاء گسسته اطلاعات در یک سیستم دیجیتال را کمیت های فیزیکی به نام سیگنال می سازند . سیگنال ها در تمام سیستم های دیجیتال الکترونیکی ، تنها دو مقدار مجزاء داشته و دودویی نامیده می شوند . لذا قدم اول در شناخت یک سیستم دیجیتال ، آشنایی با مفاهیم سیستم های دودویی می باشد .

اعداد دودویی

اعداد را می توان در مبناهای عددی مختلف نمایش داد . آشناترین مبنای عددی ، مبنای ده می باشد . در مبنای ده ، کلیه اعداد با ترکیبی از عددهای 0 تا 9 حاصل می گردند . هر رقم یک عدد ، دارای ارزشی خاص می باشد که ما آنرا با عبارات یکان ، دهگان ، صدگان و… می شناسیم . به عنوان مثال در عدد 543 ، عدد 3 در رتبه یکان (10º) ، عدد 4 در رتبه دهگان (10¹ ) و عدد 5 در رتبه صدگان (10² ) قرار دارد . از دیگر مبناهای عددی رایج می توان به مبنای دو اشاره نمود . همانند اعداد مبنای ده ، هر رقم یک عدد در مبنای 2 نیز دارای ارزش خاص خود می باشد . در این مبنا تنها اعداد صفر و یک موجود می یاشند . عدد 10010101 را می توان یک عدد 8 رقمی در مبنای 2 نامید . هر رقم در مبنای 2 ، یک بیت و هر 8 بیت یک بایت نامیده می شوند .

جهت بدست آوردن معادل مبنای دو یک عدد دهدهی ، این عدد را بطور متناوب بر 2 تقسیم می نماییم تا جایی که خارج قسمت نهایی بر 2 قابل تقسیم نباشد . ( یعنی یکی از اعداد صفر یا یک باشد .) این عدد با ارزش ترین بیت، معادل دودویی عدد را تشکیل می دهد . باقیمانده های بدست آمده از انتها تا ابتدا نیز بترتیب سایر بیت های پر ارزش معادل دودویی عدد را بدست می دهند .

مثال : معادل دودویی عدد 14 عبارتست از:

                                 ( 14)10 = (1110 ) 2

جزوه آموزشی PLC – فصل اول – مروری بر کنترل دیجیتال                                                                           صفحه 2

جهت تبدیل یک عدد از مبنای 2 به مبنای 10 می توان هر رقم را در ارزش مکانی خود ضرب نموده و سپس حاصلضرب های بدست آمده را با هم جمع نمود .

مثال : معادل مبنای ده عدد 10010011 عبارتست از:

             ( 10010011 )2 = 1×2º + 1×2¹ + 0×2² + 0×2³ + 1×2 + 0×2 + 0×2 + 1×2

                                 = 1 + 2 + 0 + 0 + 16 + 0 + 0 + 128 = ( 147 )10

از دیگر مبناهای عددی پر کاربرد مبنای 16 می باشد . یک عدد در مبنای 16 معادل یک عدد دودویی چهار رقمی است . جدول ارائه شده در شکل 1-1 اعداد مبنای شانزده و معادل دهدهی و دودویی آنها را نمایش می دهد .

سیستم های کنترل حلقه بازسیستم هایی که در آنها خروجی بر عمل کنترل تاثیر ندارد سیستم های کنترل حلقه بــــاز نامیده می شوند . به عبارت دیگر خروجی سیستم کنترل حلقه باز نه اندازه گیری می شود ، نه برای مقایسه با ورودی فیدبک       می شود . یک مثال ، نوعی ماشین لباسشویی است . خیس کردن ، شستن و آبکشی بر اساس یک زمانبندی از قبل معلوم ، انجام می شود و ماشین سیگنال خروجی را که تمیزی لباسهاست اندازه گیری نمی کند .

در سیستم های حلقه باز خروجی با ورودی مرجع مقایسه نمی شود ، پس به ازاء هر ورودی مرجع یک شرایط کاری ثابت وجود دارد . بنابراین دقت سیستم به تنظیم آن بستگی دارد . هر سیستم کنترلی که بر اساس زمانبندی کار می کند حلقه باز است . چراغهای راهنمایی که بر اساس زمانبندی کار می کنند نمونه دیگری از کنترل حلقه باز هستند .

آموزشگاه برق و الکترونیک صنعتی اندیشه سازان صنعت مجری برگزاری دوره های آموزشی از مقدماتی تا پیشرفته در زمینه های   برق ، الکترونیک ، اتوماسیون صنعتی ، ابزار دقیق و کامپیوتر- با مجوز رسمی از سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور و

    وزارت کار و امور اجتماعی – اعطای مدرک با کد بین المللیI.L.O          مشهد مقدس –7618286-7644078-0511

جزوه آموزشی PLC – فصل اول – مروری بر کنترل دیجیتال                                                                           صفحه 8

سیستم های کنترل دیجیتال

روش کنترل را که درآن برای انجام پردازش سیگنال با شیوه مطلوب ، کامپیوتر دیجیتالی در حلقه کنترل گنجانیده می شود ، کنترل دیجیتال مستقیم نامند . کنترل دیجیتال مستقیم یک فرآیند یا دستگاه در مقایسه با کنترل آنالوگ متناظر دارای مزایای زیر است .

1- پردازش داده ها در کنترل کننده های دیجیتال سر راست بوده و محاسبات کنترلی پیچیـــده را می توان بسهولت انجام داد .

2- در این روش برنامه های کنترل ( مشخصه های کنترل کننده ) را می توان بسادگی تغییر داد .

3- کنترل کننده های دیجیتال نویز داخلی کمتری نسبت به کنترل کننده های آنالوگ دارا می باشند .

دیاگرام بلوکی یک سیستم کنترل دیجیتال در شکل 1-13 ارائه شده است . در این سیستم مدار نمونه بردار و نگهدار از سیگنال آنالوگ خطا نمونه برداری کرده و سپس توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال ، سیگنال آنالوگ به دیجیتال تبدیل می گردد .این سیگنال وارد کامپیوتر دیجیتال شده و پس از پردازش، اطلاعات دیجیتال خروجی به مدار مبدل دیجیتال به آنالوگ وارد می گردد . اطلاعات آنالوگ خروجی پس از تقویت به دستگاههای کنترل کننده وارد شده و تغییرات لازم را به خروجی ها اعمـال می نماید.

شکل 1-13 : بلوک دیاگرام سیستم کنترل دیجیتال

در انتهای این مبحث اصطلاحات بکار رفته در یک سیستم کنترل دیجیتال را تعریف می نماییم .

مدار نمونه بردار و نگهدار

نمونه بردار و نگهدار یک اصطلاح کلی است که در مورد یک تقویت کننده ، نمونه بردار و نگهدار بکار می رود . این عبارت مداری را توصیف می کند که سیگنال ورودی آنالوگی را دریافت کرده و آنرا بصورت یک مقدار ثابت برای مدت زمان مشخص نگه می دارد . معمولاً سیگنال بصورت الکتریکی است ، اما به شکلهای دیگر نیز مانند نوری و مکانیکی امکان پذیر است .

مبدل آنالوگ به دیجیتال

این مبدل که یک رمز گذار نیز خوانده می شود ، دستگاهی است که یک سیگنال آنالوگ را به سیگنال دیجیتال که معمولاً یک سیگنال رمز شده عددی است تبدیل می کند . چنین مبدلی به عنوان واسط میان قطعه آنالوگ و قطعه دیجیتال لازم است .

جزوه آموزشی PLC – فصل اول – مروری بر کنترل دیجیتال                                                                           صفحه 9

مبدل دیجیتال به آنالوگ

این مبدل که رمز گشا نیز خوانده می شود عملی عکس مبدل آنالوگ به دیجیتال را انجام می دهد .

دستگاه یا فرآیند

دستگاه ، شی فیزیکی است که باید کنترل شود . مثالهایی برای یک دستگاه عبارتند از : کوره، برخی دستگاههای خانگی ، دسته ای از اجزاء ماشین که برای انجام عمل خاصی با هم بکــــار می روند و …

مبدل یا سنسور

دستگاهی است که سیگنال ورودی را به سیگنال خروجی به شکل دیگری تبدیل می کند . مثلاً دستگاهی که سیگنال فشار را به خروجی ولتاژ تبدیل می کند نوعی سنسور است . سنسورها انواع مختلفی دارند که جهت تبدیل انواع مختلف سیگنالهای غیر الکتریکی به سیگنال الکتریکی متناظر بکار می روند .

و...

NikoFile