دانلود مقاله طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میكروكنترلر 80C196 تحت pdf

توضیحات

  مقاله طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میكروكنترلر 80C196 تحت pdf دارای 18 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میكروكنترلر 80C196 تحت pdf  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میكروكنترلر 80C196 تحت pdf،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میكروكنترلر 80C196 تحت pdf :

مقدمه
هدف از این پروژه طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میكروكنترلر 80C196 است پس جا دارد آشنایی كلی با PLC پیدا كنیم.
PLC از عبارت Programmable Logic Controller گرفته شده است و همانطور كه از این عبارت استنباط می شود، كنترل كننده نرم افزاری است كه ورودی های آن اطلاعات را به صورت دیجیتال یا آنالوگ دریافت می كند و پس از پردازش فرمانهای مورد نظر به محركها ارسال می شود. البته در نظر داشته باشید آنچه كه وارد بخش پردازش مركزی می شود اطلاعات دیجیتال است، یعنی اگر ورودی ها آنالوگ باشند با گذر از A/D، معادل دیجیتال آنها وارد واحد پردازش مركزی می شود. در یك سیستم PLC ورودی ها و خروجی ها هیچ ارتباط فیزیكی با هم ندارند. به بیان ساده‌تر PLC نقش یك واسطه را بازی می كند. بخشهای مختلف PLC شامل منبع تغذیه، واحد پردازش مركزی، واحد ورودی، واحد خروجی و واحد برنامه ریز (PG) می‌باشد.

سادگی ایجاد تغییرات و توانایی گسترده یك سیستم اتوماسیون صنعتی كه در آن PLC به عنوان كنترل كننده مركزی به كار گرفته شده است به طراحان ماشین این امكان را می دهد آنچه را در ذهن دارند در اسرع وقت بیازمانید و به ارتقای كیفیت محصول تولیدی خود بپردازند. كاری كه در سیستم های قدیمی معادل صرف هزینه و بخصوص زمان بود؛ بطوریكه باعث می شد هیچگاه ایده های نو به مرحله عمل در نیاید، به راحتی در این نوع سیستم قابل اجراست. در بخشهای بعدی ضمن نگاهی به تاریخچه PLC، به مقایسه PLC با سایر سیستم های كنترل و انواع آن و بررسی عملكرد اجزاء PLC می پردازیم.

1-1) تاریخچه PLC
نخستین گامها برای ساخت و استفاده از PLC در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 میلادی برداشته شد. شركت Bedford Association كه بعد به نام Modicon تغییر نام داد و همزمان با آن شركت Allen-Bradly كه در سال 1969 اولین PLC را عرضه كردند را می توان پیشگامان ارایه PLC دانست.
اولین نمونه های PLC به ورودی خروجی های دیجیتال و دستورات منطقی ساده اكتفا كرده‌بودند. بتدریج نمونه‌های كاملتری عرضه‌شدند كه تعداد ورودی خروجی‌های بیشتری دارا بودند. قابلیت ورودی و خروجی آنالوگ داشتند و از دستورات پیچیده‌تری بهره می بردند. قوم های بعدی امكان تشكیل شبكه ای از PLCهای كوچك برای كنترل پروسه های بزرگ و به كارگیری كارت های كنترل كننده PID، Communication و… را فراهم ساخت.

1-2) قابلیتها و امكانات مورد نیاز PLC
از آنجا كه PLC ها اصولاً برای سیستم های صنعتی طراحی شده اند و باید توان جایگزینی سیستم های قدیمی را دارا باشند، باید امكانات و قابلیت هایی كه در مورد PLC در نظر گرفته شود. در این بخش به این موارد اشاره كرده و در جای خود به توضیحات بیشتر می پردازیم.
1-2-1) ایمنی نسبت به نویز
محیط صنعتی بدلیل وجود دستگاههای مختلف كه با ولتاژها و جریانهای بالا كار می كنند و بر محیط اطراف خود تاثیرات الكترومغناطیسی گسترده ای می گذارند، محیطی آلوده به نویز است. بدیهی است برای آنكه PLC قادر به كاركردن در این محیط باشد نیاز به ایمن سازی نسبت به این نویزها دارد.

1-2-2) ساختار قابل گسترش
چنانچه اشاره شد PLC یك سیستم عمومی است كه انتظار می رود از عهده كنترل سیستم های مختلف بر آید. ساختار قابل گسترش این امكان را فراهم می آورد كه كم و زیاد كردن واحدهای ورودی وخروجی با قابلیت های گوناگون و ایجاد تغییرات و انعطاف در برابر سیستم های مختلف بسادگی امكان پذیر باشد.
در PLCهای جدید می توان به راحتی و با هزینه مناسب نسبت به كار خواسته شده واحدهای مختلف از قبیل Analog I/O و… را به سیستم اضافه كرد.
1-2-3) سطوح سیگنال و اتصالات ورودی- خروجی استاندارد
ساختمان مدولار PLC و امكان گسارش و اضافه كردن مدولهای مختلف نیاز به یك استاندارد برای سطح ولتاژ و اتصالات را می طلبد تا واحدهای مختلف بهنگام اتصال به یكدیگر مشكلی بوجود نیاورده و با هم سازگار باشند.

1-2-4) ایزولاسیون
از آنجا كه سیگنالهای ورودی و دستگاههای خروجی از ولتاژ و جریانهای به مراتب بالاتر از جریان و ولتاژ مدارهای دیجیتال برخوردارند. برای آنكه این ولتاژها و جریانها روی قسمت های دیجیتال مدار تاثیر نداشته باشند و باعث آسیب دیدن سیستم نشوند، باید به نوعی جداسازی این دو بخش انجام شود. این عمل معمولاً توسط اپتوكوپلر و رله های در ورودی خروجی ها انجام می گیرد. بدین ترتیب ارتباط الكتریكی ورودی خروجی از مدار دیجیتال قطع شده و ایزولاسیون مناسبی صورت خواهد گرفت.

1-2-5) سهولت برنامه ریزی و تغییر برنامه PLC در محیط صنعتی
یكی از مزایای سیستم صنعتی مناسب، سهولت برنامه ریزی و قابلیت انعطاف‌پذیری فوق العاده آن می باشد بطبع این امكان باید در PLC بعنوان سیستمی فراگیر در صنعت پیش بینی شده باشد. برای این منظور از كامپیوتر شخصی یا برنامه ریز مخصوص (PG) استفاده می شود.

1-2-6) سهولت و سادگی زبان برنامه نویسی
یكی از اهداف طراحان PLC قابلیت برنامه ریزی PLC توسط افرادی غیر متخصص با معلوماتی در حد تكنسین ها است. برای تامین این هدف، زبانهای PLC بسیار ساده، قابل فهم و منطبق با نیازهای صنعتی و مدارات فرمان در نظر گرفته شده‌اند كه در مدت بسیار كوتاهی قابل یادگیری می باشند.

3- بخش سخت افزار
بخش سخت افزار پروژه را می توان به پنج قسمت تقسیم كرد:
1- برد اصلی
2- برد digital input
3- برد digital output
4- back plain
5- برد Power
1-3) برد اصلی
1-1-3) بخش اصلی برد مركزی میكروكنترلر 80196 می باشد. این میكرو بدلیل توانایی های زیاد و نیز سرعت بالا در پردازش اطلاعات به عنوان میكروكنترلر مركزی انتخاب شده است.

80C196 یك میكروكنترلر 16 بیتی از خانواده MCS-96 است كه عملیات داخلی آن با تكنولوژی CHMOS انجام می گیرد. حال نگاهی كلی به توانایی های میكروكنترلر 80C196 می اندازیم:
* توانایی كار در دمای محیط 40- تا 125 درجه سانتیگراد
* ‌232 بایت RAM داخلی در نوع KB و 488 بایت در نوع KC
* 8 كیلو بایت ROM داخلی در 83C196KB
* 16 كیلوبایت ROM داخلی در 83C196KC و 87C196KC
* انجام عملیات داخلی با تكنولوژی CHMOS با راندمان بالا و تلفات توان ناچیز

* عملیات داخلی با ساختار رجیستر به رجیستر
* مبدل A/D همراه با Sample & Hold
در نوع KB: بیتی 10
در نوع KC: تبدیل به دو صورت 10 بیتی و 8 بیتی با امكان تعیین سرعت تبدیل
* پنج پورت 8 بیتی به عنوان I/O
* 28 مرجع وقفه
* قابلیت PTS فقط در نوع KC
* خروجیهای PWM:
در نوع KB: یك خروجی PWM
در نوع KC: سه خروجی PWM
* حالت های Power Down و Idle برای كاهش توان مصرفی میكروكنترلر
* پایه های ورودی و خروجی با سرعت بالا (HSO, HIS)
* قابلیت تغییر پهنای Bus بین 8 و 16بیت به صورت دینامیك
* پورت سریال Foll Duplex
* مولد اختصاصی Baud Rate برای پورت سریال (دقت بالا)
* ضرب دو عدد 16 بیتی در مدت زمان:
در نوع KB: 725/1 میكروثانیه (با كریستال 16 MHZ)
در نوع KC: 4/1 میكروثانیه (با كریستال 20 MHZ)
* تقسیم یك عدد 32 بیتی به یك عدد 16 بیتی در مدت زمان:
در نوع KB: 3 میكرو ثانیه (با كریستال 16 MHZ)
در نوع KC: 4/2 میكروثانیه (با كریستال 20 MHZ)
* تایمر 16 بیتی به عنوان TIMER 1
* شمارنده صعودی/ نزولی 16 بیتی با قابلیت Capture
* 4 تایمر نرم افزاری 16 بیتی
* پروتكل اشتراك باس HOLD/HOLDA
* توانایی كار با كریستالهای 35 Mhz تا 16 Mhz
این میكروكنترلر در سه نوع بسته بندی زیر ساخته شده است:
PLCC با 68 پایه
QFP با 80 پایه
SQFP با 80 پایه
كه در این پروژه از ساختار PLCC استفاده شده است.

2-1-3) توضیحی در مورد نحوه اتصالات پایه های میكروز
همانطور كه در شكل شماره 1 نیز مشاهده می نمائید: پایه های شماره 4،5،6و7 كه مربوط به پورت صفر میكرو هستند به عنوان ورودی A/D انتخاب شده اند.
پایه های 24 و 25 به ترتیب به عنوان پایه های HSI.0 و HSI.1 انتخاب شده است.
پایه های 26-27-28-29-34 و 35 به عنوان پایه های HSO انتخاب شده اند.
پایه های شماره 8 و 38 به ترتیب به عنوان RTS و CTS برای ارتباطات سریال انتخاب شده اند.
پایه های شماره 10-33و20 به ترتیب به عنوان ورودی از E2PROM سریال، خروجی به E2PROM سریال و CIK به E2PROM سریال انتخاب شده اند.
پایه های شماره 22،23 و 39 به عنوان خروجی PWM انتخاب شده اند.
پایه های 11و21و30و31 به ترتیب به عنوان IREQ، IORESET، IORW و STB انتخاب شده اند.
پایه شماره 62 كه ALE می باشد جهت Enable كردن Latchهای آدرس متصل به میكرو انتخاب شده است.
پایه شماره 64 كه Bus Width است جهت انتخاب باس 8 تایی زمین شده است.
پایه های شماره 45 تا 60 كه مربوط به پورت 3و4 هستند جهت باس انتخاب شده‌اند.
در مدار از كریستال 16 Mhz استفاده شده است.

3-1-3) بخش حفاظت و ولتاژ مرجع A/D میكرو
بنا به نظر شركت سازنده میكرو برای محافظت قسمت A/D میكروكنترلر باید مداری مانند مشكل شماره 2 بسته شود این مدار باعث می شود ولتاژ ورودی A/D كنتر از ANGND و بیشتر از UREF نگردد.
برای ولتاژ مرجع A/D از LM336 استفاده شده است كه خروجی مدار ولتاژ مرجع 5 ولت می باشد.

برای دریافت اینجا کلیک کنید