گیت‌های منطقی در PLC

در سیستم‌های کنترل صنعتی یکی از مفاهیم پایه‌‍ای و اصلی برای تصمیم گیری و اجرای عملیات منطق دیجیتالی می‌باشد. در صورتی که قابلیت‌های بسیار پیشرفته‌ای به پی ال سی ها اضافه شده‌اند ولی همچنان اساس کار این کنترلرها برپایه گیت‌های منطقی می‌باشند. گیت‌های منطقی بلوک‌های اصلی پردازش سیگنال‌های دیجیتال هستند که بر اساس و پایه قواعد جبر بولی عمل می‌کنند. هر گیت منطقی با توجه به رابطه منطقی خودش یک ورودی را پردازش و در نهایت خروجی مورد نظر را تولید می‌کند. به عبارت ساده تر باید گفت که گیت منطقی در یک مدار سوئچینگ ساده تعیین می‌کند که پالس ورودی به مدار دیجیتال اجازه خروج دارد یا خیر. گیت‌های منطقی توانایی انجام عملیات‌های منطقی گوناگونی را دارند و به طور مثال این گیت‌های منطقی می‌توانند د یا چند ورودی دریافت کنند و فقط یک خروجی تولید کنند.

منطق دیجیتال و جبر بولی در PLC

یک از مطالب مهمی که قبل از خرید PLC باید به آن توجه کنید منطق تصمیم‌گیری آن است. پی ال سی ها در تصمیم گیری های خود از منطق دودویی یا 0 و1 استفاده می‌کنند. صفر در PLC به معنای خاموش یا قطع مدار می‌باشد که در دنیای برنامه نویسی به آن FALSE گفته می‌شود. در مقابل عدد یک به معنای حالت روشن و وصل می‌باشد که به اصطلاح تخصصی تر به آن TRUE نیز گفته می‌شود.

منطق جبر بولی شامل عملگرایی که این صفر و یک در پی ال سی را براساس منطق ترکیب می‌کنند. گیت‎های منطقی در PLC همان پیاده‌سازی سخت افزار یا نرم افزاری این عملگرها را برعهده دارند.

انواع گیت‌های منطقی

گیت منطقی در حقیقت یک دروازه منطقی که امکان انتقال دیتا را فراهم می‌کند. گیت‌های منطقی از منطق هایی که برای آن‎ها در نظر گرفته شده‌اند استفاده می‌کنند تا تعیین کنند که آیا سیگنال ارسال شود یا خیر. به عبارت دیگر گیت‌های منطقی بر اساس مجموعه‌ای از قوانین منطقی جریان اطلاعات را مدیریت می‌کند. ازجمله این گیت‌ها می‌توان به AND، OR ،NOT، NOR ،NAND  XOR ، XNOR  اشاره داشت که جزء مهمترین این گیت‌های منطقی به شمار می‌روند در ادامه بیشتر با گیت‌های منطشقی آشنا می‌شویم.

 

گیت منطقی جدول صحت علامت اختصاری مدار کلیدی شکل بلوکی
گیت AND جدول صحت گیت AND علامت اختصاری گیت AND مدار کلیدی AND شکل بلوکی گیت AND
گیت OR جدول صحت گیت OR علامت اختصاری گیت OR مدار کلیدی OR شکل بلوکی گیت OR
گیت NOT جدول صحت گیت NOT علامت اختصاری گیت NOT مدار کلیدی NOT شکل بلوکی گیت NOT
گیت NAND جدول صحت گیت NAND علامت اختصاری گیت NAND مدار کلیدی NAND شکل بلوکی گیت NAND
گیت NOR جدول صحت گیت NOR علامت اختصاری گیت NOR مدار کلیدی NOR شکل بلوکی گیت NOR
گیت XOR جدول صحت گیت XOR علامت اختصاری گیت XOR مدار کلیدی XOR شکل بلوکی گیت XOR

گیت AND

عملکرد این گیت به صورتی که فقط زمانی 1 می‌شود که تمام ورودی‌ها 1 باشند. به عبارت ساده‌تر زمانی اتصال را برقرار می‌کند که تمامی ورودی‌ها وصل و یا برابر با 1 باشند. برای درک فکر کنید می‌خواهیم یک موتور را راه اندازی کنیم که یک کلید استارت دارد و هم سنسور ایمنی فعال در این اینجا باید از AND استفاده کرد تا از برقرار بودن هر دو شرط مطمئن باشد.

گیت OR

این گیت منطقی باید بررسی کند که حداقل یکی از ورودی‌ها یک باشد. به عبارت دیگر OR به معنای یا در گیت‌های منطقی است. به طور مثال برای فعال سازی یک آلارم اگر از دو مسیر دما یا فشار بیش از حد توان بود در صورتی که هر کدام از این شرایط برقرار باشد گیت OR  فعال می‌شود.

گیت NOT

این سری از گیت‌های منطقی در واقع وظیف معکوس سازی ورودی را برعهده دارد. در واقع ورودی هر مقداری باشد خروجی معکوس آن می‌باشد. به طور مثال برای خاموش کردن یکی از تجهیزات صنعتی در صورتی که سنسور خاص فعال شود از این گیت منطقی استفاده می‌کنیم.

گیت NAND

گیت NAND عملکردی معکوس گیت AND دارد. این گیت زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که نیاز باشد تمام ورودی‌ها برابر صفر باشد در این صورت خروجی برابر بربا یک می‌شود. این گیت منطقی بیشترین کاربرد را در سیستم‌های ایمنی دارد که در صورت از کار افتادن یک سنسور خاص کل فرآیند دستگاه از مدار خارج می‌شود.

گیت NOR

مانند گیت قبلی این گیت عملکردی معکوس نسب به گیت منطقی OR دارد. به عبارت دیگر زمانی خروجی یک از این گیت دریافت می‌کنیم که همه ورودی‌ها برابر با صفر باشد. این مدل از گیت‌های منفی کننده بیشترین کاربرد را در سیستم‌های ایمنی دارند. به طور مثال با تشخیص عدم وجود خطر اجازه عبور جریان را بدهد.

گیت XOR

زمانی که تعداد ورودی‌های ما برابر با یک عد فرد باشد خروجی ما برابر با یک می‌شود. این گیت زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی از دو شروط باید برقرار باشد و نه هردو آن شروط .

مزایای استفاده از گیت‌های منطقی در PLC

اصلی ترین مزیت استفاده از این گیت‌های منطقی بالا رفتن سادگی و وضوح در منطق سیستم و آن را قابل درک و فهم تر می‌کند. ازدیگر قابلیت‌هایی که PLCها اضافه می‌شود قابلیت تغییر سریع در منطق سیستم که با تغییرات نرم افزاری این تغییرات اعمال می‌شود. برای پیادسازی منطق‌های پیچیده‌تر می‌توان گیت‌های مختلف را با یکدیگر ترکیب کرد. این ویژگی باعث می‌شود فرآیندهای پیچیده قابلیت اجرا داشته باشند. شاید یکی از مهم‌تر مزیت استفاده از گیت های منطقی کاربرد گسترده  آن در صنعت از کنترل‌های ساده تا سیستم‌های پیچیده اتوماسیون می‌باشد. برای یادگیری استفاده از گیت‌های منطقی می‌توانید در دوره PLC شرکت کنید.

جمع بندی

گیت‌های منطقی پایه و اساس پردازش تصمیمات در PLCها می‌باشد چه در قالب LADDER وچه در قالب FBD همه این گیت‌های منطقی نقش اساسی و مهمی را در سیستم برعهده دارند. در صورت آسیب در پی ال سی برای شروع فرآیند تعمیر PLC شناخت عملکرد و نحوه‌ی پیاده‌سازی آن‎ها برای هر برنامه نویس یا تعمیر کار پی ال سی ضروری و واجب می‌باشد. با تسلط پیدا کردن بر منطق جبر بولی و انواع گیت‌ها می‌توان منطق هر سیستم کنترلب را تحلیل ، طراحی و بهینه سازی کرد.

راه‌های ارتباطی نیک صنعت

  • شماره تماس: 87700210-021(30 خط)
  • واحد فروش: 09197872783
  • واحد آموزش: 09197872786
  • واحد تعمیرات: 09197872789
  • واحد پروژه: 09197872784
  • ایمیل: info@nicsanat.com
  • آدرس شرکت: تهران، خیابان بهشتی، خیابان میرعماد، کوچه پیمانی(یازدهم)، پلاک 17