بلوک Analog threshold trigger

بلوک Analog threshold trigger

بلوک برنامه نویسی Analog threshold trigger داری یک پایه ورودی آنالوگ Ax و یک پایه سبز رنگ Par است. تنظیمات مربوط به پارامترها در این بلوک از طریق پنجره مشخصات یا جعبه پارامتر انجام می‌شود. در تصویر زیر شماتیک یک بلوک Analog threshold trigger را مشاهده می کنید:

خروجی Analog threshold trigger وابسته به 2 مقدار آستانه قابل تنظیم بوده و می تواند روشن و خاموش شود. به عبارت دیگر با تنظیم دو مقدار آستانه روشن و خاموش شدن یا پارامتر On و Off می توان خروجی این بلوک را کنترل کرد. مقادیر آستانه‌ی On و Off با یکی از دو روش زیر تنظیم می‌شوند:

• روش اول: می توان در پنجره مشخصات از قسمت Threshold مقادیر ثابتی تنظیم کرد. در این روش مقادیر ثابت و بدون تغییر خواهند بود.
• روش دوم: همانطور که در مقاله ی توابع محاسبات ریاضی و مقایسه گر آنالوگ لوگو شرح داده شد می توان با استفاده از روش توابع تو در تو مقادیر پارامترهای On و Off را به بلوک های دیگر وابسته کرد. در این روش امکان نسبت دادن مقادیر متغیر به این پارامتر های فراهم می شود. جهت دسترسی به بلوک‌های قابل استفاده در این روش باید دفترچه راهنمای نرم‌ افزار لوگو سافت را مطالعه کنید.

تصویر زیر پنجره مشخصات بلوک Analog threshold trigger را نشان می دهد. در این پنجره می توان پارامترهای مربوط به نوع خروجی Sensor، مقادیر Gain، Offset و تعداد رقم اعشار در محاسبات را مشخص کرد. در قسمت Measurement Range حداقل و حداکثر رنج اندازه گیری سیگنال ورودی وارد می شود.

پارامتر Sensor مشخص کننده‌ی نوع سیگنال آنالوگ است. این پارامتر را می توان از بین مدل های ولتاژ 0/10 ولت، جریان 0/20 یا 4/20 میلی آمپر، PT100/PT1000 و یا No Sensor انتخاب کرد. در جدول زیر مقادیر مجاز در تنظیم سایر پارامترهای این بلوک را مشاهده می کنید.

در نظر داشته باشید که ورودی بلوک threshold trigger از نوع آنالوگ و خروجی آن به شکل دیجیتال است. به عبارت دیگر این بلوک جهت راه‌ اندازی یک خروجی دیجیتال متناسب با تغییرات یک ورودی آنالوگ استفاده می‌شود. به منظور تنظیم ورودی آنالوگ یا Ax این بلوک می توان از موارد زیر استفاده کرد:
• AI1 تا AI8 صفر تا 10 ولت، اسکیل شده روی بازه ی 0 تا 1000
• AM1 تا AM6 در لوگو 6 ، AM1 تا AM16 درلوگو 7 و AM1 تا AM64 در لوگو 8
• NAI1 تا NAI32 در لوگو 7 یا 8
• AQ1 تا AQ2 در لوگو 7 و AQ1 تا AQ8 در لوگو 8
• NAQ1 تا NAQ16 در لوگو 7 یا 8 و غیره

عملکرد کلی بلوک threshold trigger به این شرح است:

• مقدار سیگنال آنالوگ ورودی Ax توسط بلوک Analog threshold trigger خوانده می‌شود.
• مقدار خوانده شده در پارامتر Gain ضرب می‌شود. نتیجه‌ی ضرب با مقدار پارامتر Offset جمع شده و به عنوان مقدار واقعی Ax یا Actual value Ax در نظر گرفته می‌شود.

(Ax * Gain) + Offset = Actual value Ax

• پس از محاسبه مقدار واقعی Ax بسته به مقادیر مشخص شده برای آستانه روشن و خاموش شدن خروجی یکی از حالت‌های زیر رخ خواهد داد:
• اگر (آستانه روشن شدن یا On) ≥ (آستانه خاموش شدن یا Off) باشد:

\[Q = 1\;\;\;\;\;if\;\;\;\;\;\;\;\;\left( {{\rm{Actual\;value\;Ax\;}}} \right) > on\]

\[Q = 0\;\;\;\;\;if\;\;\;\;\;\;\left( {{\rm{Actual\;value\;Ax\;}}} \right) \le Off\]

• اگر (آستانه روشن شدن یا On) < ( آستانه خاموش شدن یا Off) باشد:

\[Q = 1\;\;\;\;\;if\;:On \le \left( {{\rm{Actual\;value\;Ax\;}}} \right) < Off\]

\[Q = 0\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;Else\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\]

در تصویر زیر نمودار عملکرد این بلوک را در قالب یک مثال مشاهده می کنید. در این مثال آستانه روشن شدن یا On بزرگتر از آستانه خاموش شدن یا Off است این حالت در دسته اول از دو حالت ذکر شده قرار می‌گیرد. نحوه ی عملکرد بلوک Analog threshold trigger  در این مثال به صورت زیر است:

• هنگامی که مقدار واقعی Ax از آستانه روشن شدن بیشتر شود، خروجی Q فعال می‌شود.
• خروجی Q تا زمان کوچکتر یا مساوی شده مقدار واقعی Ax از آستانه خاموش یا Off فعال باقی خواهد ماند.
• زمانی که actual value Ax از مقدار آستانه Off عبور کند، خروجی خاموش شده و این چرخه ادامه پیدا می کند.

طبق تصویر زیر، در پنجره مشخصات این بلوک دو تب Comment و Parameter وجود دارد. در صورت نیاز می‌توان از تب comment جهت ذکر توضیحات مربوط به بلوک استفاده کرد. از طریق تب Parameter تنظیمات مربوط به نام بلوک، نوع خروجی سنسور، پارامتر های آنالوگ و غیره انجام می‌شود. نوع خروجی سنسور می‌تواند یکی از حالت‌های 0 تا 10 ولت، 0 تا 20 میلی آمپر، 4 تا 20 میلی آمپر، PT100/PT1000 و یا No sensor انتخاب شود. به منظور درک بهتر از نحوه ی عملکرد بلوک به مثال های زیر توجه کنید.

مثال اول

برنامه ای را طراحی کنید که در آن با تغییر دما سنسور PT100 وضعیت خروجی آن به شکل زیر تغییر کند:

• برای دمای بین 10 تا 15 درجه خروجی Q1 فعال شود.
• برای دمای بین 16 تا 22 درجه خروجی Q2 فعال شود.
• برای دمای بیش از 25 درجه خروجی Q3 فعال شود.

طبق تصویر زیر در این برنامه می توان از بلوک Al1 به همراه سه Analog threshold trigger استفاده کرد. هر کدام از بلوک در نهایت یک خروجی یا Q را فعال می کنند. مقادیر در این بخش ها ثابت بوده و نیازی به اتصال جعبه پارامتر نیست.

طبق تصویر زیر به منظور تنظیمات بلوک Analog threshold1 باید ورودی سنسور را PT100 و رزولوشن را ضرب در 1 انتخاب کرد. به این ترتیب دمای واقعی نمایش داده می شود. مقادیر On و Off در بخش Threshold نیز باید 10 و 15 باشند.

تنظیمات بلوک Analog threshold 2 مطابق با تصویر زیر انجام خواهد شد. مقادیر On و Off در بخش Threshold باید 16 و 22 باشند.

طبق تصویر زیر و به منظور تنظیم بلوک Analog threshold 3 باید هردو دمای روشن و خاموش روی 25 درجه تنظیم شوند.

مثال دوم

در این پروژه باید دمای محیط توسط 3 رادیاتور کنترل شود. این رادیاتورها به صورت On یا Off بوده و افزایش تعداد آن ها باعث تولید گرمای بیشتری خواهد شد. در این مثال با کلید I1 سیستم فعال شده و همزمان با شیر برقی Y1 سیگنال H1 نیز روشن می شود. به منظور تنظیم میزان گرمایش در این برنامه از ورودی آنالوگ نیز استفاده شده است. همانطور که مشاهده می کنید یک پتانسیومتر 0 تا 10 ولت به ورودی A1 متصل شده و تنظیم کننده ی دما می باشد. شیرهای Y2 و Y3 متناسب با درصد گرمایش تنظیم شده توسط پتانسیومتر، روشن و خاموش می شوند. در جعبه پارامترآن ها مقادیر دما برای روشن و خاموش شدن را مشاهده می کنید. با روشن شدن کلید I2 یا Stop سیستم گرمایشی به صورت کامل خاموش خواهد شد. به عبارت دیگر در این حالت شیرهای Y1 تا Y3 کاملا بسته می شوند. درتصویر زیر برنامه ی شرح داده شده را مشاهده می کنید:

در تصویر زیر تنظمات بلوک Analog threshold 1 را مشاهده می کنید. در این بخش سنسور روی 0 تا 10 ولت قرار داده شده و رنج آن روی 0 تا 100 اسکیل شده است. طبق موارد شرح داده شده در مقاله ی پردازش مقادیر آنالوگ لوگو ، این امکان در پنجره مشخصات برخی از بلوک های آنالوگ وجود دارد. هردو میزان On و Off در این بلوک روی 30 تنظیم شده است.

در تصویر زیر تنظیمات  بلوک Analog threshold 2 را مشاهده می کنید. بخش های اول مشابه با بلوک قبلی بوده و تنها قسمت On و Off روی 70 تنظیم شده است.

مثال سوم

در این مثال باید با استفاده از یک سنسور PT100 ، لوگو و کارت LOGO! AM2 RTD دمای یک آکواریوم را کنترل کنیم. در این پروژه تصویر شده که دمای آکواریوم به صورت محیطی خنک شده و فقط مراحل گرم کردن یا Heating بر عهده ی سیستم است. ابتدا طبق تصویر زیر سیم بندی لوگو  انجام می شود. در این مثال از یک لوگو با خروجی رله استفاده شده است. همانطور که مشاهده می کنید خروجی Q1 لوگو تغذیه کننده ی بوبین کنتاکتور L1 می باشد. تغذیه کارت دما و ماژول لوگو به شکل جداگانه متصل شده اند. حروف L+ و M مشخص کننده ی DC بودن منبع تغذیه است. بخش اندازه گیری دما این سیستم از یک سنسور دمای PT100 تشکبل شده است.

در این مثال دمای آکواریوم باید بین 0 تا 15 درجه تنظیم شده و حرارت مورد نیاز توسط یک المنت تولید می شود. روش کار به این شکل است که با پایین آمدن دمای آب از 15 درجه سانتی گراد المنت حرارتی فعال شده و دمای آب را افزایش می دهد. عبور دما از 15 درجه ی سانتی گراد باید باعث خاموش شده المنت شود. طبق تصویر زیر در این برنامه و جهت مقایسه ی دما می توان از Analog threshold trigger استفاده کرد. به منظور تنظیم بلوک Analog threshold trigger باید قسمت سنسور روی PT100 قرار داده شود. در ادامه آستانه روشن شدن را روی 0 و آستانه خاموش شدن را روی 15 تنظیم می کنیم. در تصویر زیر پارامترهای بلوک Analog threshold trigger با رنگ سبز در کنار آن درج شده است.

مثال چهارم

کنترل دمای گلخانه با استفاده از دو عدد فن یا هواکش را در نظر بگیرید. در این پروژه باید با عبور دما از 30 درجه سانتی گراد فن ها روشن شده و با کاهش دما از 20 درجه مجدد خاموش شوند. در این مثال با فشردن کلید استارت یا I1 سیستم فعال می شود. ابتدا دما توسط سنسور اندازه گیری شده و در صورت بالاتر بودن آن از 30 درجه سانتی گراد؛ فن اول روشن خواهد شد. در ادامه اگر پس از 5 ثانیه دما به کمتر از 20 درجه سانتی گراد نرسد، هواکش دوم نیز روشن می شود. سیستم با روشن بودن هر دو فن به کار خود ادامه می دهد تا دما از 20 درجه سانتی گراد کمتر شود. با کمتر شدن دما و رسیدن به مقدار دمای کمتر از 20 درجه، هواکش ها خاموش خواهند شد. همانطور که مشاهده می کنید در این برنامه از یک بلوک Analog threshold trigger با آستانه روشن شدن 30 و آستانه خاموش شدن 20 درجه استفاده شده است. همچنین سنسور دما در این بلوک از نوع PT100 بوده که به ورودی Al1 متصل می شود. جهت تاخیر در روشن شدن فن دوم نیز می توان از یک تایمر On-Delay استفاده کرد.

تصویر زیر سیم بندی لوگو در این مثال را نشان می دهد. توصیه می شود بجای اتصال مستقیم فن ها به کنتاکت های لوگو از دو عدد کنتاکتور استفاده شود. در این حالت کنتاکتورها مسئول قطع و وصل جریان فن ها خواهند بود.

مثال پنجم

در این مثال کنترل دمای اتاق و مقایسه ی آن با دمای بیرون مد نظر است. اندازه گیری دما در این پروژه توسط دو سنسور دمای PT100 انجام می شود. در سیم بندی ماژول AM2 RTD لوگو و هنگام استفاده از هر دو پایه ی این کارت، باید تغذیه ی L و M برای هر ورودی PT100 به صورت جداگانه انجام شود. در صورت عدم اتصال تغذیه دوم این ماژول، ورودی از سنسور دوم PT100 خوانده نخواهد شد. در صورت تفاوت در نوع سنسور ها باید به اسکیل کردن رنج اندازه گیری آن ها توجه کنیم. در این شرایط می توان از بلوک تقویت کننده آنالوگ استفاده کرد. در تصویر زیر نحوه ی اتصال بلوک ها و تنظیمات آن ها را مشاهده می کنید.