पीएलसी और विभिन्न आर्डिनो आधारित पीएलसी बोर्डों का अवलोकन

Arduino को पहली बार 2005 में शुरू किया गया था, जिसमें सेंसर और एक्ट्यूएटर्स का उपयोग करके अपने पर्यावरण के साथ बातचीत करने वाले उपकरणों को बनाने के लिए नौसिखियों और पेशेवरों के लिए कम लागत और आसान तरीका प्रदान करना था।

Arduino को पेश किए जाने से पहले, एम्बेडेड डिज़ाइन को एक जटिल विषय के रूप में देखा गया था और उनकी समस्या के लिए काम करने वाले मॉडल को प्राप्त करने के लिए एक पेशेवर (हॉबी) या इंजीनियरों को ढूंढना पड़ा था। जैसे अगर आप एक साधारण 3 डी प्रिंटर चाहते हैं तो आपको पेशेवर मदद लेनी होगी क्योंकि उनके संगत आईडीई के साथ हजारों नियंत्रक हैं। और हॉबीस्ट सभी माइक्रोकंट्रोलर और उनके प्रोग्रामिंग तरीकों के बारे में नहीं सीख सकता है। यह स्थिति तब सामने आई जब सार्वभौमिक रूप से स्वीकृत ARDUINO को पेश किया गया। और इसके साथ, शौक़ीन या इंजीनियर बहुत ही पेशेवर मदद के बिना अपनी परियोजनाओं को डिजाइन और विकसित कर सकते हैं।

और इसके सार्वभौमिक रूप से स्वीकार किए जाने का कारण यह है क्योंकि यह एक ओपन-सोर्स इलेक्ट्रॉनिक्स प्लेटफॉर्म है, जो आसान हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर पर आधारित है। Arduino बोर्ड एक सेंसर पर प्रकाश, एक बटन पर एक उंगली और एक प्रोग्रामयोग्य आउटपुट में बदल सकते हैं जैसे कि मोटर को सक्रिय करना, एलईडी को चालू करना और ऑनलाइन कुछ प्रकाशित करना।

वर्षों से Arduino अधिक लोकप्रिय हो गया है और इसके साथ ही कई उन्नत बोर्ड जैसे समान रास्पबेरी PI, पांडा, आदि विकसित किए जाते हैं। Arduino को हजारों परियोजनाओं में मस्तिष्क से लेकर रोजमर्रा की वस्तुओं से लेकर जटिल वैज्ञानिक उपकरणों तक में उपयोग किया जाता है। दुनिया भर के छात्रों, शौकीनों, कलाकारों, प्रोग्रामरों और पेशेवरों ने इस ओपन-सोर्स प्लेटफॉर्म के आसपास इकट्ठा किया है और कई परियोजनाओं को विकसित किया है, जिससे ज्ञान की एक अविश्वसनीय राशि प्राप्त हो रही है जो नौसिखियों और विशेषज्ञों के लिए बहुत मदद कर सकती है।

IoT के ज्ञान और हालिया परिचय के साथ, Arduino पर प्रचार ने एक और अग्रगामी कदम उठाया, जिससे इंजीनियरों और शौकियों के लिए सीखने का एक आवश्यक साधन बन गया। अब Arduino बोर्ड ने नई जरूरतों और चुनौतियों जैसे IoT अनुप्रयोगों, पहनने योग्य, 3 डी प्रिंटिंग, एम्बेडेड वातावरण और अंतिम पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) के अनुकूल होने के लिए बदलना शुरू कर दिया । यहाँ इस लेख में, हम पीएलसी क्या है और कैसे Arduino को PLC के रूप में उपयोग किया जा सकता है, के बारे में जानेंगे ।

पीएलसी का परिचय (प्रोग्रामेबल कंट्रोलर कंट्रोलर)

सबसे पहले, पीएलसी के लिए जाने से पहले औद्योगिक स्वचालन शब्द को समझें । जैसा कि हम सभी जानते हैं कि उद्योगों में काम के लिए मशीनों का उपयोग करना मनुष्यों की तुलना में अधिक लागत-प्रभावी है क्योंकि मशीनों को पैसे, छुट्टियों या ब्रेक की आवश्यकता नहीं होती है, अगर उद्योगों की तुलना में मशीनों को मनुष्यों के स्थान पर उपयोग किया जाता है, तो वे अपने उत्पादों को 24 * 7 बिना किसी समस्या के उत्पादन कर सकते हैं । अब, मनुष्य को मशीनों या रोबोटिक हथियारों के साथ बदलने के इस सेटअप को औद्योगिक स्वचालन कहा जाता है ।

पीएलसी एक नियंत्रक इकाई है जिसे विशेष रूप से औद्योगिक स्वचालन के लिए उपयोग की जाने वाली मशीनों को संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन्हें कठोर औद्योगिक वातावरण (जैसे अत्यधिक तापमान, आर्द्र, गीला, धूल भरी स्थिति) के तहत विश्वसनीय होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पीएलसी अनुप्रयोगों को विनिर्माण संयंत्र की असेंबली लाइन, एक अयस्क प्रसंस्करण संयंत्र, रोबोट वेल्डिंग, सीएनसी नक्काशी, आदि में देखा जा सकता है क्योंकि यह उपकरण उच्च दक्षता और बीहड़ वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है जो इन्हें स्थापित और मरम्मत दोनों के लिए महंगा है।

पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) में घर पर हमारे व्यक्तिगत कंप्यूटर के समान कई विशेषताएं हैं। इन दोनों में एक बिजली आपूर्ति इकाई, एक सीपीयू (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट), इनपुट्स और आउटपुट (आई / ओ) पोर्ट, रैम और रॉम मेमोरी और कंट्रोल सॉफ्टवेयर हैं। दोनों के बीच सबसे बड़ा अंतर है पीएलसी एक कठोर वातावरण में असतत और निरंतर कार्य कर सकता है जो एक पीसी नहीं कर सकता है। आप माइक्रोकंट्रोलर के साथ इसकी तुलना का अवलोकन प्राप्त करने के लिए PLC और माइक्रोकंट्रोलर के बीच अंतर भी पढ़ सकते हैं।

ग्राहक की आवश्यकताओं के अनुसार बाजार में कई अलग-अलग प्रकार के पीएलसी हैं । यद्यपि पीएलसी के कई प्रकार मौजूद हैं, वे आसानी से चुनने के लिए उपयोगकर्ता के लिए कुछ मानकों का पालन करते हैं।

बेसिक फंक्शन ऑफ पीएलसी

काम कर रहे बुनियादी पीएलसी को समझने के लिए हमें एक सरल उदाहरण मान लें, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

हमें इस सेटअप में कहते हैं कि हमें पहले पचास सेकंड के लिए बल्ब चालू करना होगा और निम्नलिखित बीस सेकंड के लिए बल्ब को बंद करना होगा फिर हमें लूप को लगातार बंद करने और खोलने के लिए सर्किट में स्विच का उपयोग करना होगा। यह एक मानव के लिए एक सरल लेकिन बहुत थकाऊ काम है और इस प्रकार के मुद्दे के लिए टाइमर रिले खरीदने के लिए लागत उत्पादक नहीं है। उन सभी मामलों में हम समस्या को हल करने के लिए एकल पीएलसी का उपयोग कर सकते हैं।

यहां आप देख सकते हैं कि एक पीएलसी स्विच को बंद रखते हुए सेटअप के लूप में जुड़ा हुआ है। सर्किट में पीएलसी के लिए टाइमर सेट करने के लिए हम प्रोग्रामिंग का उपयोग कर सकते हैं। एक बार यह हो जाने के बाद पीएलसी लगातार लूप को बंद और खोल सकता है जो मानव हस्तक्षेप की आवश्यकता को प्रतिस्थापित करता है। एक बार पीएलसी कार्यक्रम को निष्पादित करना शुरू कर देता है तो यह तब तक नहीं रुकेगा जब तक कि एक रुकावट नहीं दी जाती है।

यह सिर्फ एक साधारण सेटअप है और एक PLC, PWM नियंत्रण, सेंसिंग, आदि जैसे अधिक बड़ी और अधिक जटिल प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने की क्षमता रखता है। एक PLC आमतौर पर ग्राहक के लिए एक तरह से डिज़ाइन किया जाता है ताकि वह / वह अनुकूलित कर सकेगा आवेदन और जरूरत के आधार पर पीएलसी कार्य करना।

पीएलसी के ब्लॉक आरेख

अब हम पीएलसी में मौजूद महत्वपूर्ण मॉड्यूलों को देखते हैं।

बिजली की आपूर्ति मॉड्यूल: इस मॉड्यूल को कभी-कभी एडेप्टर की तरह एक अलग सेटअप के रूप में रखा जाता है और अन्य मामलों में, इसे मुख्य पीसीबी पर सीधे डिज़ाइन किया जाएगा। मॉड्यूल का कार्य पूरे पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) सेटअप के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करना है। मॉड्यूल एक कनवर्टर है जो उपलब्ध एसी पावर को डीसी पावर में परिवर्तित करता है जो सीपीयू और अन्य मॉड्यूल द्वारा आवश्यक है। आमतौर पर, पीएलसी 12V और 24V पावर रेल पर काम करता है।

सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट: यह मॉड्यूल सबसे अधिक संरक्षित है क्योंकि यह पूरे पीएलसी के लिए कामकाज का मूल है। CPU मॉड्यूल में एक माइक्रोप्रोसेसर या माइक्रोकंट्रोलर, प्रोग्राम मेमोरी, फ्लैश मेमोरी और RAMS मेमोरी होती है। फ्लैश मेमोरी या ROM मेमोरी स्टोरेज ऑपरेटिंग सिस्टम, ड्राइवर और एप्लिकेशन प्रोग्राम। रैम का उपयोग माइक्रोप्रोसेसर द्वारा डेटा और सूचना तक पहुंचने के लिए किया जाता है।

सीपीयू का कार्य मेमोरी में संग्रहीत प्रोग्राम को निष्पादित करना और लिखित निर्देशों के अनुसार कार्य करना है। इसलिए मूल रूप से सीपीयू सेंसर डेटा को प्रोसेस करने के लिए पढ़ता है और अंत में प्रोग्राम के आधार पर उचित प्रतिक्रिया भेजता है।

इनपुट और आउटपुट मॉड्यूल: इनपुट मॉड्यूल का उपयोग सीपीयू के लिए विभिन्न सेंसर और कीपैड के बीच एक लिंक स्थापित करने के लिए किया जाता है और आउटपुट मॉड्यूल का उपयोग प्रोसेसर द्वारा बाहरी दुनिया को प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए किया जाता है।

प्रोग्रामिंग डिवाइस मॉड्यूल: इस मॉड्यूल का उपयोग पीसी और पीएलसी के बीच संचार स्थापित करने के लिए किया जाता है। मूल कार्य पीएलसी के माइक्रोप्रोसेसर को फिर से शुरू करना है।

PLC के प्रकार (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर)

पीएलसी को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है, अर्थात् फिक्स्ड (या कॉम्पैक्ट पीएलसी) और मॉड्यूलर पीएलसी।

1. कॉम्पैक्ट या फिक्स्ड पीएलसी: यह आमतौर पर एक कम-अंत पीएलसी है जो कई उद्योगों में लोकप्रिय है। कॉम्पैक्ट पीएलसी में एक निश्चित संख्या में I / O मॉड्यूल और बाहरी I / O कार्ड हैं और बाद में उन्हें अधिक जटिल सेटअप बनाने के लिए नहीं बढ़ाया जा सकता है। आप नीचे दिए गए आंकड़े में एक निश्चित पीएलसी देख सकते हैं।

2. मॉड्यूलर पीएलसी: मॉड्यूलर पीएलसी 'मॉड्यूल' समानांतर में ढेर करके कई विस्तार की अनुमति देता है। उद्योग में अधिक जटिल कार्यों के लिए मॉड्यूलर पीएलसी के I / O पोर्ट को बढ़ाया जा सकता है। मॉड्यूलर पीएलसी का उपयोग करना भी आसान है क्योंकि प्रत्येक घटक एक दूसरे से स्वतंत्र है। इस प्रकार का पीएलसी कई उद्योगों में लोकप्रिय है

Arduino बनाम PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर)

जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है कि पीएलसी के महत्वपूर्ण मॉड्यूल एक पीसी (पर्सनल कंप्यूटर) के समान हैं और अरुडिनो जैसे एकल बोर्ड कंप्यूटर के समान हैं। आंतरिक रूप से एक निश्चित स्तर पर दोनों PLC और Arduino के कार्य समान हैं और हम इस Arduino का उपयोग PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) को डिजाइन करने के लिए कर सकते हैं। Arduino PLC में पहले से ही बाजार में मौजूद हैं और पारंपरिक पीएलसी की तुलना में उपलब्ध सस्ते होते हैं। इसलिए Arduino-PLC इन दिनों लोकप्रिय हो रहा है और भविष्य में इसके अनुप्रयोग अधिक बढ़ेंगे। ये Arduino PLC और पारंपरिक PLC के बीच कुछ अंतर हैं और उनमें से कुछ नीचे वर्णित हैं।

Arduino पीएलसी	पीएलसी (प्रोग्रामेबल कंट्रोलर कंट्रोलर)
पीएलसी के रूप में काम करने के लिए बाहरी घटकों की आवश्यकता है	अतिरिक्त बाहरी घटकों की आवश्यकता नहीं है
विश्वविद्यालय ने स्वीकार कर लिया	मुख्य रूप से उद्योगों में प्रचारित
कम लागत	उच्च लागत
Arduino प्रोग्राम को फिर से लिखने के लिए बुनियादी प्रोग्रामिंग सीखने की आवश्यकता है	पीएलसी को पुन: व्यवस्थित करने के लिए केवल मूल ऑपरेटिंग तकनीक की आवश्यकता है
रिप्रोग्रामिंग अपेक्षाकृत कठिन है	रिप्रोग्रामिंग अपेक्षाकृत आसान है
संतोषजनक निष्पादन	उच्च प्रदर्शन
कठोर परिस्थितियों में काम नहीं कर सकते	कठोर परिस्थितियों पर काम कर सकते हैं
कॉम्पैक्ट और छोटा	भारी और भारी
Arduino PLC के पीएलसी ऑपरेशन को आगे बढ़ाने के लिए स्टैकिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है	स्टैकिंग का उपयोग सामान्य पीएलसी के पीएलसी संचालन को आगे बढ़ाने के लिए किया जा सकता है
अधिक संचार विकल्प	कम संचार विकल्प
बदलने और मरम्मत करने में आसान	बदलने और मरम्मत के लिए मुश्किल है
चुनने के लिए कम विकल्प	चुनने के लिए कई विकल्प

अब हम लोकप्रिय Arduino आधारित PLC के बारे में संक्षेप में चर्चा करते हैं जो वर्तमान में बाजार में हैं।

1. औद्योगिक ढाल Arduino PLC

औद्योगिक शील्ड एक लोकप्रिय कंपनी है जो कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए Arduino आधारित पीएलसी शील्ड प्रदान करती है। जिन ढालों का लोकप्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, उन पर संक्षेप में नीचे चर्चा की गई है।

औद्योगिक ढाल ARDBOX:

ARDBOX एक Arduino आधारित पीएलसी है जो छोटे और मध्यम स्तर के औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। ARDBOX की तस्वीर नीचे दिखाई गई है।

ARDBOX को मूल रूप से ARDUINO LEONARO पर आधारित बनाया गया है, ARDBOX के सभी तकनीकी विनिर्देश LEONARO के विनिर्देश हैं। ARDBOX की बुनियादी विशेषताएं और तकनीकी विनिर्देश नीचे दिए गए हैं।

इनपुट वोल्टेज	12 वी 24 वी
मूल्यांकित शक्ति	30 वाट
अधिकतम करंट	1.5 ए
घड़ी की गति	16 मेगाहर्ट्ज
आकार	100x45x115 मिमी
प्रोग्रामिंग भाषा	Arduino IDE।
फ्लैश मेमोरी	32KB जिनमें से 4KB बूटलोडर द्वारा उपयोग किया जाता है
SRAM	2.5KB
EEPROM	1 केबी
संचार	I2C - USB - RS232 - RS485 - SPI - TTL
कुल इनपुट अंक	१०
कुल उत्पादन अंक	१०
PWM पृथक आउटपुट	24Vdc के लिए मैं अधिकतम: 70 mA विद्युत अपघटन डायोड रिले के लिए संरक्षित रेटेड वोल्टेज: 24Vdc

औद्योगिक ढाल M-Duino:

M-DUINO एक Arduino आधारित PLC है जिसे छोटे और मध्यम स्तर के औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। पीएलसी की तस्वीर नीचे दिखाई गई है।

M-DUINO को ARDUINO MEGA बोर्ड पर आधारित बनाया गया है, इसलिए MEGA बोर्ड के सभी तकनीकी विनिर्देश M-DUINO विनिर्देशन हैं। एम-ड्युइनो की बुनियादी विशेषताएं और तकनीकी विनिर्देश नीचे दिए गए हैं।

इनपुट वोल्टेज	12 वी या 24 वी
मूल्यांकित शक्ति	40 वाट
अधिकतम उत्पादन वर्तमान	0.5 एक
घड़ी की गति	16 मेगाहर्ट्ज
आकार	101x119x70 मिमी
प्रोग्रामिंग भाषा	Arduino IDE।
फ्लैश मेमोरी	32KB जिसमें से 0.5KB बूट लोडर द्वारा उपयोग किया जाता है
SRAM	2KB
EEPROM	1 केबी
संचार	I2C1 - ईथरनेट पोर्ट - USB - RS485 - SPI - (3x) आरएक्स, टीएक्स (अरुडिनो पिन्स)
कुल इनपुट अंक	13,26,36 है
कुल उत्पादन अंक	8,16,22 है
PWM पृथक आउटपुट	24Vdc (3,6,8) मैं अधिकतम: 70 mA

2. PLDuino Arduino PLCs

PLDuino डिजिटल लॉगर से एक ओपन सोर्स Arduino आधारित प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) है जो लगभग $ 150 में बाजार में उपलब्ध है। यह पीएलसी औद्योगिक IoT अनुप्रयोगों और अन्य कारखाने रोबोटिक्स अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाने के लिए, ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल और 2.4 ”TFT टच स्क्रीन के साथ Arduino मेगा (ATmega2560) को जोड़ती है।

PLDuino को आसानी से एक साधारण USB केबल का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है, लोकप्रिय Arduino IDE के साथ PLDuino को Lua, GNU या यहां तक ​​कि AVR स्टूडियो का उपयोग करके भी प्रोग्राम किया जा सकता है। PLDuino शुरुआती लोगों को विकास शुरू करने में मदद करने के लिए प्रदर्शन कोड और लाइब्रेरी भी प्रदान करता है। उन्नत उपयोगकर्ताओं के लिए, PLDuino ने कवर को पॉप करने और PLC के अंदर पता लगाने के लिए भी संभव बनाया है ताकि हार्डवेयर को उनके अनुप्रयोग के लिए आवश्यकतानुसार अनुकूलित किया जा सके, पूर्ण योजनाबद्ध और घटक चश्मा भी ऑनलाइन उपलब्ध हैं। PLDuino की पूरी विशिष्टताओं को नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है

3. कंट्रोलोलो अरुडिनो पीएलसी

कंटोलिनो कुछ भी नहीं है, लेकिन एक औद्योगिक Arduino है। यह औद्योगिक ग्रेड PLC की सुरक्षा और विश्वसनीयता के साथ Arduino पारिस्थितिकी तंत्र के लचीलेपन और ओपन-सोर्स प्रकृति को जोड़ती है।

कंपनी तीन मॉड्यूल प्रदान करती है जो तीन Arduino बोर्डों पर आधारित डिज़ाइन किए गए हैं।

कंट्रोलर मिनि:

इसे Arduino Uno बोर्ड पर डिज़ाइन किया गया है।

इनपुट वोल्टेज	12 वी या 24 वी
परिचालन तापमान	5C से 55ºC
अधिकतम रिले वर्तमान	६ अ
घड़ी की गति	16 मेगाहर्ट्ज
आकार	36x90x60 मिमी
प्रोग्रामिंग भाषा	Arduino IDE।
फ्लैश मेमोरी	32KB जिसमें से 0.5KB बूट लोडर द्वारा उपयोग किया जाता है
SRAM	2KB
EEPROM	1 केबी
संचार	I2C1- USB - SPI
कुल इनपुट अंक	।
कुल उत्पादन अंक	।

कंट्रोलरोल मैक्सी:

यह ATMEGA2560 Atmel माइक्रोकंट्रोलर या Arduino मेगा बोर्ड पर डिज़ाइन किया गया है ।

इनपुट वोल्टेज	12 वी या 24 वी
परिचालन तापमान	0ºC से 55ºC
अधिकतम आउटपुट रिले करंट	६ अ
घड़ी की गति	16 मेगाहर्ट्ज
आकार	72x90x62 मिमी
प्रोग्रामिंग भाषा	Arduino IDE
फ्लैश मेमोरी	256 केबी
SRAM	8 केबी
EEPROM	4KB
संचार	I2C1, ईथरनेट पोर्ट, यूएसबी, एसपीआई
कुल इनपुट अंक	१२
कुल उत्पादन अंक	12, रिले आउटपुट -10

नियंत्रण मेगा:

मेगा पीएलसी ATMEGA2560 Atmel माइक्रोकंट्रोलर या Arduino मेगा बोर्ड पर डिज़ाइन किया गया है।

इनपुट वोल्टेज	12 वी या 24 वी
परिचालन तापमान	0ºC से 55ºC
अधिकतम आउटपुट रिले करंट	६ अ
घड़ी की गति	16 मेगाहर्ट्ज
आकार	107x90x62 मिमी
प्रोग्रामिंग भाषा	Arduino IDE
फ्लैश मेमोरी	256 केबी
SRAM	8 केबी
EEPROM	4KB
संचार	I2C1, ईथरनेट पोर्ट, यूएसबी, एसपीआई
कुल इनपुट अंक	२१
कुल उत्पादन अंक	24, रिले आउटपुट -16

Arduino PLC के लाभ

• कम लागत पर खरीदा जा सकता है।
• Arduino IDE सॉफ्टवेयर का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है।
• उच्च संगतता।
• समायोजन के लिए उच्च कमरा।
• पारंपरिक पीएलसी की तुलना में बदलने में आसान।

Arduino PLC का नुकसान

• चयन के लिए बहुत कम विकल्प उपलब्ध हैं।
• उच्च स्तर के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है।
• पारंपरिक पीएलसी की तुलना में संवेदनशील।
• अधिक रखरखाव की आवश्यकता है।
• कम पेशेवर।