اجهزة التحكم المنطقي

الموضوع حصري للمنتدى ومدونة إلكترو

+ هذا الموضوع منقول من مدونة

إلكترو "لكل عشاق الكهرباء"

الموضوع الأصلي على الرابط
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

أجهزة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة PLCs Programmable Logic controller



أجهزة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة PLCs Programmable Logic controller

وتسمى أيضا بالحاكمات المبرمجة Programmable Controller وهي أجهزة تنتمي لعائلة الكمبيوتر وتستخدم في المجال الصناعي والتجاري مثل المصانع و الفنادق …. وحاليا يتم ستخدامها في بعض عمليات التحكم ببعض المستشفيات الكبيرة.
وهناك العديد من الشركات المصنعة لاجهزة PLc مثل SIEMENSE التي تصنع أجهزة SIMATIC 300 SIMATIC400 , وشركة ALLEN BRADLEY وشركة MITSUBISHI وكل شركة من الشركات تتميز ببرمجياتها الخاصة لكنها تعطي نفس الوظيفة المطلوبة من أجهزة PLC .
وظيفته :
التحكم في الأآلات والعمليات ، حيث يقوم براقبة المداخل ومن ثم اتخاذ القرارات بناءا على اتوجيهات المعطاة له وبعد ذلك تنفيذ القرارات علىى المخارج وهذا ما يكم إستنتاجه من الشكل

العناصر المتصلة بمداخل PLC مثل : المفاتيح والحساسات
العناصر المتصلة بمخارج PLC مثل : المحركات ، مكائن الضخ ، المصابيح

مكونات أجهزة :
PLC حسب الشكل التالي نجد أن أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة تكون وظيفيا من الوحدات الأساسية وبعض الوحدات الإضافية التالية

1- وحدات الدخل Input modules
2-وحدة المعالجه المركزيه cpu unit
3-وحدات الخرج output moduies
4-وحدة مصدر القدرة Power Supply Unit
5- وحدة المشغل OperatorModule
6- جهاز البرمجه Programming Device



وسنتعرف فيما يأتي على عمل وخصاءص كل وحدة بإختصار وكيفية ربطها مع بعضها البعض

وحدات الإدخال :
هي وحدات تقوم بإستقبال إشارات الإدخال وتجهيزها لكي تستطيع وحدة المعالجة الركزية التعامل معها وهي إما أن توكن تماثلية أو رقمية .
وحدات الإخرج:
هى وحدات تقوم باخراج الاشارات الكهربيه المطلوب اخراجها من قبل وحدة المعالج المركزيه CPU وهى اما انتكون تماثليه او رقميه.
مصدرالقدرة :
توفير متطلبات الطاقه لجهاز PLC
وحدة المشغل :
هى وحدة خاصه بالمستخدم العادى يتمكن من خلالها تشغيل جهاز PLC
بالنسبه للوحدات الاضافيه الخرى فسوف نتعرض لها فى الاوراق القادمه



مثال على عمل اجهزة plc :
بايجاز بسيط نستطيع التعرف عل عمل اجهزة التحكم المنطقيه القابله للبرمجه فمن خلال المثال الموضح بالشكل المرفق نرى التتابع الذ يحدث فى اغلب عمليات التحكم التى تتم عن طريق اجهزة plc حيث يتم الضغط على المفتاح الضاغط المتصل مع وحدة الدخل لجهاز plc وحسب البرنامج المخزن فى ذاكرة الجهاز داخل وحدة المعالجه المركزيه cpu تقوم هذه الوحدة باصدار امر لوحدة الخرج المتصله بها مشغل المحرك
نستطيع مما سبق ان نقول ان اى نظام تحكم صناعى يعتمد على اجهزة plc يحتوى على العناصر التاليه :

1- اجهزة التحكم القابله للبرمجه
2- الحساسات sensors
3 -المشغلاتactuaors

اسلوب التحكم السابق القديم:
قبل تصميم واختراع جهاز plc كانت معظم عمليات التحكم تتم بتوصيل مجموعه من المفاتيح والمرحلات مع بعضها البعض حسب الشكل المرفق مع الدرس وكان يتم رسم هذه الدوائر قبل تنفيذها ثم اختيار العناصر حسب المواصفات المطلوبه ثم تتم عمليه التركيب واذات حدث خطا فى التصميم فان الفنى يقوم بتصليحه او اذا اراد مهندسوا الشركه احداث تغيير فى طريقه العمل الخاصه بخطوط الانتاج كما بالشكل الثانى المرفق مع الدرس فان ذلك يتطلب اضاعه كثير من الوقت والجهدوالمال
وكما هى العادة دائما اذا تعلق الامر بالمجال الاقتصادى الذى يبحث العاملون فيه عن الربح وتخفيض التكاليف ثم توظيف الباحثين لابتكار اجهزة مرنه لديها القابليه لتغيير الوظيفه ولديها القدرة على العمل لساعات طويله بدقه متناهيه وهذا حدث خلال ثورة الكميوتر ودخوله للعديد من المجالات الصناعيه والتجاريه فتم تصميم اجهزة التحكم القابله للبرمجه plc التى تشبه فى وظيفتها دماغ الانسان البشرى ولكن مع القدرة على العمل 24 ساعه متواصله وبدون اخطاء وفيما يلى يمكننا تلخيص مميزات اجهزة التحكم القابله للبرمجه plc


مميزات استخدام اجهزةplc
1- حجم صغير
2- سهوله وسرعه فى تغيير طريقه عمل نظام التحكم
3- وظائف تحكم وكشف اخطاء متكامله
4- نظام مراقبه فورى

5- انخفاض التكلفة

تطوره :


لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السيارات الأمريكية التي احتاجت وحدة للتحكم فريدة من نوعها ، وكانت تستخدم هذه المصانع قبل اختراعه أعداداً هائلة من المؤقتات والحاكمات ومتحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مهام التحكم و تتالي الأوامر الرقمية وحماية قيمها من التشويش ، ولكن التطور السنوي المصاحب للطرازات والنماذج المنتجة سنوياً جعل من عملية تطوير النظام الصناعي أمراً باهظاً ومضيعاً للوقت ، كما كانت تتطلب عملية إعادة تأهيل أنظمة الحاكمات لخبرات كهربائية مكثفة ودقيقة لكي تعيدها إلى وضعيتها المثلى في العمل ، وفي عام 1968 طرحت شركة جنرال موتورز طلباً لنظام يحل محل نظام الحاكمات المستخدم سابقاًَ والمسمى بـ Hard-Wired Relay System .
إذن ، اخترع الـ PLC ليحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات والمؤقتات ، وحينها ، أمكن لجهاز واحد من الـ PLC أن يبرمج ليأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، وقد تبنت هذا الجهاز مجموعات كبيرة من معامل تصنيع السيارات حيث تم استبدال عملية إعادة تأهيل الحاكمات ببرنامج يحمل دورياً لوحدات التحكم PLC في حال تطوير المنتج المصنع .
واتخذ تطوير هذا الجهاز مناحي عدة على مر السنين ، حيث أصبح يلبي حاجات أكثر لعمليات التحكم المتتالي للحاكمات والحركات والمعالجات وأنظمة توزيع المهام والشبكات ، كما أن القدرات الفريدة لهذا الجهاز بتخزين البيانات و المعطيات ( وعمليات الأرشفة ) وبمعالجة الأوامر والعمليات وبالتواصل مع أكثر من وحدة وتناقل المعطيات معها جعلت منه منافساً حقيقياً للكمبيوتر ، ولكن المنافسة أخذت فيما بعد شكل صداقة وعلاقة ودية بعدما تمكن المصنعون أن يجعلوا منهما وحدة متكاملة لتراسل المعطيات والتحكم المتبادل لتحقيق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعية .
كيف تختار جهاز الـ PLC الأفضل لمنشأتك الصناعية :
1 ) توافقيته مع الأجهزة التي تعمل في المنشأة ، حيث تكون بعض الأجهزة غير قابلة للتحكم بها عن طريق هذا الجهاز ، بينما يكون الآخر قادراً ولكن بحاجة لنوعية معينة من الـ PLC فتبقى عليك حينها مهمة البحث عن الجهاز الأفضل والأكثر توافقية .
2 ) ظروف وبيئة العمل التي سيوضع فيها الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشويش الكهرطيسي ، الغبار و الأتربة ، الاهتزاز الميكانيكي … الخ ) حيث تتفاوت الـ PLC في قدراتها على مقامة هذه الظروف تبعاً لأنماطها وتطبيقاتها .
3 ) عدد الأجهزة المراد التحكم بها عن طريق وحدة الـ PLC ، حيث تتفاوت كذلك الوحدات فيما بينها من حيث مداخل ومخارج المعطيات والتيارات المصاحبة لها وأنواعها ( مستمر أو متناوب ) .
4 ) الوظائف المراد إيعازها إلى الـ PLC حيث توفر الشركات المصنعة مزايا إضافية لكل نموذج تبعاً للوظائف التي ستوكل إليه ، مثل العدادات السريعة أو ساعات الزمن الحقيقي . ودراسة هذا الموضوع ضروري حيث ستكتشف أن المصنع قد يوفر لك نموذجاً يغنيك عن كيانٍ مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائه بشرائك لمتحكم بميزة وظيفية إضافية .

الـ HMI .. ما هي ؟


إن من أهم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي هو القدرة الدائمة على التحكم بهذا النظام وإعطائه بيانات ومعلومات عن حالة النظام الذي يتحكم به عند الحاجة لذلك ، فمثلاً ، عند قيادة سيارة أو مركبة معينة يستخدم السائق المقود للتحكم بجهة العجلات ، وبالتالي جهة المركبة ، والمكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتها ، ويقوم بعملية التحكم هذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجهة الزجاجية للسيارة ومؤشر السرعة : إذن ، يتكون الواجهة والمؤشر السرعة هي أدوات السائق لتحقيق تحكم أفضل بمهام المركبة .
تسمى واجهة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو Human Machine Interface ، وتوفر الشركات المصنعة مجموعات ضخمة من هذه الأجهزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بين الفني المراقب لعمل المصنع ونظام التحكم .

موضوع رائع تسلم يداك دكتورة

بارك الله فيك ودمت بهذا التمييز والابداع

بارك الله فيك ودمت بهذا التمييز والابداع