ذات صلة :
schneider plc
siemens plc
plc
programmable logic controllers
ماهو جهاز ال PLC و ماهي مكوناته و أنواعه و طريقة برمجته | Programmable Logic Controllers
السلام عليكم متتبعي وزوار مدونة الإختراع plus ، موضوع اليوم يأتيكم من قسم الكهرباء الصناعية بحيث سنشرح اليوم جهاز PLC ماهو في الأصل مميزاته و كذلك التعرف على مكوناته وأخيراً طريقة برمجته تابع القراءة لتتعرف على ما سبق .
ماهو جهاز PLC :
أولاً دعونا نتعرف ماذا تعني PLC هي إختصار لجملة :
Programmable Logic Controllers
والتي تعني المتحكم المنطقي المبرمج ، هو جهاز يستعمل في التحكم بالألات و الأجهزة الصناعية مثل أجهزة التغليف و التعبئة ، و يوجد في المصانع و المنشأة الصناعية الكبرى و الصغرى على حد سواء فأينما توجد صناعة يوجد جهاز PLC ، وتم تطوير هذا الأخير لتعويض التحكم الكهربائي التقليدي الذي يستخدم عشرات بل مئات من الريلهات و التايمرات و الكونتاكتورات في جهاز واحد متكامل ،
ويقوم المستخدم أو المبرمج بإدخال النص البرمجي بواسطة أجهزة خاصة تأتي مع جهاز PLC .
وكل وحدة PLC تكون مكونة من ثلاثة أجزاء أساسية وهي
المدخلات ، وحدة المعالجة المركزية ، المخرجات .
و لتوضيح فائدة هذا الجهاز نأخد أبسط مثال مثلاً نريد التحكم بعدة محركات كلها تعمل بتنسيق معين لتغليف صندوق ما ، تصور كم سنحناج
من الكونتاكتور و الريلايهات و المؤقتات لعمل هذا النظام ، وكذلك لا ننسى تكلفة وحجم هذا التركيب ، هذا فقط مثال بسيط ونحن نعلم أن أصغر مصنع أو معمل يحوي على الأقل 50 محرك على أقل تقدير .
مميزات وحدة الـ PLC :
من مميزات جهاز PLC سهولة و سرعة في إستعماله مع صغر حجمه يحتوي على نظام تحكم و مراقبة لكشف الأخطأ ، مع سعر مناسب جدا مقارنة مع شرائك المستلزمات التقليدية مثل الريلهات و التايمرات و الكونتاكتورات ،
كيف يعمل نظام ال PLC :
لنفهم طريقة عمل وحدة PLC نأخد مثال :
لدينا محرك و زر ضاغط pouch bottom ونريد على سبيل المثال عندا ضغظ الزر يعمل المحرك وعندا الضغظ مرة أخرى يتوقف المحرك عني الدواران ، لننجز هذا التطبيق نحتاج اولاّ إلى كتابة برنامج على الحاسوب على شكل اكواد برمجية من بعد نقوم بنقله إلى وحدة المعالجة المركزية الخاصة ب الجهاز من بعد نوصل المفتاح ( الزر ) على وحدة الإدخال و المحرك على وحدة الإخراج ،
عندا الضغط على الزر يتم إرسال إشارة كهربائية على شكل 1/0 إلى PLC وحدة الإدخال في الجهاز ستقوم بإرسال الإشارة إلى وحدة المعالجة المركزية لكن يجيب أن تكون على صيغة معينة لكي تستطيع وحدة المعالجة معالجتها لأن وحدة المعالجة المركزية مثله مثل نظام الحاسوب ولا يستطيع معالجة الإشارة الخاملة 0/1 بعدها وحدة المعالجة المركزية ستعالج البيانات المستلمة وترسلها مباشرة إلى وحدة الإخراج التي تحولها إلى إشارات كهربائية مجددا و في الأخير ترسلها إلى المحرك لتتحكم به .
ملاحظات مهمة :
ينفذ ال PLC مجموعة من التعليمات مخزنة في ذاكرته على شكل برنامج ولذلك فهو يشبه إلى حد كبير الحاسبات الآلية أو الكمبيوتر .
يمكن توصيل الPLC مباشرة إلى مجسات و أجهزة من خلال وحدات الادخال و الاخراج خاصة الصناعية .
تم تصميمه للعمل في البيئات الصناعية بما فيها من ظروف قاسية من ارتفاع لدرجة الحرارة و أتربة و اهتزازات وتشوه لموجات الجهد والتيار وانخفاض و ارتفاع للجهد و التيار .
تكون لغات برمجته معدة بطريقة لا تحتاج إلى معرفة مسبقة ب لغة الحاسوب و لا يحتاج إلى مستوى عالي من البرمجة .
مكونات وحدة الـ PLC :
تتكون وحدة جهاز PLC من المكونات الرئيسية التالية:
وحدة الدخل Input module :
يتم توصيل وحدة الدخل بمجموعة من العناصر الفيزيائية مثل المفاتيح الكهربائية و المجسات و مقاييس الحرارة و مجسات مستوى السوائل و غيرها حيث تقوم وحدة الدخل باستقبال الإشارات التماثلية و الرقمية المرسلة من هذه العناصر و تقوم بتحويلها إلى إشارات منطقية يمكن إن تتعامل معها وحدة المعالجة المركزية.
وحدة المعالجة المركزية CPU :
وهو عبارة عن معالج دقيق يحتوي على ذاكرة النظام وهي كذلك مركز اتخاذ القرارات لوحدة الـ PLC وتقوم بما يلي:
استقبال و معالجة الإشارات المنطقية المرسلة من وحدة الدخل
اتخاذ القرارات المناسبة حسب التعليمات المخزنة في ذاكرة البرنامج.
إصدار أوامر التحكم لوحدة الخرج حسب تعليمات البرنامج المخزنة في الذاكرة و تقوم وحدة الـ CPU بعديد من العمليات مثل العد، التوقيت، مقارنة البيانات ، العمليات المتسلسلة و الإزاحة وكذلك نقل تعليمات البرنامج المخزنة في الذاكرة .
وحدة الذاكرة Memory unit :
يوجد نوعين رئيسيين من الذاكرة في وحدة الـ PLC :
1 - الذاكرة العشوائية RAM وهي الذاكرة التي يمكن إدخال البيانات لها مباشرة من أي عنوان كما أنه يمكن كتابة وقراءة البيانات من هذه الذاكرة. وهي ذاكرة مؤقتة بمعنى عندا فقدان الطاقة ستفقد جميع البيانات المخزنة فيها ، لهذا يتم تركيب بطارية لتجنب فقد البيانات في حالة فقد الطاقة الرئيسية المشغلة لها ،
2- ذاكرة ROM وهي الذاكرة التي يمكن قراءة البيانات منها . هذه الذاكرة تستخدم لحماية البيانات أو البرامج المخزنة فيها من المسح ، و هي ذاكرة دائمة و هذا يعني أن البيانات المخزنة فيها لن تفقد في حالة فقد الطاقة الكهربائية.
و تنقسم هذه الذاكرة إلى نوعين :
ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة و المسح و تسمى (EPROM) و هي ذاكرة للقراءة فقط و لكن يمكن مسح البيانات منها وذلك بتعريضها للأشعة فوق البنفسجية لتصبح جاهزة لاستقبال البيانات الجديدة .
ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح و البرمجة إلكترونياً و تسمى (EEPROM ) وهي كذلك ذاكرة للقراءة فقط و لكن يمكن أن يتم مسح البيانات المخزنة بها .
وحدة الخرج Output module :
تقوم وحدة الخرج بالوظائف التالية استقبال تعليمات التحكم المنطقية المرسلة من وحدة CPU و تحويلها إلى إشارات رقمية أو تماثلية يمكن استخدامها للتحكم في مجموعة متنوعة من الأجهزة .
وحدة مصدر القدرة Power supply unit .
وحدة المشغل Operator unit .
جهاز البرمجة Programming Device .
طريقة برمجة وحدة ال PLC :
نحن نعلم أن هناك عدة لغات لبرمجة وحدة ال PLC ولكن تبقي أشهرها هي لغة ladder diagram و كذلك لغة Instruction List لسهولة التعامل معها ، عكس اللغات الأخرى التي تحتاج إلى كتابة أكواد برمجة معقدة يصعب على الفنين الذين يعملون في هذا المجال تذكرها .
برنامج المخطط السلمي Ladder diagram :
و هو من اشهر البرامج إستخداما في أجهزة PLC لأنه يشبه رموز التحكم بالمرحلات و يمكن إستخدامه من قبل الفنيين بسهولة حيث انه عبارة عن مجموعة من الرموز المتتالية التي توضح تدفق التيار الكهربي لإجراء الوظيفة المطلوبة .
و لسوء الحظ فإن أغلب برامج وحدة ال PLC تكون غير مجانية أي عليك دفع قسط من المال للإستفادة من الخدمة ،
وإليكم أشهر خمس لغات لبرمجة وحدة ال PLC :
الأولى :Sequential Function Charts (SFC) .
الثانية : Ladder Diagram (LD) .
الثالثة : Instruction List (IL) .
الرابعة : Structured Text (ST) .
الخامسة :bFunction Block Diagram (FBD) .
و تتم البرمجة بعدة طرق منها :
جهاز برمجة خاص يقوم بإدخال البرنامج داخل ذاكرة الجهاز أو عن طريق شاشة و مجموعة مفاتيح على واجهة الجهاز ويمكن أيضاً إستعمال برنامج يتم انزاله من جهاز الحاسوب .
