NEW

PLC

PLC

الحاكمات المبرمجة
PLC

– الحاكمات المبرمجة (PLC) :

وهي اختصار للكلمات التالية ( Prorammable Loic Controller) وتترجم عربياً بالمبرمج المتحكم ، وهي مجموعة من الدارات الإلكترونية (منطقية غالباً) تؤدي أغراضاً تحكمية كثيرة .


لل (PLC) نوعان أساسيان يحددان استخدامها:
1- Compact)) ال PLC : وهي مدمجة في هيكل واحد ، محددة المداخل و     المخارج وعدد الذواكر.
2- (Modular) ال PLC : وهي مجزأة إلى صناديق بحيث تكون لكل صندوق وظيفة خاصة وتتميز بالقدرة الكبيرة على التوسع ، ويتم ذلك بإضافة بطاقات (Cards) حتى (10) أو أكثر أحياناً، وتمتلك ذواكر أكبر بكثير من المدمجة.
– ) الPLC ) القائمة على معالج صغري ( Processors based PLC) :
تقدم لنا أجهزة ال PLC التقليدية إمكانية إنجاز أعمال تحكمية مبنية على حساب متحولات الخرج كتوابع لمتحولات الدخل إضافة للحالة الداخلية التي تعبر عن المراحل الزمنية السابقة لكن الكثير من العمليات الصناعية قد تتضمن في دراستها و التحكم بها متحولات تمثيلية إضافة إلى إشارات (ON/OFF) وهذه المتحولات التمثيلية (analog) تحتاج إلى تحويلها إلى متحولات رقمية (diital) مكونة من عدة خانات وتعبر عن متحول واحد و التعامل مع هذا الشكل من المعطيات (data) يحتاج إلى القدرة على المعالجة الرقمية للمعطيات كما أن ضرورة إنجاز عمل معين فور حدوث تغير في مستوى أحد متحولات الدخل ، كل ذلك أدى بالمصممين إلى اعتماد بنى جديدة ال(PLC) وقد ساعد في ذلك التطور التكنولوجي الهائل في العقدين السابقين من جهة بناء دارات منطقية عالية التعقيد على شريحة واحدة بفضل تقنيات التكامل (VLSI) و (LSI) ، إن توظيف  (microprocessor) في ال PLC كوحدة تحكم تعطي الPLC المواصفات السابقة والتي تجعل المتحكم قادر على إنجاز أعمال كان لا يمكن إنجازها بدون استخدام الحاسب، يحتوي نظام ال PLC على:
– وحدة التغذية(Power Supply ).
– أجهزة الدخل (Input  devices) مثل المفاتيح ، ضواغط لحظية ، حساسات،الخ.
– معدل الدخل (Input Module) : الذي هو أيضاً جزء من الPLC .
– وحدة المنطق (Logic Unit) : التي هي دماغ الPLC .
– معدل الخرج (Output Module) : الذي هو أيضاً جزء من الPLC.
– أجهزة الخرج (Output devices) : مثل ملفات لولبية ، مصابيح ، حواكم .
بالتعمق أكثر نجد أن المتحكم يحتوي بشكل رئيسي على وحدة معالجة مركزية CPU ، ومناطق ذاكرة ، دارات داعمة لاستقبال معطيات الدخل و الخرج ،
في الحقيقة يمكن أن نعتبر  ، ومناطق ذاكرة ، دارات داعمة لاستقبال معطيات الدخل و الخرج ، في الحقيقة يمكن أن نعتبر الPLC صندوقاً مليئاً بمئات أو ربما بآلاف الحواكم المنفصلة ، عدادات ، مؤقتات ، مخازن للمعطيات المحلية .
إلا أن هذه العدادات و المؤقتات …. الخ .  ليست موجودة فعلاً بشكل فيزيائي ولكننا نفترضها نعتبرها مؤقتات وعدادات برمجية ، هذه الحواكم الداخلية تخزن عن طريق موضع bit محلي في المسجلات.
– وظيفة كل جزء :

– حواكم الدخل : Input relays   ( الحساسات)
توصل هذه الحواكم للمحيط الخارجي ، وهي موجودة فيزيائياً وتستقبل الإشارات من المفاتيح ، الحساسات ، … الخ . في الواقع إنها ليست حواكم بل أفضل هي ترانزستورات .
– حواكم  داخلية : (تماسات )
هذه التماسات لا تستقبل إشارة من الخرج وليست موجودة فيزيائياً ، ويفترض أنها حواكم وتجعل الPLC قادرة على إزالة الحواكم الخارجية .
– العدادات : ( The Counters)
وهذه أيضاً لا توجد بشكل فيزيائي وإنما نفترض بوجود عدادات ويمكن أن تبرمج لعد النبضات ، ويمكن هذه العدادات أن تعد تصاعدياً أو تنازلياً ، أو تصاعدياً و تنازلياً معاً ، بحيث تكون بالنسبة لسرعة عدها.
في حين أن هناك بعض أنواع الPLC تحوي أيضاً عدادات عالية السرعة و المصنعة Hardware ، ويمكن أن نتصور بأن هذه العدادات موجودة فعلاً .
في أغلب الأحيان هذه العدادات تستطيع أن تعد تصاعدياً أو تنازلياً ، أو تصاعدياً و تنازلياً .

– المؤقتات الزمنية  (The Timers) :

هذه المؤقتات ليست موجودة فعلاً وأصبحت بأعداد متزايدة وتنوع كبير ، و النموذج الشائع هو نموذج ( التأخير_ عمل ) وأنواع أخرى تحوي ( التأخير_ قفل ) ازدياد التنوع من ( 1mesc) حتى ( 1sec) .
– حواكم الخرج : ( الملفات ) Output relays
توصل هذه التماسات للمحيط الخارجي ، وهي موجودة فيزيائياً وترسل إشارات
( تشغيل_ توقف ) محركات ن أضواء ..الخ .  ويمكن أن تكون هذه التماسات ترانزستورات أو حواكم أو ترياكات وهذا يعتمد على النموذج المختار من الPLC .
– تخزين المعطيات  DATA STORAGE :
بالواقع هي مسجلات مشار إليها لتخزين المعطيات عندها بشكل بسيط ، وتستخدم عادة بشكل مؤقت للحساب أو لاستخراج المعطيات ، ويمكن أن تستخدم لتخزين المعطيات عندما تقطع التغذية عن ال PLC وعند عودة التغذية فإنها ستحتوي على المحتويات نفسها الموجودة فيها قبل انقطاع التغذية .
و بالمجمل فإن ال  PLC   هي ذلك الجهاز المصمم خصيصاً لتقي إشارات دخل وتفعيل إشارات خرج معتمدة على البرنامج المنطقي.
تتوفر ال  PLC   بعدة أحجام و أشكال ، منها الصغيرة وهي بوحدات ذاتية
( لا يمكن التعديل عليها ) وسعة مداخل و مخارج محدودة حتى الكبيرة التي يمكن تعديل وحداتها ، يمكن توسيع مداخلها و مخارجها حتى تصل إلى المئات أو الآلاف .

– المداخل المستمرة : DC INPUTS
غالباً نماذج الدخل المستمرة متوفرة لتعمل عند 5.12.24V ,ويجب الحرص على استخدام النموذج المناسب اعتماداً على جهاز الدخل الذي تريد استخدامه.
في البداية نرى كيف تعمل المداخل المستمرة ,حيث معدلات الدخل المستمرة تمكننا من توصيل أجهزة ذات ترانزستورات PNP,NPN إذا كنا نستخدم مفتاح تنظيمي فلن نقلق إذا وصلنا PNP,NPN على نفس النموذج عندما نستخدم حساس علينا أن ننتبه لخرج الحساس , الفرق بين النموذجين هو أن الحمل موصول إلى الأرض أو موصول إلى اجهد الموجب .
إن للحساس قطبان ذلك في الحساس نوع NPN نصل أحد الأقطاب إلى مدخل الPLC و القطب الآخر إلى الأرض , ويفضل المهندسون هذه الحساسات لأن الحمل موصول إلى ارض (مؤرض) ،أما الحساسات نوع PNP فنصل أحد أقطابه إلى الجهد الموجب والآخر إلى مدخل الPLC .
داخل الحساس يعمل ترانزستور كمفتاح فقط، الدارة الداخلية للحساسات تأمر ترانزستور الخرج أن يعمل عندما يكون الهدف حاضراً و الترانزستور عندها يغلق الدارة.
لا يمكن للمستخدم أن يستخدم إلا الطرفيات (المداخل) التي لها الشفرات الخاصة . إن المدخل COMMON يمكن أن يوصل إلى V+ أو إلى الأرض ، توصيلها يعتمد على نوع الحساس المستخدم ، عند استخدام حساس NPN فإن الطرف موصول إلى V+ ،وعند استخدام حساس PNP فإن الطرف موصول إلى الأرضي.
مفتاح الCOMMON  سيوصل إلى المداخل بشكل مشابه ،حيث أحد الأطراف يوصل مباشرة إلى V+ والطرف الآخر إلى مدخل الPLC هذا على افتراض بأن الطرف موصول إلى الأرض أما إذا كان موصولاً إلى   V+ فببساطة نصل المفتاح إلى الأرضي و الطرف الآخر إلى مدخل الPLC ، كما يوجد عناصر كهرضوئية تستخدم لعزل الدارات الطرفية الPLC عن المداخل ، هذا من شأنه يلغي فرصة نشوء ضجيج كهربائي حيث يتم تحويل إشارة الدخل الكهربائية إلى ضوئية ومن ثم إلى كهربائية تعالجها الدارات الداخلية .
– المداخل المتناوبة :AC INPUT
إن نماذج المداخل المتناوبة متوفرة بحيث تعمل مع 24,48,110,220V .
يجب اختيار القيمة المناسبة اعتماداً على أجهزة الدخل التي نريد استخدامها . نماذج المداخل المتناوبة أقل شيوعاً هذه الأيام عن المداخل المستمرة ، ويعود السبب لأن الحساسات الحديثة تحتوي على مخارج ترانزستورية.
و الترانزستورات لا تعمل على الجهد المتناوب ، وبالتالي يجب وضع مفتاح تحويل إلى مستمر إذا كان التطبيق يعمل على تيار مستمر ، وفي أغلب الأحيان عند استخدامات الحساسات .
هنا أيضاً يوجد عناصر كهرضوئية تستخدم لعزل الدارات الطرفية للPLC عن المداخل ، هذا من شأنه يلغي فرصة نشوء ضجيج كهربائي حيث يتم تحويل إشارة الدخل الكهربائية إلى ضوء ومن ثم تحويلها إلى كهربائية تعالجها الدارات الداخلية .
و الجدير بالذكر أن الدخل المتناوب يستغرق زمناً أكثر من الدخل المستمر لتراه الPLC . في معظم الحالات لا يهم بالنسبة للمبرمج لأن أجهزة الدخل المتناوبة هي غالباً ما تكون ذات عناصر ميكانيكية و بالتالي هي بطيئة .
عموماً إن الPLC  تتطلب 25 ميلي ثانية فأكثر لترى هذا الدخل هذا التأخير الحاصل يكون نتيجة الترشيح الذي تحتاجه الدارات الداخلية .
• ملاحظة ( يجب أن نتذكر أن الدارات الداخلية تعمل على 5V فأقل ) .
– حاكمات الخرج OUTPUTS RELAYS :
إن أكثر النماذج شيوعاً المستخدمة للخرج هي الحواكم ، وكما هو معروف أن الحواكم تعمل مع التيار المستمر و المتناوب ، ومن المعروف أيضاً أن قصر الخرج يؤدي إلى تخريب الدارة تماماً إذا قمنا باستبدال مصباح كهربائي الذي يعمل كخرج بسلك كهربائي ،هذا سيؤدي إلى سحب كمية هائلة من التيار وبالتالي سيتخرب القاطع و الفاصمة المنصهرة ، و الأشكال الشائعة هيSolenoid ، مصباح ، محرك ….
هذه الحمولة تأتي بمختلف الأحجام ، ودائماً يجب التحقق من خصائص الحمل الكهربائية قبل وصلها إلى خرج المتحكمة . علينا دائماً أن نكون متأكدين من أن التيار الأعظمي سيكون ضمن حدود خصائص الخرج للمتحكمة وإلا سيتعطل الخرج .
هناك أنواع من الأحمال قد تسبب خطراً على خرج المتحكمة ، حيث تملك هذه الأحمال تيار إقلاع كبير مما يؤدي إلى تخريب حواكم خرج  المبرمجة.
– قسم الخرج :
هناك نوعين للخرج في الحاكمة وهما :
* مخارج ريليه : Relay outputs
يمكن أن تخرج جهداً حده الأقصى (220v ) ويمكن أن يكون مستمراً أو متناوباً ، ولكنها غير مزودة بدارات حماية من القصر أو الحمل الزائد حيث يتم تزويدها بفاصمة Fuse خارجية كما أنه غير مجهز بحماية ضد ارتفاع الجهد التحريضي لذا نربط معها دارات حماية من(RC) للخرج المتناوب.
* مخارج ترانزستورية :Transistor Outputs
يمكنها أن تخرج تياراً أو جهداً وكلا النوعين مزود بحمايات خاصة داخل الجهاز ضد زيادة الجهد أو زيادة التحميل أو القصر ، وكذلك يتم تزويدها بفيوزات خارجية .

Birthday