تعرف علي مجال ؟. ,.(Programmable Logic Controller (PLC.

Home Hardware PLC تعرف علي مجال ؟. ,.(Programmable Logic Controller (PLC.

Unknown 1:25 AM Hardware, PLC

إضافة تسمية توضيحية

مقدمة

الحاكمات المنطقية القابلة للبرمجة أو ال Programmable Logic Controller (PLC)  كثيرا ما يسمع الناس هذه الكلمة أو هذا المصطلح باللغة باللغة العربية أو بالإنجليزية ولكن لا يعرف الكثير منهم ما هذا الشئ وقد يسأل هذا السؤال طالب بكلية الهندسة أو مهندس فى تخصص غير التحكم أو من عمل بالصناعة و رأى التطبيقات اللانهائية لل  PLC ولكي نعرف ما هو ال PLC تعالى لنتخيل معا كيف تحدث أى عملية تحكم فى الصناعة عموما

الإنسان هو الحالة المثالية لكل شئ فى هذه الدنيا لأنه من صنع الله ولذلك فكل الأنظمة مهما تعقدت فهى فى النهاية تحاول أن تحاكى هذا الإنسان ولن يصل هذا النظام مهما تعقد إلى أن يفكر مثل الإنسان ولكنه من الممكن أن أخبره بحالات معينة إذا حدثت فإنه سوف يتصرف تلقائيا منفذا تلك الأوامر

ولكي تعرف ما هو ال PLC فلا بد أولا أن تعرف ما هو التحكم الألى ؟

هذا مثال بسيط للتوضيح

لو تخيلت أنك الأن أمام الحاسب وشعرت بالجوع فماذا ستفعل ؟؟

بالطبع سوف تقوم لتاكل تلقائيا ثم تعود ..... الأمر فى غاية البساطة

ولكن لو تخيلنا أنك إنسان ألى أو ماكينة كيف يمكن أن تأخذ هذا القرار ؟

فدعنا نشرح الامر بالتفصيل

أولا : أنت شعرت بالجوع وهذا الشعور هو إحساس أو بمعنى أخر هذه حاسة من الحواس التى تمتلكها أنت والتى تجعلك تقرر هل تشعر بالجوع أم لا وهذا هو كل دور هذه الأداه..... دورها هو الأحساس بشئ معين

ثانيا : انتهى دور الحاسة هنا وأرسلت هذه الأشارة إلى عقلك لتخبره بأنك تشعر بالجوع فأستقبل العقل هذه الأشارة الدقيقة التى توضح مدى الجوع الذى تشعر به وليس هل أنت جعان أم لا ولكن هذه الأشارة تحتوى على مقدار الجوع الذى تشعر به

ثالثا : العقل استقبل هذه الإشارة وبدأ يتعامل معها فإن كانت الإشارة تقول أنك فى غاية الجوع ولا تستطيع التحمل أكثر من ذلك فسوف يتخذ العقل قرار معين ( مثلا أن يعطى الأمر أن تاكل الأن ) وإن كانت الإشارة تقول أنك تستطيع التحمل فسوف يتخذ قرار أخر ( وهو مثلا أن تنتظر 5 دقائق حتى تنهى ما تعمل )

رابعا : العقل أتخذ القرار لكنه لا ينفذ قرارات أبدا ولكنه عقل دوره هو جمع البيانات و إصدار الأوامر فهو سيعطى أمر لأعضائك ( قدميك مثلا ) أن تقوم لتذهب حيث يوجد الطعام

خامسا : بعد أن تاكل سوف تعمل حاسة الجوع مرة أخرى ولكن هذه المرة ستعطى اشارة أنك غير جائع للعقل

سادسا : سوف يأخذ عقلك هذه الأشاره ويعرف أنك أنتهيت ومن ثم سيعطى أمر أخر لقدمك أن تعود فى إتجاه الحاسب مرة أخرى

فكل هذه الحركات أنت تعملها تلقائيا وهذه نفس الفلسفة المبنى عليها فكرة التحكم الألى Automatic Control

فالحاسة التى تشعر بالجوع هى ما تسمى فى الصناعة بأسم الحساسات Sensors ودورها هو أن تترجم الكميات غير الكهربية لكميات كهربية مفهومة للعقل ( الذى سنذكره الأن ) فمثلا الضغط أو الحرارة لا أستطيع أن أتعامل معها كما أن العقل لا يستطيع أن يتعامل مع العطش مباشرة ولكن أريد أن أحول أشارة الضغط أو الحرارة إلى كمية مفهومة للعقل

وكل هذه الحواس تسمى المدخلات Inputs

أما العقل فهو المتحكم أو Controller وقد يكون هذا المتحكم من النوع الكلاسيكى أو يستخدم تقنية الميكروبروسيسور ومن أهم المتحكمات هى الحاكمات المنطقية القابلة للبرمجة

Programmable Logic Controllers - PLC 

فهو الذى يقوم بدور العقل المفكر فى النظام فيأخذ البيانات من المدخلات ويتخذ القرار بناءا على ما تم برمجته من قبل المبرمج

أما القدم فهى المخرجات  Outputs أو قد تسمى Actuators وهى مثل المحركات و غيرها

فالأن قد تعرفنا على نظام التحكم الألى كاملا وهو يتكون من ثلاث أشياء رئيسية

Inputs - Controller – Outputs

والان سنوضح ما هو ال PLC :

ما هو ال PLC ؟

هي اختصار ل PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ومعنى ذلك المتحكم المنطقي المبرمج , وهو جهاز تم تطويره كبديل عن التحكم الكهربائي التقليدي الذي يستخدم التايمرات والريلهات والكنتاكتورات والكاونترات وغيرها , وكل ذلك من أجل التحكم في الآلات والماكينات الصناعية , على سبيل المثال ماكينات التعبئة والتغليف في المصانع .

ويقوم جهاز ال PLC بالنظر إلى المداخل وهي INPUT واعتمادا على حالتها ON/OFF  0/1 ومن خلال البرنامج في داخل ال PLC يقوم بالتحكم بالمخارج OUTPUT .

ويقوم المستخدم عادة بإدخال البرنامج بواسطة برنامج خاص بجهاز ال PLC المستخدم ولكنها بالنهاية تقوم بنفس العمل المطلوب.

ونلاحظ ان أجهزة الPLC  مستخدمة كثيرا في الحياة العملية, فأينما توجد صناعة يوجد جهاز PLC في هذه الصناعة.

ولتوضيح الصورة أكثر جميعنا نعرف الإشارات الضوئية فمن أجل التحكم بإشارة ضوئية واحدة أي على فرض أن الإشارة حمراء ثم تكون صفراء ثم خضراء من أجل التحكم بذلك نحن بحاجة لثلاث تايمرات لنقوم بذلك .

ولكن ماذا لو أردنا التحكم بمفترق طرق بأربع اتجاهات هل تتصور كم نحتاج من التايمرات لتحكم بذلك , لذلك كما ترى كلما كان التحكم اكبر كلما كانت الحاجة لجهاز PLC اكبر.

مميزات وحدة الـ PLC

·        حجم صغير.

·        سهولة و سرعة في عمل التغيرات لنظام التحكم

·        نظام تحكم و كشف أخطاء متكامل

·        نظام مراقبة و توثيق فوري و مستمر.

·        تكلفة منخفضة.

 (Logic 0 , Logic 1)المنطق 0 ، المنطق1

الحاكم المبرمج PLC يستطيع فقط أن يفهم الإشارة الرقمية Digital signal التي إما أن تكون في حالة ON أو OFF النظام الثنائي   ( Binary System ) هو النظام الذي يوجد به رقمين فقط (1 و 0 ) العدد الثنائي 1 يبين أن الإشارة موجودة أو أن المفتاح في وضع ON و العدد الثنائي 0 يبين أن الإشارة غير موجودة أو أن المفتاح في وضع Off.

والـPLC  هو مجموعة من الدوائر الالكترونية مجتمعة على شكل Modules متخصصة في أعمال التحكم في الزمن الحقيقي Real Time System  وعن طريقها يتم التحكم و المراقبة للعمليات التي تنفذ

و الـPLC  ينفذ مجموعة من التعليمات مخزنة في ذاكرته على شكل برنامج ولذلك فهو يشبه إلى حد كبير الحاسبات الآلية أو الكمبيوتر الا أنه يوجد اختلافات سنوضحها في التالي:

يمكن توصيل الPLC  مباشرة إلى مجسات و أجهزة من خلال وحدات الادخال و الاخراج خاصة الصناعية.

تصمم الPLC  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.

لغات برمجة الPLC  معدة بطريقة لا تحتاج إلى معرفة مسبقة بلغات الحاسب ولا إلى مستوى عالي من البرمجة ويكتب بطرق معروفة أشهرها ال
Ladder & STL

مكونات وحدة الـ PLC

تتكون وحدة الـ PLC من المكونات الرئيسية التالية:

·        وحدة الدخل Input module

·        وحدة المعالجة المركزية CPU

·        وحدة الخرج Output module

·        وحدة مصدر القدرة Power supply unit

·        وحدة المشغل Operator unit

·        جهاز البرمجة Programming Device

وحدة الدخل Input Module

- يتم توصيل وحدة الدخل بمجموعة من العناصر الفيزيائية مثل المفاتيح الكهربائية ومقاييس الحرارة و الوزن 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 الميكروبروسيسورCPU

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.

 وحدة الذاكرة Memory unit 

يوجد نوعين رئيسيين من الذاكرة في وحدة الـ PLC :

 الذاكرة العشوائية (RAM) وهي الذاكرة التي يمكن إدخال البيانات (DATA) لها مباشرة من أي عنوان (Addresss) كما أنه يمكن كتابة وقراءة البيانات من هذه الذاكرة. وهي ذاكرة غير دائمة أي مؤقتة يعني هذا أن البيانات المخزنة فيها ستفقد في حالة فقد الطاقة الكهربية المشغلة لها و لذلك يتم تركيب بطارية لتجنب فقد البيانات في حالة فقد الطاقة الرئيسية المشغلة لها. 
ذاكرة القراءة فقط (ROM) وهي الذاكرة التي يمكن قراءة البيانات منها و لكن لا يمكن كتابة البيانات فيها. هذه الذاكرة تستخدم لحماية البيانات أو البرامج المخزنة فيها من المحو، و هي ذاكرة دائمة و هذا يعني أن البيانات المخزنة فيها لن تفقد في حالة فقد الطاقة الكهربائية. 

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 منوعة من الأجهزة مشغلات 
(Actuators)

انواع مختلفة من ال PLC

·        Smart relays SR1

·        Zelio Logic SR2-SR3 compact smart relay

برمجة ال PLC  

برنامج Statement list / STL

و هو عبارة عن مجموعة من الأوامر التي يفهمها جهاز الحاسب.

برنامج المخطط السلمي Ladder diagram

و هو من اشهر اللغات استخداما في أجهزة plc لأنه يشبه رموز التحكم بالمرحلات و يمكن استخدامه من قبل الفنيين و المهندسين بسهولة حيث انه عبارة عن محموعة من الرموز المتتالية التي توضح تدفق التيار الكهربي لإجراء الوظيفة المطلوبة.

برنامج Function block diagram

الوسائل المختلفة لبرمجة أجهزة الPLC

تتم البرمجة بعدة طرق منها :

·        جهاز برمجة خاص يقوم بإدخال البرنامج داخل ذاكرة الجهاز. 

·        عن طريق شاشة و مجموعة مفاتيح على واجهة الجهاز. 

·        عن طريق برنامج يتم انزاله من جهاز الحاسب.