سنتعرف في هذا المقال على أحد أهم المتحكمات الصناعية، التي انتشرت بكثرة في المعامل و المصانع و المستشفيات.
ما هو ال PLC كيف يعمل ؟ و كيف يمكن برمجته ؟
ما هو تعريف PLC؟
جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة، هو جهاز كمبيوتر قوي يستخدم في الأتمتة الصناعية. يمكن لوحدات التحكم هذه أتمتة عملية معينة ، أو وظيفة آلة ، أو حتى خط إنتاج كامل.
كان الغرض من هذا المتحكم هو استبدال الريليه مباشرة كعناصر منطقية ، واستبدال بدلاً من ذلك جهاز كمبيوتر رقمي ذي حالة صلبة ببرنامج مخزن ، قادر على محاكاة التوصيل البيني للريليه لأداء مهام منطقية معينة.
ما هي المكونات المادية الخاصة بال plc؟
شتمل مكونات الأجهزة في plc على ما يلي:
- المعالج.
- وإمدادات الطاقة.
- ووحدات الإدخال / الإخراج.
- وجهاز البرمجة.
كيف يعمل PLC؟
يتلقى الplc المعلومات من أجهزة الاستشعار المتصلة أو أجهزة الإدخال ، ويعالج البيانات ، ويطلق المخرجات بناءً على معلمات مبرمجة مسبقًا.
اعتمادًا على المدخلات والمخرجات ، يمكن لـهذه المتحكمات مراقبة وتسجيل بيانات وقت التشغيل مثل إنتاجية الماكينة أو درجة حرارة التشغيل ، وبدء العمليات وإيقافها تلقائيًا ، وتوليد الإنذارات في حالة تعطل الجهاز ، والمزيد. تعد وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة حل تحكم مرنًا وقويًا وقابل للتكيف مع أي تطبيق تقريبًا.
بماذا تتميز plc عن أجهزة الكمبيوتر والمتحكمات الأخرى:
1-I/O: تقوم وحدة المعالجة المركزية (CPU) الخاصة بـ PLC بتخزين بيانات البرنامج ومعالجتها ، ولكن وحدات الإدخال والإخراج تربط PLC ببقية الجهاز ؛ وحدات الإدخال / الإخراج هذه هي التي توفر المعلومات لوحدة المعالجة المركزية وتؤدي إلى نتائج محددة. يمكن أن تكون I / O إما تمثيلية أو رقمية ؛ قد تتضمن أجهزة الإدخال أجهزة استشعار ومفاتيح وعدادات ، بينما قد تتضمن المخرجات المرحلات والأضواء والصمامات ومحركات الأقراص. يمكن للمستخدمين مزج ومطابقة مدخلات ومخرجات PLC من أجل الحصول على التكوين الصحيح لتطبيقهم.
2– التواصل – بالإضافة إلى أجهزة الإدخال والإخراج ، قد يحتاج PLC أيضًا إلى الاتصال بأنواع أخرى من الأنظمة ؛ على سبيل المثال ، قد يرغب المستخدمون في تصدير بيانات التطبيق المسجلة بواسطة PLC إلى نظام التحكم الإشرافي والحصول على البيانات (SCADA) ، والذي يراقب العديد من الأجهزة المتصلة. تقدم PLCs مجموعة من المنافذ وبروتوكولات الاتصال لضمان أن PLC يمكنه التواصل مع هذه الأنظمة الأخرى.
3- HMI – من أجل التفاعل مع PLC في الزمن الحقيقي ، يحتاج المستخدمون إلى واجهة HMI أو واجهة الآلة البشرية. يمكن أن تكون واجهات المشغل هذه عبارة عن شاشات بسيطة ، مع قراءة نصية ولوحة مفاتيح ، أو لوحات شاشة لمس كبيرة تشبه إلى حد كبير الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ، ولكن في كلتا الحالتين ، فإنها تمكن المستخدمين من مراجعة المعلومات وإدخالها إلى PLC في الزمن الحقيقي.
كيف يتم برمجة PLC؟
في محاولة لجعل PLCs سهلة البرمجة ، تم تصميم لغة البرمجة الخاصة بهم لتشبه المخططات المنطقية للسلم. وبالتالي ، فإن المهندس الذي اعتاد على قراءة المخططات المنطقية للسلم سيشعر بالراحة في برمجة PLC لأداء نفس وظائف التحكم.
الأنواع الخمسة الأكثر شيوعًا من لغات برمجة PLC هي:
Ladder Diagram (LD):
تم تصميم مخطط السلم في الأصل من منطق الترحيل الذي يستخدم الأجهزة المادية ، مثل المفاتيح والمرحلات الميكانيكية لعمليات التحكم. يستخدم مخطط السلم المنطق الداخلي لاستبدال الكل ، باستثناء الأجهزة المادية التي تحتاج إلى إشارة كهربائية لتنشيطها.
من السهل التعامل مع ladder diagram كما أنها تتيح خاصية إمكانية التحرير عبر الإنترنت، و لكن هناك بعض التعليمات غير متوفرة ، مما قد يجعل الأمر أكثر صعوبة في البرمجة مثل الحركة أو التجميع.
Sequential Function Charts (SFC):
إذا كان لديك أي خبرة مع المخططات الانسيابية ، فستشعر أن لغة البرمجة هذه مألوفة بالنسبة لك. في مخططات الوظائف المتسلسلة ، يمكنك استخدام الخطوات والانتقالات لتحقيق نتائجك النهائية.
في هذه الطريقة يمكن تقسيم العمليات إلى خطوات رئيسية يمكن أن تجعل استكشاف الأخطاء وإصلاحها أسرع وأسهل.
أيضاً يمكن أن يكون تصميم المنطق وكتابته أسرع.
و لكنها مع ذلك غير مناسبة لجميع التطبيقات.
Function Block Diagram (FBD)
و هي أيضاً إحدى اللغات التي تعتمد التصميم الغرافيكي للبرنامج. حيث تصف المخططات البرمجية العلاقو بين المدخلات و المخرجات التي تتصل مع بعضها بخطوط الاتصال.
من سلبياتها عدم القدرة على اكتشاف الخطأ بسهولة ضمن البرنامج. و لكنها رغم ذلك يمكنها التعامل بشكل جيد مع عناصر التحكم بالحركة وهذه ميزة رائعة.
(ST) Structured Text
هذه اللغة هي لغة نصية.
هيكلية النص تستخدم لغة عالية المستوى مثل Basic و Pascal و “C”.
إنها أداة قوية للغاية يمكنها تنفيذ المهام المعقدة باستخدام الخوارزميات والوظائف الرياضية جنبًا إلى جنب مع المهام المتكررة.
يستخدم الكود عبارات مفصولة بفواصل منقوطة ثم يتم تغيير إما المدخلات أو المخرجات أو المتغيرات بواسطة هذه العبارات.
Instruction List (IL)
قائمة التعليمات هي أيضًا لغة نصية.
تشبه لغة قائمة التعليمات لغة التجميع. عند استخدام لغة برمجة PLC هذه ، ستستخدم رموز ذاكري مثل LD (Load) و AND و OR وما إلى ذلك.
تحتوي قائمة التعليمات على إرشادات مع كل تعليمات في سطر جديد مع أي تعليقات قد ترغب في التعليق عليها في نهاية كل سطر.
