أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول

من طرف **Admin** الثلاثاء أبريل 22, 2014 12:09 pm

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة
Automating Manufacturing Systems with PLCs
الدرس الأول
مقدمة :
لقد تطورت هندسة التحكم Control engineering بمرور الوقت . فى الماضى كان البشر هم الطريقة الرئيسية للتحكم فى النظام . فى الآونة الأخيرة تم استخدام الكهرباء من أجل التحكم ، وفى وقت مبكر كان التحكم الكهربائى يعتمد على الريليهات relays . هذه الريليهات تسمح للقدرة power بالتبديل (التحويل) بين حالة التوصيل on إلى حالة الفصل off بدون مفاتيح ميكانيكية . من الشائع استخدام الريليهات فى صنع (اتخاذ) قرارات تحكم منطقى بسيطة . تطور الحاسب منخفض التكلفة أدى إلى جلب معظم الثورة الأخيرة ، ممثلة فى المتحكم المنطقى القابل للبرمجة PLC . بدأ ظهور PLC فى بداية السبعينات ، وأصبح الخيار الأكثر شيوعا للتحكم فى التصنيع .
لقد اكتسبت المتحكمات PLCs إنتشارا واسعا فى المصانع ، وسوف تظل هكذا ، على الأرجح ، مستقبلا ، وذلك بسبب المزايا التى تقدمها والتى تتلخص فى :
• التكلفة : فعالة من أجل التحكم فى الأنظمة المعقدة .
• المرونة : حيث يمكن إعادة استخدامها للتحكم فى أنظمة أخرى بسرعة وسهولة .
• القدرات الحاسوبية : والتى تسمح بالتحكم الأكثر تطورا .
• مساعدات لاكتشاف المشاكل (الأعطال) : والتى تجعل البرمجة أسهل وتقلل زمن التوقف عن العمل.
• مكونات موثوقة : والتى تجعل من المرجح العمل لسنوات قبل حدوث فشل .

من طرف **Admin** الثلاثاء أبريل 22, 2014 2:06 pm

سلم المنطق Ladder Logic :
"سلم المنطق " هو طريقة البرمجة الرئيسية المستخدمة من أجل المتحكمات PLCs . لقد تم تطوير سلم المنطق لتقليد "منطق الريلاى" relay logic . كان قرار استخدام مخططات منطق الريلاى واحد من الاستراتيجيات . عن طريق اختيار سلم المنطق كطريقة برمجة رئيسية ، تم تخفيض الحاجة لإعادة تدريب المهندسين وأصحاب المتاجر بدرجة كبيرة .
نظم التحكم الحديثة لا تزال تشمل الريلايهات ، ولكن نادرا ما تستخدم من أجل المنطق . الريلاى هو جهاز بسيط يستخدم المجال المغناطيسى للتحكم فى عملية التبديل (التحويل) ، كما هو مبين بالشكل التالى :

عند تطبيق الجهد على ملف الدخل (بمعنى دخل الريلاى ، فى حين أن التلامسات تعتبر خرج الريلاى) ، فإن التيار الناتج يولد مجال مغناطيسى . هذا المجال المغناطيسى يسحب (يجذب) جزء التبديل (المفتاح) المعدنى ، أى التلامس المتحرك ، تجاه الملف ويحدث تلامس بين التلامسات ، بما يشبه غلق المفتاح . التلامسات التى "تغلق عندما يكون الملف مثار" تسمى تلامسات مفتوحة فى الوضع العادى NO . التلامسات المغلقة فى الوضع العادى NC تكون متلامسة عندما يكون الملف "غير مثار" . عادة يتم رسم الريليهات فى شكل تخطيطى باستخدام دائرة تمثل الملف ، فى حين أن التلامسات يتم تمثيلها بخطين متوازيين . التلامسات المفتوحة فى الوضع العادى NO تكون فى شكل خطين متوازيين منفصلين (لا يوجد اتصال) عندما يكون الملف غير مثار . التلامسات المغلقة فى الوضع العادى NC تكون فى شكل خطين مع خط قطرى خلالهما . عندما يكون الملف غير مثار فإن التلامسات المغلقة فى الوضع العادى NC تكون متلامسة (يوجد اتصال) .
تستخدم الريلايهات للسماح "لمصدر قدرة بغلق مفتاح" من أجل مصدر قدرة آخر ، وهو غالبا ما يكون ذو تيار مرتفع ، مع الحفاظ على العزل بينهما . الشكل التالى يبين مثال لريلاى فى تطبيق تحكم بسيط :

فى هذا النظام :
نبدأ من جهة اليسار : يتم استخدام الريلاى الأول مع تلامسات مغلقة فى الحالة العادية NC ، وسوف يسمح للتيار بالمرور حتى يتم تطبيق جهد على دخل الملف A . الريلاى الثانى مع تلامسات مفتوحة فى الوضع العادى NO سوف لا يسمح للتيار بالمرور حتى يتم تطبيق جهد على دخل الملف B . إذا تم مرور التيار خلال الريلايهين السابقين عندئذ فإن التيار سوف يمر خلال ملف الريلاى الثالث ، ويغلق تلامسات (مفتاح) الخرج C . عادة يتم رسم هذه الدائرة بشكل سلم المنطق ، ويمكن قراءتها منطقيا كما يلى : الخرج C سوف يكون on إذا كان الدخل A فى الحالة off و AND الدخل B فى الحالة on .
المثال بالشكل أعلاه لا يوضح نظام التحكم بالكامل ، ولكنه يبين المنطق فقط . عندما نتحدث عن المتحكم PLC ، فهناك المدخلات inputs ، والمخرجات outputs ، والمنطق logic . الشكل التالى يبين تمثيل أكثر اكتمالا للمتحكم PLC :

يوجد مدخلين من المفاتيح الضاغطة . يمكننا أن نتصور "المدخلات كملفات ريلاى" تعمل على الجهد
24V DC فى المتحكم PLC . وهذه الملفات بدورها تقوم بتشغيل ريلاى الخرج الذى يتحكم فى توصيل الجهد 115V AC ، الذى سوف يضىء المصباح .

ملاحظة :
فى المتحكم PLC الفعلى ، المداخل لا تكون أبدا ريلايهات ، ولكن المخارج غالبا ماتكون رلايهات . سلم المنطق فى المتحكم PLC هو فى الواقع برنامج حاسب والذى يمكن للمستخدم إدخاله وتغييره . لاحظ أن كل من المفاتيح الضاغطة للدخل تكون مفتوحة فى الوضع العادى ، ولكن سلم المنطق داخل المتحكم PLC به دخل بتلامسات مفتوحة فى الوضع العادى ، ودخل آخر بتلامسات مغلقة فى الوضع العادى . لا تعتقد أن سلم المنطق فى المتحكم PLC يحتاج أن يطابق المدخلات أو المخرجات . العديد من المبتدئين ينشغل فى محاولة جعل سلم المنطق يطابق أنواع المدخلات .
العديد من الريلايهات لديها مخارج (تلامسات) متعددة وهذا يسمح لريلاى الخرج ليكون مدخلا فى وقت واحد.
الدائرة المبينة بالشكل التالى هى مثال على ذلك ، وهى تسمى دائرة "الغلق الذاتى" أو "الإمساك" أو "المزلاج" :

فى هذه الدائرة يمكن للتيار المرور خلال أى من فرعى الدائرة ، خلال التلامسات المسماة A أو التلامسات المسماة B . الدخل B سوف يكون فى حالة توصيل on فقط عندما يكون الخرج B فى حالة توصيل on .
إذا كان الدخل B فى الحالة off ، وتم تفعيل الدخل A ، عندئذ فإن الخرج B سوف يصبح موصل on ، ونتيجة لذلك يكون تلامسات الدخل B فى حالة توصيل on ، ويحفظ الخرج B فى حالة التوصيل on حتى لو أصبح الدخل A فى حالة الفصل off . بعد تحول الدخل B إلى حالة التوصيل on فإن الخرج B "لن يتم فصله " ومن هنا كان اسم الغلق الذاتى أو الماسك أو المزلاج .

البرمجة Programming :

من طرف **Admin** الثلاثاء أبريل 22, 2014 7:33 pm

البرمجة Programming :
أول المتحكمات PLCs تم برمجتها بتقنية قامت على مخططات التوصيل بالأسلاك لمنطق الريلاى . وبهذا تم القضاء على حاجة تعليم الكهربائيين والفنيين والمهندسين كيفية برمجة الحاسب ، ولكن هذه الطريقة إلتصقت وأصبحت التقنية الأكثر شيوعا فى برمجة المتحكم PLC اليوم . الشكل التالى يبين مثال على سلم المنطق :

لتفسير هذا المخطط تخيل وجود قدرة كهربية على الخط الرأسى الموجود جهة الجانب الأيسر ، ويسمى القضيب الحى أو الساخن hot rail ، وعلى الجانب الأيمن يوجد القضيب المحايد neutral rail . فى الشكل يوجد 2 سطر ، السطر يسمى درجة rung (من درجات سلم المنطق) ، وعلى كل درجة يوجد مزيج من المدخلات (ممثلة بخطين رأسيين) ، ومخرجات (ممثلة بدوائر) . إذا تم غلق المدخلات الموجودة على يمين هذا المزيج يمكن للقدرة الكهربائية المرور من القضيب الساخن ، خلال المدخلات ، لإمداد المخارج بالقدرة ، وفى النهاية إلى القضيب المحايد . الدخل يمكن أن يأتى من حساس sensor ، أو من مفتاح switch ، أو من أى جهاز آخر . والخرج سوف يكون جهاز خارج المتحكم PLC والذى يتم تحويله لتشغيله on أو إيقافه off ، مثل المصابيح lights أو المحركات motors .
فى الدرجة العلوية يوجد تلامسات مفتوحة فى الوضع الطبيعى "A" و AND تلامسات مغلقة فى الوضع الطبيعى "B" . وهذا يعنى : أنه إذا كان الدخل A فى حالة تشغيل on و AND الدخل B فى حالة إيقاف off ، عندئذ فإن القدرة سوف تمر خلال الخرج "X" وتعمل على تشغيله on . أى مزيج آخر لقيم المدخلات سوف يؤدى وجود الخرج X فى حالة إيقاف off .
الدرجة الثانية بالشكل أعلاه أكثر تعقيدا ، فهناك بالفعل مجموعات متعددة من المدخلات والتى سوف تؤدى إلى تشغيل الخرج "Y" . على اليسار الجزء الأكبر من الدرجة ، يمكن للقدرة أن تمر خلال الفرع العلوى إذا كان الدخل "C" فى حالة إيقاف off و AND الدخل "D" فى حالة تشغيل on . كما يمكن أيضا أن تمر القدرة (وفى نفس الوقت أى على التوازى) ، من خلال الفرع السفلى إذا كان كل من المدخل "E" و AND المدخل "F" فى حالة تشغيل on . وهذا من شأنه تقسيم القدرة إلى قسمين عبر الدرجة ، ثم بعد ذلك إذا كان الدخل "G" أو OR الدخل "H" فى حالة تشغيل on فإن القدرة سوف يتم تغذيتها إلى الخرج "Y" .
فى الدروس اللاحقة سوف ندرس كيفية تفسير وبناء هذه المخططات .

يوجد طرق أخرى لبرمجة المتحكم PLC . واحدة من أقدم التقنيات هى "التعليمات المفكرة أو المذكرة" mnemonic . هذه التعليمات يمكن أن تشتق (تستمد) مباشرة من مخططات سلم المنطق وإدخالها إلى المتحكم PLC من خلال وحدة برمجة بسيطة . الشكل التالى يبين مثال لتعليمات مفكرة :

فى هذا المثال يتم قراءة التعليمات فى كل مرة من الإعلى إلى الأسفل . السطر الأول "00000" به التعليمة "LDN" ( حمل المدخل المنفى ) من أجل المدخل "A" . هذه التعليمة سوف سوف تفحص الدخل للمتحكم PLC ، وإذا كان فى حالة فصل off فسوف تتذكر (تحفظ) واحد "1" (أو الحالة صواب true) ، وإذا كان فى حالة توصيل on فسوف تتذكر صفر "0" ( أو الحالة خطأ false) . السطر التالى 00001 يستخدم التعليمة "LD" ( حمل الدخل العادى) للنظر على الدخل . إذا كان الدخل فى حالة فصل off تتذكر صفر "0" ، وإذا كان الدخل موصل on تتذكر الواحد "1" ( لاحظ أنها عكس التعليمة LDN) . فى السطر 00002 التعليمة "AND" تستدعى العددين السابق تذكرهما وإذا كان كليهما فى الحالة صواب true تكون النتيجة بواحد true ، وإلا فإن النتيجة تكون بصفر false . الآن هذه النتيجة تكون بديلا للعددين اللذين تم إستدعائهما ، وليكون هناك عدد واحد فقط متذكر . يتم تكرار العملية للسطور 00003 و 00004 ، ولكن عندما يتم تنفيذها يكون هناك ثلاثة أعداد متذكرة. العدد الأقدم يكون من العملية AND الأولى ، والعددين الأجدد يكونان من تعليمتى LD C و LD D . فى السطر 00005 يتم إجراء عملية AND بين هاتين التعليمتين والناتج يكون عدد متذكر ، ويصبح لدينا عددين متذكرين . فى السطر 00006 ، التعليمة أو OR تأخذ العددين المتبقيين وإذا كان أى واحد منهما بواحد فإن النتيجة تكون بواحد ، وإلا فإن النتيجة تكون بصفر . هذه النتيجة تكون البديل عن العددين ، والآن يكون هناك عدد واحد فقط . التعليمة الأخيرة وهى "ST" ( خزن الخرج) store output والتى سوف تنظر إلى القيمة الأخيرة المخزنة وإذا كانت بواحد ، يتم تشغيل الخرج on ، وإذا كانت بصفر يتم إيقاف الخرج off .
برنامج سلم المنطق المبين بالشكل أعلاه ، يكافىء برنامج التعليمات المفكرة . حتى لو كنت قد برمجت المتحكم PLC بسلم المنطق ، فسوف يتم تحويله إلى شكل المفكرات قبل أن يتم استخدامه من قبل المتحكم PLC .
البرمجة بالتعليمات المفكرة كان الأكثر شيوعا فى الماضى ، ولكنه الآن أصبح غير مألوف بالنسبة للمستخدمين حتى رؤية برامج التعليمات المفكرة .

ولقد تم وضع "مخططات الوظائف التتابعية" SFCs لاستيعاب برمجة أنظمة أكثر تقدما . هذه المخططات تشبه مخططات المسار (الانسياب) flowcharts ، ولكن أقوى بكثير . المثال الموضح بالشكل أدناه يبين فعل شيئين مختلفين :

لقراءة الخريطة ، إبدأ من عند القمة حيث يوجد قول "البداية" start . أسفل البداية يوجد خط أفقى مزدوج والذى يقول "تتبع كلا المسارين" . نتيجة لذلك سيبدأ المتحكم PLC فى تتبع الفرع الموجود على الجانب الأيسر وتتبع الفرع الموجود على الجانب الأيمن كل على حدة وفى وقت واحد . على اليسار يوجد وظيفتين ، الأولى هى "رفع القدرة" power up . سوف يتم تشغيل هذه الوظيفة حتى تقرر أنها انتهت ، والوظيفة "خفض القدرة" power down سوف تأتى بعد ذلك . على الجانب الأيمن توجد الوظيفة "فلاش" flash ، هذه الوظيفة سوف يتم تشغيلها حتى تنتهى . هذه الوظائف تبدو غير مبررة (غير ذات مغزى) ، ولكن كل وظيفة ، مثل رفع القدرة سوف تكون برنامج صغير بسلم المنطق . هذه الطريقة تختلف كثيرا عن مخططات المسار لأنه ليس من الضرورى أن تتبع مسار واحد خلال مخطط المسار .

ولقد تم وضع البرمجة بالهياكل النصية Text كلغة برمجة أكثر حداثة . فهى تشبه إلى حد كبير اللغات مثل BASIC . الشكل أدناه يبين مثال بسيط لذلك :

هذا البرنامج يستخدم الموقع "i" بذاكرة المتحكم PLC (سجل لمتغير) . هذا الموقع يكون من أجل حفظ عدد صحيح integer ، كما سوف يتم شرحه لاحقا . السطر الأول من البرنامج يحدد قيمة i بالصفر (تعيين قيمة البداية) . السطر الذى يليه هو بداية حلقة loop ، وهو يحدد المكان حيث تعود الحلقة . السطر التالى يعيد استدعاء القيمة بالموقع i ، ويضيف واحد إليها ويعيد النتيجة مرة أخرى إلى نفس الموقع . السطر التالى UNTIL i> = 10 يختبر ما إذا كان ينبغى الخروج من الحلقة . إذا كانت i أكبر من أو تساوى 10 ، عندئذ يتم الخروج من الحلقة ، وإلا فإنه سوف يتم العودة إلى بداية الحلقة حيث عبارة REPEAT ليستمر تكرار الحلقة من عندها . فى كل تكرار لهذه الحلقة سوف يتم تزايد i بواحد حتى تصل القيمة إلى 10 .

توصيلات المتحكم PLC :

من طرف **Admin** الثلاثاء أبريل 22, 2014 9:40 pm

توصيلات المتحكم PLC :
عندما يتم التحكم فى عملية بواسطة المتحكم PLC فإنه يستخدم مدخلات inputs من الحساسات لاتخاذ القرارات وتحديث المخرجات outputs لتشغيل المنفذات actuators ، كما هو موضح بالشكل التالى :

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول 917

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول 917

هذه العملية هى عملية حقيقية والتى سوف تتغير مع مرور الوقت . المنفذات سوف تقوم بتشغيل حالات جديدة للنظام ( أو أوضاع تشغيل ) . وهذا يعنى أن المتحكم يكون مقيد عن طريق الحساسات المتاحة (المتوفرة) ، فإذا كان الدخل غير متاح ، فإن المتحكم لا يكون لديه أى وسيلة لكشف الحالة .
حلقة التحكم هى دورة مستمرة من : قراءة read مدخلات المتحكم PLC ، وحل solve سلم المنطق ، ومن ثم تغيير المخارج . مثل أى جهاز حاسب ، هذا لا يحدث على الفور . الشكل التالى يوضح دورة المتحكم PLC :

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول 1014

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول 1014

عند بداية توصيل القدرة فإن المتحكم PLC يقوم بإجراء اختبار سريع يسمى "اختبار سلامة العقل" sanity للتأكد من أن الأجهزة hardware تعمل بشكل صحيح . إذا كان هناك مشكلة فإن المتحكم PLC سوف يتوقف ويشير إلى وجود خطأ . على سبيل المثال ، إذا انخفضت القدرة الواصلة للمتحكم PLC وكانت على وشك التلاشى فإن ذلك سوف يؤدى إلى نوع من الخطأ . إذا مر المتحكم PLC من اختبار سلامة العقل فأنه عندئذ سوف يقوم بمسح (بمعنى قراءة) جميع المدخلات . وبعد أن يتم حفظ (تخزين) قيم المدخلات فى الذاكرة فسوف يتم مسح ( بمعنى حل ) سلم المنطق باستخدام القيم المخزنة وليس القيم الحالية . يتم ذلك لمنع حدوث مشاكل منطقية عند تغيير حالة المدخلات أثناء مسح سلم المنطق . عندما يتم اكتمال مسح سلم المنطق فسوف يتم مسح المخارج ( بمعنى تغيير قيم الخرج ) . بعد ذلك يعود النظام للقيام باختبار سلامة العقل ، وتستمر الحلقة إلى أجل غير مسمى . خلافا لأجهزة الكمبيوتر العادية ، سوف يتم تشغيل البرنامج بالكامل كل مسح . الأزمنة العادية من أجل كل مرحلة تكون فى حدود الملى ثوانى .

مدخلات سلم المنطق Ladder Logic Inputs :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 11:41 am

مدخلات سلم المنطق Ladder Logic Inputs :
يتم تمثيل مدخلات المتحكم PLC بسهولة فى سلم المنطق . الشكل أدناه يوضح النوعين الأساسيين من المدخلات ، وهما دخل التلامس المفتوح فى الوضع العادى NO ودخل التلامس المغلق فى الوضع العادى NC ، والتى نوقشت سابقا .
فى الشكل أدناه :
• فى الدخل المفتوح فى الوضع العادى NO : عدم تفعيل (عدم تشغيل) الدخل X يمنع مرور القدرة من خلاله ، وتفعيله (تشغيله) سوف يؤدى إلى غلق تلامساته فيسمح بمرور القدرة من خلاله .
• فى الدخل المغلق فى الوضع العادى NC : عدم تفعيل (تشغيل) الدخل X يسمح بمرور القدرة من خلاله ، وتفعيله يؤدى إلى فتح تلامساته فيمنع مرور القدرة من خلاله .

معلومات إضافية :
على الرغم من أن لغات برمجة أخرى متاحة ، إلا أن لغة مخطط سلم المنطق هى اللغة الأكثر شيوعا من أجل المتحكمات PLCs . يمكن تقسيم تعليمات البرمجة بسلم المنطق إلى فئتين كبيرتين : تعليمات المدخلات وتعليمات المخرجات . تعليمة الإدخال الأكثر شيوعا هى ما تعادل "تلامسات الريلاى" ، وتعليمة الإخراج الأكثر شيوعا هى ما تعادل "ملف الريلاى" كما هو مبين بالشكل التالى :

عند إنشاء تعليمات بت الدخل / الخرج بلغة السلم ، تطبق القواعد التالية :
• يجب أن تكون جميع تعليمات المدخلات على يسار تعليمة الإخراج .
• لا يمكن أن تبدأ درجة سلم بتعليمة إخراج إذا كانت تحتوى على تعليمة إدخال أيضا . وذلك لأن المتحكم يختبر جميع المدخلات لحالة الصواب true أو الخطأ false قبل أن يقرر ما هى القيمة التى ينبغى أن يكون عليها الإخراج .
• لا تحتاج الدرجة أن تحتوى على أى تعليمات إدخال ، ولكن يجب أن تحتوى تعليمة إخراج واحدة على الأقل .
• عندما يكون لدرجة ما تعليمة إخراج فقط فإنها سوف تكون صواب true دائما .
• يجب دائما أن تكون آخر تعليمة فى الدرجة هى تعليمة إخراج .
• تعليمة "التلامس المفتوح " أو "اختبار غلق التلامس" ، تتحقق مما إذا كان دخلها له القيمة واحد "1" . فإذا كان دخلها بواحد ، فإن هذه التعليمة ترجع القيمة صواب true .
• تعليمة "التلامس المغلق " أو "اختبار فتح التلامس" ، تتحقق من أن دخلها له القيمة صفر "0" . فإذا كان دخلها بصفر ، فإن هذه التعليمة ترجع القيمة صواب true .
• تعليمة الملف تجعل البت المناظرة صواب true أو بواحد عندما يكون بالدرجة استمرارية للمنطق (القدرة) . وعندما تكون صواب فيمكن أن تستخدم لتنشيط جهاز إخراج أو ببساطة تجعل قيمة فى الذاكرة بواحد.

ملحوظة هامة :
سوف نعتمد ، فى الأساس ، على التعليمات الموجودة فى البرنامج المجانى LDmicro والذى يمكن تحميله من الموقع http://cq.cx/ladder.pl .

تعليمات التلامسات Contacts :
1- تعليمة التلامس المفتوح فى الوضع العادى NO :

• إذا كان دخل هذه التعليمة false : يكون خرجها false .
• وإذا كان دخل التعليمة true : يكون خرج هذه التعليمة true .
• هذه التعليمة يمكن أن تختبر حالة "طرف دخل" وتسمى Xname ، أو "طرف خرج" وتسمى Yname أو "ريلاى داخلى " وتسمى Rname .

2- تعليمة التلامس المغلق فى الوضع العادى NC :

• إذا كان دخل هذه التعليمة false : يكون خرجها true .
• وإذا كان دخل التعليمة true : يكون خرج هذه التعليمة false .
• هذه التعليمة يمكن أن تختبر حالة "طرف دخل" ، أو "طرف خرج" أو "ريلاى داخلى " .
• هذه التعليمة عكس تعليمة التلامس المفتوح فى الوظع العادى .

مخرجات سلم المنطق Ladder Logic Outputs :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 11:48 am

مخرجات سلم المنطق Ladder Logic Outputs :
فى سلم المنطق يوجد أنواع متعددة من المخارج . بعض المخارج سوف يكون متصل خارجيا بأجهزة خارج المتحكم PLC ، ولكن من الممكن أيضا استخدام مواقع الذاكرة الداخلية فى المتحكم PLC . الشكل أدناه يبين أنواع المخارج .
• النوع الأول هو الخرج العادى ، غير موصل فى الحالة العادية off ، والممثل بالدائرة ، عندما يتم تنشيطه (إثارته - تشغيله) فإن الخرج سوف يكون فى حالة تشغيل on .
• النوع الثانى ، والممثل بدائرة ذات خط قطرى ، وهو خرج موصل on فى الحالة العادية . عندما يتم إثارة الخرج فسوف يتم إيقافه off .

معلومات إضافية :
تعليمات الملفات Coils:
1- تعليمة الملف العادى :

• إذا كان دخل هذه التعليمة فى الحالة false : فإن تعليمة ملف الريلاى الداخلى Rname أو تعليمة ملف ريلاى الإخراج Yname تكون فى الحالة false .
• وإذا كان دخل هذه التعليمة فى الحالة true : فإن تعليمة ملف الريلاى الداخلى أو ملف الإخراج تكون فى الحالة true .
• لا معنى لتخصيص متغير دخل لملف (أى لا يوجد Xname) .
• هذه التعليمة يجب أن تكون آخر تعليمة بالدرجة جهة اليمين .

2- تعليمة الملف المعكوس (النفى) :

• إذا كان دخل هذه التعليمة فى الحالة false : فإن تعليمة ملف الريلاى الداخلى Rname أو تعليمة ملف ريلاى الإخراج Yname تكون فى الحالة true .
• وإذا كان دخل هذه التعليمة فى الحالة true : فإن تعليمة ملف الريلاى الداخلى أو ملف الإخراج تكون فى الحالة false .
• لا معنى لتخصيص متغير دخل لملف (أى لا يوجد Xname) .
• هذه التعليمة يجب أن تكون آخر تعليمة بالدرجة جهة اليمين .

3- تعليمة الملف set-only :

• إذا كان الدخل لهذه التعليمة فى الحالة true : فإن تعليمة ملف الريلاى الداخلى Rname أو تعليمة ملف الإخراج Yname يتم جعلها فى الحالة true ، وإلا فأنه لن يحدث تغيير فى هذه التعليمات .
• هذه التعليمة يمكن أن تغير فقط حالة الملف من الحالة false إلى الحالة true ، لذلك فإنها عادة تستخدم كمجموعة مع الملف reset-only .
• هذه التعليمة يجب أن تكون آخر تعليمة بالدرجة جهة اليمين .

4- تعليمة الملف reset-only :

• إذا كان الدخل لهذه التعليمة فى الحالة true : فإن تعليمة ملف الريلاى الداخلى Rname أو تعليمة ملف الإخراج Yname يتم جعلها فى الحالة false ، وإلا فأنه لن يحدث تغيير فى هذه التعليمات .
• هذه التعليمة يمكن أن تغير فقط حالة الملف من الحالة true إلى الحالة false ، لذلك فإنها عادة تستخدم كمجموعة مع تعليمة الملف set-only السابقة .
• هذه التعليمة يجب أن تكون آخر تعليمة بالدرجة جهة اليمين .

مثال توضيحى :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 11:52 am

مثال توضيحى :
المطلوب:
إنشاء برنامج بلغة السلم يسمح بالتحكم فى إضاءة مصباح غرفة عن طريق ثلاثة مفاتيح .
الحل :
يوجد طريقتان للحل .
الطريقة الأولى :
يفترض أن توصيل on أى مفتاح سوف يضىء on المصباح ، ولكن يجب وضع جميع المفاتيح فى وضع الفصل off حتى يتم إطفاء المصباح .

الطريقة الثانية :
كل مفتاح يمكنه أن يوصل أو يفصل on/off المصباح ، بغض النظر عن حالة المفاتيح الأخرى . هذه الطريقة أكثر تعقيدا وتتناول التفكير من خلال جميع التركيبات الممكنة لأوضاع المفاتيح . يمكنك إدراك هذه الطريقة باعتبارها وظيفة البوابة المنطقية "أو الحصرية" exclusive or ( حالة الخرج تكون مرتفعة إذا وفقط إذا كان دخل واحد فى الحالة المرتفعة ، بمعنى "واحد أو الآخر وليس كلاهما") .

مراجعة عامة :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 11:56 am

مراجعة عامة :
س 1 :
إذكر مثالا لاستخدام المتحكم PLC .
ج 1 :
التحكم فى نظام السير الناقل conveyor system .
س 2 :
لماذا تستخدم الريليهات أحيانا بدلا من المتحكمات PLCs ؟
ج 2 : فى التصاميم البسيطة .
س 3 :
إذكر وصف موجز للمتحكم PLC .
ج 3:
المتحكم PLC هو متحكم يستند إلى الحاسب والذى يستخدم مدخلات لمراقبة العملية ، ويستخدم مخرجات للتحكم فى العملية باستخدام برنامج .
س 4 :
إذكر مميزات المتحكم PLC على الريلايهات .
ج 4 :
أقل تكلفة للعمليات المعقدة ، وجود أدوات اكتشاف وتصحيح الأخطاء ، لها موثوقية ، ومرونة ، وسهلة للتوسع ، وغيرها .
س 5 :
يمكن للمتحكم PLC أن يحل محل عدد من المكونات بشكل فعال . إذكر أمثلة وناقش بعض التطبيقات الجيدة والسيئة للمتحكمات PLCs .
ج 5 :
يمكن للمتحكم PLC أن يحل محل عدد قليل من الريليهات . فى هذه الحالة قد تكون الريليهات أسهل فى التركيب وأقل فى التكلفة . للتحكم فى نظام أكثر تعقيدا فإن المتحكم قد يحتاج إلى مؤقتات وعدادات وعمليات حسابية أخرى . فى هذه الحالة يكون المتحكم PLC هو الخيار الأفضل .
س 6 :
اشرح لماذا تكون مخرجات outputs سلم المنطق ملفات coils ؟
ج 6 :
مخارج سلم المنطق تكون على غرار مخططات منطق الريلاى . الخرج فى مخطط الريلاى هو ملف الريلاى الذى يقوم بتبديل مجموعة من تلامسات الخرج .
س 7 :
فى الشكل أدناه ، هل القدرة للخرج فى أول درجة تكون فى الوضع العادى on أو off ؟ وهل الخرج فى الدرجة الثانية يكون فى الوضع العادى on أو off ؟

ج 7 :
خرج الدرجة الأول فى الوضع العادى (المبين بالشكل) Off .
خرج الدرجة الثانية فى الوضع العادى On .

التطبيقات العملية :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 2:42 pm

التطبيقات العملية :
التطبيق الأول :
الشكل التالى يبين مخطط دائرة التحكم فى بدء/وإيقاف start/stop محرك بواسطة كونتاكتور .

• يتم غلق المفتاح الضاغط للبدء start لحظيا لإثارة ملف الكونتاكتور وغلق تلامساته الرئيسية لبدء المحرك .
• يتم توصيل تلامس "الغلق الذاتى" المساعد للكونتاكتور على التوازى مع مفتاح البدء للحفاظ على ملف البادىء فى حالة إثارة عند تحرير المفتاح الضاغط للبدء .
• يتم الضغط اللحظى على المفتاح الضاغط للإيقاف والمغلق فى الوضع العادى وذلك لفتحه بغرض منع إثارة ملف الكونتاكتور وفصل تلامساته الرئيسية وإيقاف المحرك .
الشكل التالى يبين برنامج منطق السلم لدائرة التحكم فى بدء وإيقاف المحرك قبل وضع مسميات عناصر الإدخال والإخراج والريلاى الداخلى :

الشكل التالى يبين برنامج منطق السلم السابق بعد وضع المسميات اللازمة :

الشكل التالى يبين حالة تعليمات البرنامج فى حالة عمل المحرك :

• تعليمة الدخل Motor_Start تكون فى الحالة false لأن المفتاح الضاغط للبدء والمفتوح فى الوضع العادى NO يكون "مفتوح" open ، وبالتالى فإن قيمتها تكون بصفر "0" .
• تعليمة الدخل Motor_Stop تكون فى الحالة true لأن المفتاح الضاغط للبدء والمغلق فى الحالة العادية NC يكون "مغلق" closed ، وبالتالى فإن قيمتها تكون بواحد "1" .
• تعليمة الخرج Motor_Run تكون فى الحالة true لأن الدرجة يكون لها استمرارية للمنطق ، وبالتالى فإن قيمتها تكون بواحد "1" .

التدريب الثانى :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 2:49 pm

التدريب الثانى :
الشكل التالى يبين استخدام الريلاى الداخلى فى تنفيذ التحكم فى تشغيل وإيقاف أضاءة غرفة عن طريق ثلاثة مداخل أو أماكن مختلفة :

الحل بدون استخدام ريلاى داخلى :

يتم استخدام مفاتيح أحادية القطب كمداخل بدلا من استخدام 2 مفتاح بثلاثة أوضاع ومفتاح بأربعة أوضاع والمطلوبة عادة من أجل دائرة التحكم التقليدية المكافئة بالأسلاك .
يمكن تلخيص عمل البرنامج فيما يلى :
• يتم استخدام "ريلاى داخلى" internal relay لتنفيذ منطق الدائرة دون الحاجة لاستخدام إخراج للعالم الحقيقى .
• عندما تكون جميع مفاتيح المدخلات "مفتوحة" تكون قيمتها بصفر وبالتالى فإن مصباح الغرفة يكون مفصول off .
• غلق مفتاح دخل المكان الأول Position_1_Switch يغير حالة تعليمته من false إلى true ، وتكون النتيجة وجود منطق مستمر للدرجة الأولى .
• نتيجة لذلك ، تتغير حالة "ملف الريلاى الداخلى وتلامساته" من الحالة false إلى الحالة true .
• وهذه الحالة الجديدة تؤدى إلى وجود منطق مستمر بالدرجة الثانية وتحويل مصباح الغرفة إلى حالة التوصيل on .
• التغيير فى حالة أى مفتاح دخل سوف يغير الحالة الحالية للمصباح .

التطبيق الثالث :

من طرف **Admin** الأربعاء أبريل 23, 2014 2:54 pm

التطبيق الثالث :
الشكل التالى يبين برنامج يستخدم زوج تعليمات إخراج ممسوك latch وغير ممسوك لتنفيذ التحكم فى مروحة محرك .

يمكن تلخيص عمل البرنامج فيما يلى :
• التعليمة Set-Only سوف تكتب واحد "1" إلى عنوانها عندما تكون true .
• عندما تذهب هذه التعليمة إلى الحالة false فإن عنوان الخرج سوف يظل بواحد "1" ، هذا هو معنى set . وهذا يكون صحيحا حتى إذا فقدت القدرة عن المعالج وعادت مرة أخرى .
• عنوان الخرج سوف يظل بواحد حتى يتم إعادته للصفر "0" عن طريق تعليمة الإعادة
Reset-Only .

من طرف صلاح قائد الثلاثاء أغسطس 12, 2014 5:30 pm

لك كل الشكر والتقدير والاحترام

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول

أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول

سلم المنطق Ladder Logic :

البرمجة Programming :

توصيلات المتحكم PLC :

مدخلات سلم المنطق Ladder Logic Inputs :

مخرجات سلم المنطق Ladder Logic Outputs :

مثال توضيحى :

مراجعة عامة :

التطبيقات العملية :التطبيق الأول :

التدريب الثانى :

التطبيق الثالث :

رد: أتمتة أنظمة التصنيع باستخدام المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة - الدرس الأول