المعرفة الأساسية PLC للأتمتة
المعرفة الأساسية PLC للأتمتة
في عالم الإنتاج الصناعي والتقدم التكنولوجي ، تلعب PLCS (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) دورًا مهمًا في التحكم في الأتمتة. يمكن فهم PLC على نطاق واسع على أنها لوحة تحكم مركزية للتتابع. في التطبيقات العملية ، تقلل PLCs بشكل كبير من تكاليف التحكم الصناعي وتعزز إدارة المعدات وأتمتة. لإتقان PLCs ، يجب على المرء أولاً فهم المعرفة التأسيسية.
مكونات PLC ووظائفها
بالإضافة إلى وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والاتصالات ، تحتوي PLCs على واجهات الإدخال والمخرجات المرتبطة مباشرة بالمواقع الصناعية.
واجهة الإدخال: يتلقى إشارات من الأجهزة التي يتم التحكم فيها ودوائر داخلية عبر Optocouplers ودوائر الإدخال.
واجهة الإخراج: ينقل تنفيذ البرنامج من خلال Optocouplers ومكونات الإخراج (المرحلات ، الثايرستور ، الترانزستورات) للتحكم في الأحمال الخارجية.
وحدة PLC الأساسية ومكوناتها
تتكون وحدة PLC الأساسية من عدة أجزاء رئيسية:
وحدة المعالجة المركزية: جوهر PLC ، توجيه عمليات مختلفة مثل استلام برامج المستخدم والبيانات والتشخيص وتنفيذ البرنامج.
الذاكرة: تخزن برامج النظام والبيانات.
واجهة الإدخال/الإخراج: يربط PLC بالمعدات الصناعية ، وتلقي الإشارات ونتائج البرنامج.
واجهة الاتصال: تتيح تبادل المعلومات مع أجهزة أخرى مثل الشاشات والطابعات.
مزود الطاقة: يوفر الطاقة لنظام PLC.
واجهات إخراج تبديل PLC وخصائصها
PLC تبديل واجهات الإخراج ：
نوع الإخراج Thyristor: يستخدم عادة مع أحمال التيار المتردد ، ويتميز بالاستجابة السريعة وتردد التشغيل العالي.
نوع الإخراج الترانزستور: عادة ما يستخدم مع أحمال التيار المستمر ، مما يوفر أيضًا استجابة سريعة وتردد التشغيل العالي.
نوع إخراج التتابع: متوافق مع كل من أحمال AC و DC ، ولكن مع وقت استجابة أطول وتردد التشغيل أقل.
الأنواع الهيكلية PLC وميزاتها
يمكن تصنيف PLCs إلى ثلاثة أنواع هيكلية:
النوع المتكامل: مع وحدة المعالجة المركزية ومصدر الطاقة ومكونات الإدخال/الإخراج الموجودة في حالة واحدة ، يكون هذا النوع مضغوطًا وفعالًا - فعال ، شائع الاستخدام في PLCs الصغيرة.
النوع المعياري: ميزات وحدات منفصلة لوظائف مختلفة ، توفر تكوينًا مرنًا وسهولة التوسع والصيانة. عادة ما يتم استخدامه في PLCs متوسطة الحجم - وحجم كبير ويتألف من إطار أو لوحة قاعدة ووحدات مختلفة.
النوع القابل للتكديس: يجمع بين ميزات الأنواع المتكاملة والمعيارية. تعد واجهات وحدة المعالجة المركزية ومزود الطاقة وواجهات الإدخال/الإخراج وحدات مستقلة متصلة بواسطة الكابلات ، مما يضمن التكوين المرن وحجم مضغوط.
دورة فحص PLC وعواملها المؤثرة
تشمل دورة مسح PLC خمس مراحل: المعالجة الداخلية ، وخدمة الاتصال ، ومعالجة المدخلات ، وتنفيذ البرنامج ، ومعالجة الإخراج. يُطلق على الوقت اللازم لإكمال هذه المراحل الخمس مرة واحدة دورة المسح. يتأثر بسرعة تشغيل وحدة المعالجة المركزية ، وتكوين أجهزة PLC ، وطول برنامج المستخدم.
طريقة تنفيذ برنامج PLC وعملية
تنفذ PLCs برامج المستخدم باستخدام طريقة المسح الدوري. تتضمن عملية التنفيذ ثلاث مراحل: أخذ عينات الإدخال وتنفيذ البرنامج وتحديث الإخراج.
مزايا أنظمة التحكم في PLC على أنظمة التحكم في التتابع
طريقة التحكم: تستخدم PLCs التحكم القابل للبرمجة ، مما يتيح تعديلًا سهلاً أو تعزيز متطلبات التحكم ، مع جهات اتصال غير محدودة.
وضع العمل: تعمل PLCs في الوضع التسلسلي ، مما يعزز القدرة على التداخل المضاد للنظام.
سرعة التحكم: يتم تشغيل جهات اتصال PLC بشكل أساسي مع أوقات تنفيذ التعليمات المقاسة في microseconds.
التوقيت والعد: تستخدم PLCs دوائر متكاملة أشباه الموصلات كموتدة ، مع نبضات على مدار الساعة التي توفرها مذبذبات الكريستال ، مما يوفر دقة عالية التوقيت وقدرات توقيت واسعة النطاق. كما أنها تمتلك وظائف العد غير متوفرة في أنظمة التتابع.
الموثوقية والصيانة: تستخدم PLCs تقنية الإلكترونيات الدقيقة وتتميز بوظائف تشخيصية ذاتية لاكتشاف الصدع في الوقت المناسب.
أسباب تأخر استجابة الإخراج PLC وحلولها
تستخدم PLCs أخذ العينات المركزية وإخراج المسح الدوري. تتم قراءة حالات الإدخال فقط أثناء مرحلة أخذ عينات الإدخال لكل دورة فحص ، ويتم إرسال نتائج تنفيذ البرنامج فقط أثناء مرحلة تحديث الإخراج. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يتسبب تأخير الإدخال والإخراج وطول برنامج المستخدم في تأخر استجابة الإخراج. لتعزيز سرعة استجابة الإدخال/الإخراج ، يمكن للمرء أن يزيد من تواتر أخذ عينات المدخلات وتحديث الإخراج ، واعتماد أخذ العينات المباشرة للإدخال وتحديث الإخراج ، والاستفادة من الإدخال والمخرجات ، أو تنفيذ واجهات I/O الذكية.
المرحلات اللينة الداخلية في سلسلة Siemens PLC
تتميز Siemens PLCs بمختلف المرحلات اللينة الداخلية ، بما في ذلك مرحلات المدخلات ، وحيلات الإخراج ، والمرحلات المساعدة ، وسجلات الحالة ، والوقيت ، والعدادات ، وسجلات البيانات.
اعتبارات اختيار PLC
اختيار النموذج: النظر في عوامل مثل الهيكل وطريقة التثبيت والمتطلبات الوظيفية وسرعة الاستجابة والموثوقية وتوحيد النموذج.
اختيار السعة: استنادًا إلى نقاط الإدخال/الإخراج وسعة ذاكرة المستخدم.
اختيار وحدة الإدخال/الإخراج: يغطي الوحدات النمطية الإدخال/الإخراج التناظرية وكذلك وحدات الوظائف الخاصة.
وحدة تزويد الطاقة واختيار الجهاز الآخر: مثل أجهزة البرمجة.
خصائص وضع أخذ العينات المركزي PLC ووضع عمل الإخراج
في أخذ العينات المركزية ، يتم أخذ عينات من حالة الإدخال فقط أثناء مرحلة أخذ عينات الإدخال لدورة المسح ، ويتم حظر نهاية الإدخال أثناء مرحلة تنفيذ البرنامج. في الإخراج المركزي ، تكون مرحلة تحديث الإخراج هي المرة الوحيدة التي يتم فيها نقل الحالة في سجل صورة الإخراج إلى مزلاج الإخراج لتحديث واجهة الإخراج. يعمل وضع العمل هذا على تحسين قدرة وموثوقية التداخل في النظام ، ولكنها قد تتسبب في تأخر استجابة الإدخال/الإخراج في PLCs.
وضع العمل والميزات PLC
تعمل PLCs باستخدام أخذ العينات المركزية ، والإخراج المركزي ، والمسح الدوري. يعني أخذ العينات المركزية أن حالة الإدخال يتم أخذ عينات منها فقط أثناء مرحلة أخذ عينات الإدخال لدورة المسح ، مع حظر نهاية الإدخال أثناء تنفيذ البرنامج. يشير الإخراج المركزي إلى نقل الحالة ذات الصلة من سجل الإخراج إلى مزلاج الإخراج فقط أثناء مرحلة تحديث الإخراج لتحديث واجهة الإخراج. يتضمن المسح الدوري تنفيذ عمليات متعددة في دورة المسح عبر الزمن - التقسيم المسح بالتسلسل.
مبدأ التكوين والعمل للمتواصل الكهرومغناطيسي
تتكون المقاولين الكهرومغناطيسيين من آليات الكهرومغناطيسية ، والاتصالات ، والأجهزة القوس - إطفاء الأجهزة ، وآليات الربيع ، ومكونات التثبيت. عندما يتم تنشيط الملف الكهرومغناطيسي ، يولد التيار مجالًا مغناطيسيًا ، مما يتسبب في أن يكون جوهر الحديد الثابت لإنتاج شفط كهرومغناطيسي يجذب التسليح ويقوم بتشغيل الاتصالات. يؤدي هذا إلى فتح جهات اتصال مغلقة عادة وفتح جهات الاتصال عادة لإغلاقها. عندما يتم تنشيط الملف ، تختفي القوة الكهرومغناطيسية ، ويتم إصدار التسليح بحلول الربيع ، مما يعيد جهات الاتصال إلى حالتها الأصلية.
تعريف وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)
PLC هو جهاز إلكتروني رقمي مصمم للبيئات الصناعية. يستخدم ذاكرة قابلة للبرمجة لتخزين التعليمات لأداء العمليات المنطقية والتسلسل والتوقيت والعد والحساب. يتحكم في مختلف العمليات الميكانيكية أو الإنتاج من خلال الإدخال/الإخراج الرقمي أو التناظرية.
تم تصميم PLCs والأجهزة الطرفية ذات الصلة لتكاملها بسهولة مع أنظمة التحكم الصناعية وتسهيل توسيع الوظيفة.
الاختلافات بين PLC و Relay - أنظمة الموصل
تكمن الاختلافات بين PLC و Relay - أنظمة الموصلات في أجهزتها التركيبية ، وعدد جهات الاتصال ، وطرق تنفيذ التحكم.