PLC,ما هو PLC,بى ال سى

ما هو ال PLC :

PLC هي اختصار ل PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ومعنى ذلك المتحكم المنطقي المبرمج , وهو جهاز تم تطويره للاستعاضة 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 .

PLC,ما هو PLC

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 انظر الشكل.

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

إن 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

1. حجم صغير. 
2. سهولة و سرعة في عمل التغيرات لنظام التحكم 
3. نظام تحكم و كشف أخطاء متكامل 
4. نظام مراقبة و توثيق فوري و مستمر. 
5. تكلفة منخفضة. 

( Logic 0 , Logic 1)منطق 0 ، منطق1

 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 الحقيقيReal 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 الLadder & STL

مكونات وحدة الـ PLC 

تتكون وحدة الـ PLC من المكونات الرئيسية التالية:

1. وحدة الدخل Input module 
2. وحدة المعالجة المركزية CPU 
3. وحدة الخرج Output module 
4. وحدة مصدر القدرة Power supply unit 
5. وحدة المشغل Operator unit 
6. جهاز البرمجة Programming Device

يبين الشكل التالي مكونات وحدة الـ PLC

مكونات وحدة الـ PLC

وحدة الدخل Input Module

- يتم توصيل وحدة الدخل بمجموعة من العناصر الفيزيائية مثل المفاتيح الكهربائية و المجسات و مقاييس الحرارة و الوزن و مجسات مستوى السوائل 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. 

- تقوم وحدة الـ CPU بعديد من العمليات مثل العد، التوقيت، مقارنة البيانات ، العمليات المتسلسلة و الإزاحة.

 نقل تعليمات البرنامج المخزنة في الذاكرة 

وحدة الذاكرة Memory unit 

يوجد نوعين رئيسيين من الذاكرة في وحدة الـ PLC :
1 - الذاكرة العشوائية (RAM) وهي الذاكرة التي يمكن إدخال البيانات (DATA) لها مباشرة من أي عنوان (Address) 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.

2 - 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.

تنقسم هذه الذاكرة إلى:

• ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة و المسح (EPROM) و هي ذاكرة للقراءة فقط و لكن يمكن مسح البيانات منها وذلك بتعريضها للأشعة فوق البنفسجية لتصبح جاهزة لاستقبال بيانات جديدة بواسطة كاتب بيانات خاص بها. 
• ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح و البرمجة إلكترونياً (EEPROM ) وهي كذلك ذاكرة للقراءة فقط و لكن يمكن أن يتم مسح البيانات المخزنة بها وذلك بوضعها على (صيغة عدم الحماية) (Unprotected Mode) و من ثم إدخال بيانات جديدة لها.

ذاكرة plc

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)

وحدة CPU و تحويلها إلى إشارات رقمية 

الطرازات المختلفة لل PLC :

Smart relays SR1

Zelio Logic SR2-SR3 compact smart relay

برمجة ال PLC:

هناك عدة لغات تستخدم لبرمجة جهاز ال PLC و من ضمن لغات البرمجة الشائعة الاستخدام:

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. 

و مثال ذلك تشغيل محرك بمفتاحين فيكون المخطط السلمي كما يلي:

مثال ذلك تشغيل محرك بمفتاحين

برنامج Statement list / STL

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

· برنامج Function blck diagram

الوسائل المختلفة لبرمجة أجهزة الPLC

تتم البرمجة بعدة طرق منها:

1.  جهاز برمجة خاص يقوم بإدخال البرنامج داخل ذاكرة الجهاز. 
2. عن طريق شاشة و مجموعة مفاتيح على واجهة الجهاز. 
3. عن طريق برنامج يتم انزاله من جهاز الحاسب. 

أمثلة و تطبيقات:
أولا دائرة إشارة المرور:
يمثل الشكل التالي الدائرة الكهربية للتحكم في إشارة مرور لإنارة اللمبات الثلاثة على التوالي بحيث يتم انارة كل لمبة لمدة 5 دقائق ثم تطفئ ثم ثنير اللمبة التالية ثم تطفئ و هكذا.
نلاحظ في الدائرة الكهربية انه يتم استخدام ما يلي:

1. عدد 4 تايمر Timer 
2. عدد 2 ريلاي Relay 
3. عدد 3 لمبات.

الدائرة الكهربية لإشارة المرور

اتمنى الافادة للجميع شكرا لكم

وارحب بافكار زوار مدونه ميكانيكا وتكنولوجيا