عناصر التحكم
إن أنظمة التشغيل الآلي المعقدة أسهل في الفهم عند تقسيمها إلى أجزاء متعددة. وللتواصل بشكل أفضل على أرض المصنع، يشير موظفو المصنع إلى مكونات الآلة حسب المستوى. في التشغيل الآلي، تكون مكونات وأنظمة التحكم هي تلك التي ترسل إشارات البيانات إلى أجهزة على مستوى الحقل والتي بدورها تكمل إجراءً أو تعيد المعلومات. تم تصميم المكونات المنطقية أو البرامج في نظام التحكم، أو مكونات PLC لمسح المدخلات ومسح الرموز وتعيين المخرجات من الأجهزة الميدانية بناءً على تعليمات مبرمجة مسبقًا.
تم تصميم وحدات التحكم الصناعية لتلقي المدخلات وإرسال الأوامر المبرمجة مسبقًا إلى أجهزة على مستوى الحقل. هناك نوعان من وحدات التحكم - مستمرة ومنفصلة.
للتحكم المستمر، تكون المعلمات والمتغيرات تناظرية ومستمرة. الإشارات التناظرية متغيرة ولها أكثر من حالة، ليس فقط "تشغيل" و"إيقاف"، ولكن بينهما. للتحكم المنفصل، تُستخدم الإشارات الرقمية الثنائية. الإشارة الرقمية إما "تشغيل" (ثنائي 1) أو "إيقاف" (ثنائي 2).
نظرًا لاستخدام عناصر التحكم في الإدخال/الإخراج المستمرة والمنفصلة في أتمتة اليوم للتحكم في وظائف متعددة للآلات، فقد تم تصميم العديد من أنظمة التحكم للتواصل في كلا النوعين من الإشارات بمساعدة دوائر التحويل أو المكونات.
واجهة الآلة البشرية (HMI)
واجهة الآلة هي واجهة آلة قابلة للبرمجة. يسمح الجهاز للمشغل بالاتصال مباشرة بنظام الآلة لمراقبة المدخلات والمخرجات وممارسة التحكم.
وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)
تُستخدم وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بشكل شائع في الأتمتة حيث تكون المدخلات اليدوية محدودة ولا تتطلب واجهات متقدمة. كانت أجهزة التحكم المبكرة هذه تُبرمج عادةً باستخدام منطق السلم وكانت مصممة لتكون سهلة الاستخدام. إذا كنت تفهم منطق التتابع السلكي، فستشعر بالراحة عند برمجة هذا الجهاز. يمكن إجراء البرمجة من جهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر اتصال تسلسلي أو USB.
مدخلات ومخرجات الحافلة الميدانية
تتكون الحافلة الميدانية من سلسلة من الأجهزة الميدانية المتصلة بالشبكة والتي تتواصل بشكل تسلسلي عبر حافلة بتردد 31.25 كيلوهرتز. في نظام الحافلة الميدانية، يمكن للأجهزة استخدام زوج من الأسلاك لتمرير البيانات بين بعضها البعض ونظام التحكم المضيف. مع الحافلة الميدانية، لا تقتصر بياناتك على المتغيرات المقاسة، بل تشمل أيضًا بيانات التشخيص ورسائل الحالة والإنذارات.
منتجات السلامة الصناعية
لقد أدى تزايد الأتمتة في المصانع إلى خلق تحديات وفرص جديدة تتعلق بالسلامة. وتشمل التحديات إبعاد العمال عن الأجزاء المتحركة والقدرة على إيقاف الآلات على الفور في حالة الطوارئ. وباستخدام نفس المكونات الموجودة في الأتمتة، صمم المصنعون معدات أمان عالية التقنية لسد الاحتياجات والثغرات.
ستائر ضوئية للسلامة
توفر ستائر الضوء الآمنة الحماية للآلات الآلية من خلال استشعار شعاع الضوء من خلال وجود ضوئي كهربائي. في حالة تدمير الشعاع، يتم إرسال إشارة توقف إلى وحدة التحكم في الآلة.
أزرار التوقف في حالات الطوارئ
لا تعد مفاتيح إيقاف الطوارئ الكهروميكانيكية (أزرار إيقاف الطوارئ) مفاتيح ضغط عادية. تم تصميم زر الضغط لإيقاف الطوارئ على شكل زر أحمر يمكن التعرف عليه بسهولة على خلفية صفراء وله شكل فطر سهل الاستخدام. وهو متصل مباشرة بجهات الاتصال المغلقة عادة للحمل الخطير، وبالتالي يكون الإيقاف فوريًا.
كابلات وتوصيلات التوصيل
تعتمد مكونات الآلة على الكابلات لتوزيع الطاقة ونقل الاتصالات. تم تصميم الكابلات لتوصيل المعدات والتوصيل دون تداخل الترددات الراديوية (RFI) والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI). الموصلات عبارة عن قوابس في كل طرف من الكابل. الموصلات عبارة عن أسلاك مغلقة. يمنع التدريع التداخل. يمكن تصميم الكابلات حسب الطلب لتلبية المواصفات الهندسية والكهربائية للآلة. قد يلزم غالبًا تكوين عدد الكابلات المطلوبة لإنجاز كل العمل داخل الآلة على هيئة مجموعة أو حزمة. تتوفر مجموعة متنوعة من أنظمة إدارة الكابلات لحل مشكلة تشابك الكابلات الفوضوي.
الاتصالات الآلية
اليوم، يتم تصنيع آلات آلية تحتوي على مجموعة كبيرة ومتنوعة من المكونات القادرة على الترابط. أصبح الاتصال أحد الاعتبارات الأساسية عند تصميم الآلات. يتم نقل الاتصالات الشبكية من مكون إلى آخر أو من نظام إلى آخر عبر إشارات تناظرية و/أو رقمية أو بروتوكولات اتصالات صناعية أخرى. من خلال الاتصالات اللاسلكية أو السلكية، تتبع اتصالات الآلات بروتوكولات اتصال موحدة.
تمامًا كما أن لديك عنوان شارع، فإن أجهزة الكمبيوتر الآلية وأجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة وأجهزة التحكم الذكية الأخرى تحتوي على بطاقة واجهة الشبكة (NIC) وعنوان بروتوكول الإنترنت (IP) مع رمز وصول فريد للجهاز (MAC).
هناك بروتوكولان رئيسيان للاتصالات متاحان للبناء:
- بروتوكول بيانات المستخدم (UDP)
- بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP)
الكلمة الأساسية هنا هي "مبني على". تتم إضافة بروتوكولات مختلفة إلى الأجهزة وفقًا لوظيفتها المحددة. تمكن بروتوكولات الشبكة الأجهزة من التعرف على المعلومات والاتصال بها ومشاركتها.