ما هي الوحدات التي تشتمل على PLC؟
يتكون PLC بشكل أساسي من الوحدات التالية:
وحدة المعالجة المركزية:تعمل وحدة المعالجة المركزية كوحدة أساسية في PLC. وتشمل وظائفها الأساسية معالجة إشارات الإدخال، وتنفيذ تعليمات البرنامج، والتحكم في إشارات الإخراج، وتوفير قدرات المراقبة والتشخيص. تشتمل وحدة وحدة المعالجة المركزية (CPU) عادةً على وحدة معالجة مركزية وذاكرة وواجهات اتصال.
وحدة الإدخال:تقوم وحدات الإدخال بجمع الإشارات الخارجية مثل إشارات الاستشعار، وإشارات الأزرار، وإشارات التبديل، وما إلى ذلك. وتشمل بشكل عام واجهات الإدخال، ودوائر معالجة الإشارات، ودوائر العزل.
وحدة الإخراج:تتحكم وحدات الإخراج في الأجهزة الخارجية مثل تشغيل المحركات أو التحكم في الأضواء أو إخراج إشارات الإنذار. وهي تشتمل عادةً على واجهات الإخراج ودوائر التشغيل ودوائر العزل.
وحدة إمداد الطاقة:توفر وحدة إمداد الطاقة الطاقة الكهربائية لنظام PLC، مما يضمن التشغيل السليم. ويشمل بشكل عام مصادر طاقة التيار المتردد والتيار المستمر.
وحدة الاتصالات:تمكن وحدة الاتصال نظام PLC من تبادل البيانات مع الأجهزة الأخرى، مثل أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة، عبر واجهات مثل Ethernet أو المنافذ التسلسلية أو USB. ويتضمن عادةً واجهات الاتصال وبروتوكولات الاتصال ودوائر معالجة البيانات.
أجهزة البرمجة:تُستخدم أجهزة البرمجة لتحميل البرامج في نظام PLC أو تعديل البرامج الموجودة، مثلاً من خلال برامج البرمجة أو منافذ البرمجة أو بطاقات الذاكرة. تشتمل أجهزة البرمجة عمومًا على برامج البرمجة ومنافذ البرمجة وكابلات البرمجة.
باختصار، يتكون نظام PLC من وحدات متعددة. تشكل وحدة المعالجة المركزية ووحدات الإدخال ووحدات الإخراج المكونات الأساسية، بينما تعمل وحدة إمداد الطاقة ووحدة الاتصال وجهاز البرمجة كوحدات مساعدة. معًا، يشكلون الهيكل الكامل لنظام PLC.
مبدأ عمل PLC
PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) هو نظام تحكم في الأتمتة الصناعية قادر على إدارة معدات الأتمتة الصناعية المختلفة. ويمكن تقسيم مبدأ التشغيل إلى ثلاثة أجزاء: معالجة المدخلات، وتنفيذ البرنامج، والتحكم في المخرجات.
معالجة المدخلات:تقوم وحدات إدخال PLC بجمع الإشارات الخارجية، مثل إشارات المستشعر، وإشارات الأزرار، وإشارات التبديل، وما إلى ذلك. وتقوم وحدات الإدخال بمعالجة الإشارات المكتسبة من خلال عمليات مثل التصفية، وتقليل الضوضاء، والتضخيم، والانعكاس لضمان دقة الإشارة واستقرارها. يتم بعد ذلك إرسال الإشارات المعالجة إلى وحدة المعالجة المركزية الخاصة بـ PLC.
تنفيذ البرنامج:عند استقبال إشارات الإدخال، تقوم وحدة المعالجة المركزية (CPU) الخاصة بـ PLC بالتحكم المنطقي بناءً على تعليمات مبرمجة مسبقًا. برامج PLC هي برامج مكتوبة بواسطة المستخدم - لتنفيذ وظائف التحكم المنطقي المتنوعة. أثناء تنفيذ البرنامج، تقوم وحدة المعالجة المركزية بمعالجة إشارات الإدخال وفقًا لتعليمات البرنامج والعلاقات المنطقية، ثم تتحكم في حالة إشارات الإخراج بناءً على النتائج.
التحكم في الإخراج:تتحكم وحدة إخراج PLC في الأجهزة الخارجية، مثل تشغيل المحركات، أو التحكم في الأضواء، أو توليد إشارات الإنذار. تحدد وحدة المعالجة المركزية حالة إشارات الإخراج بناءً على منطق البرنامج وتنقل هذه الحالة إلى وحدة الإخراج. تتحكم وحدة الإخراج في الأجهزة الخارجية عن طريق تنظيم مستويات الجهد في منافذ الإخراج الخاصة بها.
يمكن تلخيص مبدأ عمل PLC ببساطة على النحو التالي:يتم جمع إشارات الإدخال من خلال وحدات الإدخال، وتقوم وحدة المعالجة المركزية بمعالجة هذه الإشارات وإخراج إشارات التحكم بناءً على منطق البرنامج، وتتحكم وحدات الإخراج في الأجهزة الخارجية. نظرًا لقابليته للبرمجة والموثوقية والمرونة، أصبح PLC عنصرًا حيويًا في أنظمة التحكم في الأتمتة الصناعية الحديثة، ويتم تطبيقه على نطاق واسع في مختلف مجالات الأتمتة الصناعية.
ما هي المراحل الخمس لعملية تشغيل PLC؟
يمكن تقسيم عملية تشغيل PLC إلى المراحل الخمس التالية:
مرحلة الحصول على المدخلات:تقوم وحدات الإدخال الخاصة بـ PLC بجمع الإشارات الخارجية، مثل إشارات المستشعر، وإشارات الأزرار، وإشارات التبديل، وما إلى ذلك. بعد خضوعها للمعالجة مثل التصفية، أو التضخيم، أو الانقلاب، يتم إرسال إشارات الإدخال إلى وحدة المعالجة المركزية الخاصة بـ PLC.
مرحلة المعالجة:عند استقبال إشارات الإدخال، تقوم وحدة PLC CPU بتنفيذ التحكم المنطقي بناءً على تعليمات مبرمجة مسبقًا. أثناء تنفيذ البرنامج، تقوم وحدة المعالجة المركزية بمعالجة إشارات الإدخال وفقًا لأوامر البرنامج والعلاقات المنطقية، ثم تتحكم في حالات إشارة الإخراج بناءً على النتائج.
مرحلة التحكم في الإخراج:تتحكم وحدات إخراج PLC في الأجهزة الخارجية، مثل تشغيل المحركات، أو التحكم في الأضواء، أو توليد إشارات الإنذار. تحدد وحدة المعالجة المركزية PLC حالة إشارة الخرج بناءً على التحكم المنطقي للبرنامج وتنقل هذه الحالة إلى وحدة الخرج. تتحكم وحدة الإخراج في الأجهزة الخارجية عن طريق تنظيم مستوى الجهد في منافذ الإخراج.
مرحلة معالجة الاتصالات:يتواصل PLC مع الأجهزة الأخرى عبر واجهات مثل الشبكات أو المنافذ التسلسلية أو USB. تتضمن هذه المرحلة تبادل البيانات بين PLC والمعدات الأخرى-مثل أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة-من خلال واجهات الاتصال هذه.
مرحلة الصيانة التشخيصية:يوفر PLC وظائف مثل مراقبة الحالة، والإنذارات التشخيصية، وتعديل البرنامج لتمكين المستخدمين من تشخيص نظام PLC وصيانته. تشمل هذه المرحلة عمليات المستخدم مثل مراقبة حالة النظام واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتعديل البرامج.
تشكل هذه المراحل الخمس سير العمل الأساسي لـ PLC. وهي مترابطة وتتفاعل مع بعضها البعض، وتشكل بشكل جماعي العملية التشغيلية الكاملة لنظام PLC.