PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) باعتبارها المعدات الأساسية في مجال الأتمتة الصناعية، فإن وظائف التحكم في الحركة والتحكم في الموضع الخاصة بها لتحقيق -دقة عالية، -عملية إنتاج آلية عالية الكفاءة أمر بالغ الأهمية.
أولاً، نظرة عامة على التحكم في الحركة PLC
يشير التحكم في الحركة PLC إلى استخدام PLC في حركة المعدات الميكانيكية للتحكم الدقيق والمستقر والقابل للبرمجة. تسمح هذه الوظيفة لـ PLC بالتحكم في الموضع والسرعة والتسارع والمعلمات الأخرى لمعدات الحركة (مثل المحركات ومحركات المؤازرة وما إلى ذلك) لتحقيق مسار الحركة المطلوب ومنطق الحركة. يستخدم التحكم في الحركة على نطاق واسع في العديد من الصناعات مثل تصنيع الآلات والتعبئة والطباعة والمنسوجات وتجهيز الأغذية وما إلى ذلك، وهو وسيلة مهمة لتحقيق الأتمتة الصناعية والذكاء.
1. المبدأ الأساسي للتحكم في الحركة
المبدأ الأساسي للتحكم في الحركة PLC هو الحصول على حالة حركة المعدات الميكانيكية من خلال إشارات الإدخال (مثل مستشعرات الموضع، وأجهزة استشعار السرعة، وما إلى ذلك)، ثم معالجة إشارات الإدخال وفقًا لخوارزميات التحكم المحددة مسبقًا لإنشاء إشارات تحكم لقيادة المشغل (على سبيل المثال، المحركات المؤازرة، والمحركات السائر، وما إلى ذلك) لتحقيق التحكم في حركة المعدات الميكانيكية. في هذه العملية، يكون PLC، باعتباره وحدة التحكم الأساسية، مسؤولاً عن استقبال ومعالجة إشارات الاستشعار المختلفة وتنفيذ منطق التحكم وإصدار أوامر التحكم لتحقيق التحكم الدقيق في المعدات الميكانيكية.
2. الوظائف الرئيسية للتحكم في الحركة
يحتوي التحكم في الحركة PLC على مجموعة متنوعة من الوظائف، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
- التحكم بالمحور:قادرة على التحكم في محاور الحركة المتعددة (مثل المحور X-، والمحور Y-، والمحور Z-، وما إلى ذلك) للحركة المتزامنة أو غير المتزامنة، لتحقيق توليد مسار حركة معقد.
- تخطيط المسار:وفقًا لمعلمات المسار المحددة مسبقًا (مثل نقطة البداية، ونقطة النهاية، والسرعة، والتسارع، وما إلى ذلك)، قم بإنشاء المسار تلقائيًا لضمان تحرك المعدات الميكانيكية وفقًا للمسار المحدد مسبقًا.
- التحكم في السرعة والتسارع:التحكم الدقيق في سرعة وتسارع المعدات الميكانيكية لتلبية متطلبات العمليات المختلفة.
- التحكم في عزم الدوران أو القوة:في حالة الحاجة إلى التحكم في عزم دوران خرج المعدات الميكانيكية أو مناسبات القوة، يمكن لـ PLC أيضًا توفير وظائف التحكم المقابلة.
3. أنواع التحكم في الحركة
وفقًا لاستخدام مصادر الطاقة المختلفة، يمكن تقسيم التحكم في الحركة إلى الفئات التالية:
- التحكم في الحركة الكهربائية:أخذ المحرك الكهربائي كمصدر للطاقة، والتحكم في تشغيل المحرك الكهربائي من خلال محركات المؤازرة، ومحولات التردد وغيرها من المعدات لتحقيق التحكم في حركة المعدات الميكانيكية.
- التحكم في الغاز-السائل:الغاز والسوائل كمصدر للطاقة، من خلال طرق النقل الهوائية والهيدروليكية وغيرها للتحكم في حركة المعدات الميكانيكية. هذه الطريقة مناسبة للأحمال الكبيرة والسرعات العالية.
- التحكم في الحركة الحرارية:استخدام الوقود (الفحم والنفط وغيرها) كمصدر للطاقة، من خلال محرك الاحتراق الداخلي والمحرك البخاري وغيرها من المعدات لتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية، ودفع حركة المعدات الميكانيكية. وهذا النهج أقل استخدامًا في الأتمتة الصناعية، ولكن لا تزال هناك تطبيقات في بعض المجالات الخاصة.
ثانياً، التحكم في موضع PLC بالتفصيل
يعد التحكم في الموضع جزءًا مهمًا من التحكم في الحركة PLC، ولكنه أيضًا طريقة تحكم متقدمة شائعة في مجال التحكم الصناعي. يتم استخدامه بشكل أساسي للتحكم في المعدات الميكانيكية في موقع محدد للتوقف وتحديد المواقع بدقة لتلبية متطلبات الدقة لعملية الإنتاج.
1. المبدأ الأساسي للتحكم في الموقف
المبدأ الأساسي للتحكم في الموضع هو اكتشاف الانحراف بين الموضع الحالي للمعدات الميكانيكية والموضع المستهدف، وضبط إخراج المحرك وفقًا لخوارزمية التحكم، بحيث تقترب المعدات الميكانيكية تدريجيًا من الموضع المستهدف، وفي النهاية تحقيق تحديد المواقع بدقة. في التحكم في موضع PLC، تشتمل المحركات شائعة الاستخدام على محركات مؤازرة ومحركات متدرجة.
2. أنواع التحكم في الموقف
وفقًا لآليات التغذية الراجعة المختلفة، يمكن تقسيم التحكم في الموضع إلى نوعين من التحكم في الحلقة-المفتوحة والتحكم في الحلقة-المغلقة:
- فتح-التحكم في الحلقة :إنه يشير إلى طريقة التحكم بدون آلية التغذية المرتدة للموضع. بهذه الطريقة، يرسل PLC أوامر التحكم وفقًا لمعلمات المسار المحددة مسبقًا، ويتحرك المشغل وفقًا للأوامر، ولكنه لا يكتشف ويصحح الموضع الفعلي. يعد التحكم في الحلقة المفتوحة - مناسبًا للمناسبات التي لا تتطلب دقة موضعية عالية، مثل التحكم البسيط في حركة الموضع.
- التحكم في الحلقة المغلقة-:يشير إلى طريقة التحكم مع آلية ردود الفعل الموقف. بهذه الطريقة، يقوم PLC بالكشف في الوقت الحقيقي- عن الموقع الفعلي للمعدات الميكانيكية من خلال مستشعر الموضع، ومقارنته بالموضع المستهدف، وفقًا للانحراف، وضبط تعليمات التحكم، بحيث تقترب المعدات الميكانيكية تدريجيًا من الموضع المستهدف. يتميز التحكم في الحلقة-المغلقة بدقة وثبات موضعيين أعلى، ويستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب-تحديد موضع عالي الدقة.
3. أمثلة تطبيقية للتحكم بالوضعية
يحتوي التحكم في الموضع PLC في مجال الأتمتة الصناعية على مجموعة واسعة من أمثلة التطبيقات، مثل:
- التحكم في أدوات الآلة:في الأدوات الآلية عالية الدقة -(مثل مراكز التصنيع وأدوات الآلات CNC، وما إلى ذلك)، يتم استخدام PLC من خلال التحكم في المحركات المؤازرة لتحقيق أداة مخرطة CNC على السكين والتحكم في حركة قطعة العمل، لضمان دقة وكفاءة المعالجة.
- التحكم بالروبوت:الروبوت هو أحد معدات الأتمتة الصناعية الشائعة، ويمكن لـ PLC تحقيق التحكم في حركة الروبوت، بما في ذلك التحكم في الموقع والتحكم في السرعة والتحكم في التسارع، وما إلى ذلك، بحيث يمكن للروبوت أن يكون متوافقًا مع المسار المحدد مسبقًا لفهم قطعة العمل ووضعها بدقة.
- مراقبة آلات التعبئة والتغليف:في آلات التعبئة والتغليف، PLC من خلال التحكم في سرعة الناقل ودقة تحديد المواقع، لضمان وصول المنتج بدقة وبشكل صحيح إلى محطة التعبئة والتغليف، وإكمال عملية التعبئة والتغليف.
ثالثًا، التطوير المستقبلي للتحكم في الحركة والتحكم في الموضع PLC
مع التطوير المستمر للأتمتة الصناعية، سيكون التحكم في الحركة PLC والتحكم في الموضع أكثر تكاملاً وذكاءً واتجاهًا شبكيًا.
- اندماج:سيحقق مستقبل PLC المزيد من التكامل بين وظائف التحكم، مثل التحكم في الحركة والتحكم المنطقي والتحكم في التسلسل ووظائف أخرى في واحد، لتحسين كفاءة التحكم واستقرار النظام.
- ذكي:بمساعدة تقنية الذكاء الاصطناعي، سيتمتع PLC بقدرات-التعلم الذاتي والتكيف الذاتي-، وفقًا للموقف الفعلي في عملية الإنتاج لضبط معلمات واستراتيجيات التحكم تلقائيًا لتحسين دقة التحكم واستقراره.
- الشبكات:مع تطور الإنترنت الصناعي، سيحقق PLC وظائف المراقبة والتحكم عن بعد، حتى يتمكن المستخدمون من فهم حالة تشغيل المعدات في أي وقت وفي أي مكان والتحكم والإدارة عن بعد، لتحسين مرونة التحكم والوقت الفعلي-.
باختصار، يعتبر التحكم في الحركة والتحكم في الموضع بواسطة PLC أحد التقنيات الأساسية في مجال الأتمتة الصناعية، وأهميته- بديهية. من خلال الابتكار التكنولوجي المستمر وتوسيع التطبيقات، سوف يلعب PLC دورًا أكثر أهمية في التطوير المستقبلي للأتمتة الصناعية.