logo

logo

logo

logo

logo

المؤتمت الصناعي القابل للبرمجة

موتمت صناعي قابل برمجه

Programmable Logic Controller / PLC - Automate programmable industriel / API

المؤتمت الصناعي القابل للبرمجة

 

المؤتمت جهاز إلكتروني يماثل حاسوباً بسيطاً له إمكانية التعامل مع المنظومات الصناعية وقيادتها مباشرة وفق برنامج يُخزن في ذاكرة المؤتمت.

لمحة تاريخية

ظهرت المؤتمتات الصناعية القابلة للبرمجة programmable logic controllers في بداية السبعينيات من القرن العشرين مع ظهور الدارات الإلكترونية الدقيقة عالية التكامل VLSI، وخاصة المعالجات الصغرية microprocessors. وتطورت من حيث التقانات المستخدمة فيها ومن حيث حجومها وطرائق برمجتها. وتستخدم اليوم في كثير من المنظومات الصناعية أو المنظومات ذات الاستخدام العام مثل المصاعد الكهربائية أو أنظمة التكييف المركزي.

المنظومة الصناعية، هي منظومة يمكنها تنفيذ مجموعة أعمال متتالية تحقق عملية متكاملة. مثال ذلك عملية تعبئة حبوب الدواء في قوارير معدة لهذا الغرض، حيث تصطف القوارير المعقمة عند بداية سير متحرك، ثم يجري تعبئتها بعدد محدد من الحبوب، واحدة بعد أخرى أو مجموعة فمجموعة من القوارير. ومن ثم يُضخُّ فيها هواء معقم ويوضع على فوهة كل قارورة لاصق إغلاق محكم، واحدة بعد أخرى أو مجموعة فمجموعة. ثم تغلق كل منها بغطاء معدني أو لدائني أو غيره. ويلصق على كل منها ورقة تعريف، ثم توضع كل قارورة في علبة ورق مقوى معدة لهذا الغرض. وبعد ذلك يوضع عدد محدد من القوارير في صندوق كرتوني أو ما شابه. وتُنقل الصناديق إلى مستودع التخزين. 

يمكن لجهاز واحد أن يقوم بمجمل عمليات تعبئة الدواء السابقة، من العملية الثانية حتى العملية السابعة. وهذا الجهاز يمكن أن يكون جزءاً من خط إنتاج الدواء. ولكي يبدأ السير المتحرك بالحركة يجب أن تكون هناك قوارير، ولكي يضع الجهاز العدد المحدد من الحبوب في القارورة ويجب أن تكون القارورة في المكان المناسب، ولن تنتقل القارورة من هذا المكان قبل أن يوضع فيها العدد المحدد من الحبوب، وهكذا. وعليه فإن الجهاز يقوم بأفعال (تحريك السير، وضع الحبوب في القارورة… إلخ) بناء على معلومات (وجود القارورة في المكان المناسب، اكتمال عدد الحبوب… إلخ). ومن ثم تجري قيادة هذا الجهاز وفق خطوات (برنامج) تنفذ بالتتالي، كل خطوة تنتهي بفعل عند تحقق المعلومات اللازمة لهذا الفعل.

أما المعلومات فأغلبها من النمط الاثناني binary، أي يمكن تمثيلها إما بـ c0، وإما بـ c1. فالقارورة موجودة على مدخل السير المتحرك أو لا. وكذلك الأفعال هي في أغلبها من النمط الاثناني، فالسير متحرك أو متوقف. وفي بعض الأحيان ـ وهي قليلة ـ تكون المعلومات قيمة متغيرة ضمن مجال محدد، مثل درجة الحرارة، وكذلك الأفعال متغيرة الشدة ضمن مجال محدد من نمط سرعة الحركة. ولكن الغالبية العظمى من المنظومات الصناعية هي من النمط الاثناني من حيث المعلومات والأفعال. تصدر المعلومات عن محسّات sensors وتقوم بالأفعال مفعلات (محركات، صمامات) actuators وكلها مكونات داخل المنظومة نفسها. تحرّض المفعلات عن طريق تجهيزات استطاعة إلكترونية، مثل ترانزيستورات استطاعة. ويختلف عدد المحسات في كل منظومة صناعية بحسب كبرها وتعقيد عملياتها وكذلك عدد المفعلات.

المؤتمت ووظيفته: تجري قيادة هذه المنظومات بوساطة المؤتمتات الصناعية القابلة للبرمجة التي تتألف من ثلاث كتل رئيسية هي: (1) كتلة الدخل: التي تستقبل المعلومات من المنظومة، و(2) كتلة الخرج التي تتصل بتجهيزات الاستطاعة power devices في المنظومة لتنفيذ الأفعال، و(3) كتلة المعالجة المؤلفة من معالجات صغرية [ر] يمكن برمجتها وفقاً لخطوات عمل المنظومة، وهي الكتلة المركزية في المؤتمت. يتبع عدد المداخل في المؤتمت لحجم المؤتمت وهو في أغلب الأحيان يكون في مجتزآت modules، يمكن إضافتها حتى عدد معين، وكذلك الأمر بالنسبة لعدد المخارج. ويرتبط عدد المداخل والمخارج بحجم المنظومة الصناعية المراد أتمتتها. وتكون المداخل إما إثنانية، وإما مداخل تستقبل قيماً تمثيلية analog متغيرة ضمن مجال محدد. وكذلك الأمر بالنسبة إلى المخارج. توصل المداخل إلى مخارج المحسات مباشرة، وتوصل مخارج المؤتمت إلى موصلات الاستطاعة إلى المفعلات مباشرة. يمكن وصل المؤتمت إلى حاسوب عادي لبرمجته، أو إلى جهاز برمجة خاص، أو قد يتضمن المؤتمت وسيلة برمجته. ويمكن وصله مع طابعة للحصول على تقارير محددة.

يمكن ربط المؤتمت مع المنظومة/المنظومات الصناعية بوساطة شبكة صناعية خاصة (تماثل شبكات الحواسيب ولكنها أقل تعقيداً) تسمح أيضاً بربط المنظومات الصناعية (عبر محسّاتها ومفعّلاتها)، وربط الطرفيات الاعتيادية إليها مثل الطابعة أو شاشات المراقبة. ومن أشهر الشبكات الصناعية شبكات: ModBus, Profibus, CANopen [ر. المنظومة الصناعية المحوسبة].

الشكل (1) نماذج مختلفة لمؤتمتات صناعية

ولما كانت المنظومات الصناعية تعمل في أوساط قاسية من حيث الضجيج الإلكتروني ومن حيث درجات الحرارة أو الرطوبة، فإن على المؤتمتات الصناعية أن تتحمل العمل في هذه الأوساط.  وكذلك فإن المؤتمتات تستخدم من قبل فنيين من خلفيات مختلفة، ميكانيكية أو كهربائية أو كيمياوية، لذا فعليها أن تكون بسيطة الاستخدام، من حيث وصلها مع المنظومة الصناعية ومن حيث برمجتها.

برمجة المؤتمت: يجري ذلك باستخدام لغات خاصة بسيطة، من أشهرها:

مخططات الدرج (LD)ladder diagram: وهي لغة بيانية تشبه مخططات الدارات الكهربائية القائمة على الحواكم والملفات، يمكن تعلمها بسهولة لمن يعمل في المجالات الكهربائية. يتألف البرنامج من مجموعة خطوات مترابطة. وهي أكثر اللغات استخداماً في الأتمتة الصناعية.

لغة لائحة التعليمات (IL) instruction list: وهي لغة تشبه لغة «المجمّع» الخاصة بالمعالجات الصغرية.

لغة النص المركب (ST) structured text: وهي لغة تشبه لغات البرمجة المتقدمة الخاصة بالحاسوب.

لغة المخططات الصندوقية الوظيفية (FBD) function bloc diagram: وهي لغة تستخدم صناديق يمكن ربطها ببعضها، لكل صندوق وظيفة محددة لتحقيق عمليات معقدة نسبياً.

لغة المخططات الوظيفية التتابعية (SFC) sequential function charts: وهي لغة بيانية تسمح بالتوصيف الوظيفي لعمليات الأتمتة وبرمجتها. تسهّل هذه اللغة العمليات التفرعية والمعقدة، وتسمح بمراقبة سير العمليات في الزمن الحقيقي.

نور الدين شيخ عبيد

 

 الموضوعات ذات الصلة:

 

الحاسوب ـ الشبكات الحاسوبية ـ الشبكات الصناعية المحوسبة ـ المعالجات الصغرية.

 

 مراجع للاستزادة:

 

ـ نور الدين شيخ عبيد، الأتمتة الصناعية والمؤتمتات القابلة للبرمجة (المركز العربي للتعريب والترجمة والتأليف والنشر، المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم، 2001).

- BNFATTI-MONARI_SAMPIERI, ICE 1131-3 Programming Methodology (CJ International 1997).

- KENNETH B. REXFORD, PETER R. GIULIANI, Electrical Control for Machines (Technology 2003).


التصنيف : التقنيات (التكنولوجية)
النوع : تقانة
المجلد: المجلد التاسع عشر
رقم الصفحة ضمن المجلد : 833
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 513
الكل : 29625116
اليوم : 5126

الاتحادية

الاتحادية   الاتحادية أو الفدرالية Fédéralisme نظرية ترى أن الاتحاد الحرّ بين أفراد البشر والجماعات والدول هو الشكل المثالي للحياة الاجتماعية والاقتصادية والسياسية. ومن خصائصها الاتجاه نحو إحلال علاقات التنسيق محل علاقات التبعية، أو على الأقل، تضييق نطاق هذه الأخيرة ما يمكن، وإحلال المشاركة محل الإكراه، والإقناع محل الأمر، والقانون محل القوة. والمظهر الأساسي لهذه النظرية هو التعددية، واتجاهها الأساسي التنسيق، والمبدأ الناظم لها هو التضامن. وإذا كان المبدأ الديمقراطي يهدف إلى الغاية نفسها، لأنه يتجه إلى إشراك الأفراد في تكوين القرارات التي تلزمهم، فإن الديمقراطية لاتعنى إلا بمشاركة الأفراد على أنهم أفراد. أما الفكرة الاتحادية فتتجه إلى تغليب مشاركة الجماعات والدول.
المزيد »