مبدأ عمل جهاز التحكم PLC

جهاز تحكم PLC ، المعروف أيضًا باسم جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة ، هو نظام إلكتروني تشغيل الحوسبة الرقمية مصمم خصيصًا للاستخدام في البيئات الصناعية.هنا مقدمة مفصلة عن ذلك:

مبدأ العمل

يعمل PLC في وضع المسح الدوري ، والذي يتكون أساسا من ثلاث مراحل: أخذ عينات المدخل ، وتنفيذ البرنامج ، وتحديث المخرج. خلال مرحلة أخذ عينات المدخل ،PLC يقرأ حالة جميع إشارات المدخلات في سجل الصورة المدخلةفي مرحلة تنفيذ البرنامج، بعد التسلسل المنطقي لبرنامج المستخدم،يتم قراءة البيانات من سجل الصور المدخلة وغيرها من السجلات الداخلية للمعالجة ومن ثم يتم كتابتها في سجل الصور الخارجيفي مرحلة تحديث الإخراج ، يتم نقل البيانات في سجل الصورة الإخراج إلى قفل الإخراج ، ثم يدفع الحمل الخارجي من خلال وحدة الإخراج.

هيكل التكوين

وحدة المعالجة المركزية (CPU): هذه هي المكون الأساسي لجهاز التحكم الآلي ، على غرار الدماغ البشري ، والذي يستخدم لتنفيذ برامج المستخدم ، وإجراء العمليات المنطقية ، ومعالجة البيانات ،وتنسيق عمل مختلف الأجزاءيقرأ إشارات الإدخال، ويقوم بحسابات وفقا لتعليمات البرنامج، ثم يخرج النتائج إلى المكونات المقابلة.

· الذاكرة: تشمل ذاكرة برنامج النظام وذاكرة برنامج المستخدم. تستخدم ذاكرة برنامج النظام لتخزين برامج النظام من PLC ، مثل برامج المراقبة ، برامج التجميع ، إلخ.بشكل عام، يتم تثبيته في ذاكرة القراءة فقط (ROM) من قبل الشركة المصنعة ؛ يتم استخدام ذاكرة برنامج المستخدم لتخزين برامج التحكم التي كتبها المستخدم ،ويمكن أن تكون في شكل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو ذاكرة فلاش (EEPROM)، والتي هي مريحة للمستخدمين لتعديل وحل البرامج.

وحدة الإدخال / الإخراج (وحدة الإدخال / الإخراج): هذا هو الجسر الذي يربط PLC بالأجهزة الخارجية.يتم استخدام وحدة الإدخال لاستقبال إشارات مثل كميات المفتاح والكميات التناظرية من الخارج، وتحويلها إلى إشارات رقمية يمكن لجهاز التحكم الآلي معالجتها داخليًا.يحول الإشارات الرقمية داخل PLC إلى إشارات يمكن للأجهزة الخارجية أن تتلقاها، مثل إشارات الكمية المفتاح، إشارات الكمية التناظرية، وما إلى ذلك، للتحكم في المحركات مثل المعاملات، والمركبات، والصمامات الكهربائية، والمحركات.

· وحدة الطاقة: توفر طاقة متواصلة مستقرة لجميع أجزاء اللوحة التحكمية. المدخل عادة ما يكون مصدر طاقة متردد ، والذي يتم تحويله من قبل وحدة الطاقة إلى طاقة متواصلة ، مما يوفر الطاقة إلى وحدة المعالجة المركزية ،الذاكرةوحدات الإدخال والإخراج، الخ

حقول التطبيق

· التحكم في الأتمتة الصناعية: في صناعة التصنيع ، يتم تطبيقها على نطاق واسع في خطوط الإنتاج المختلفة ، مثل تصنيع السيارات ، تصنيع المعدات الإلكترونية ، معالجة الأغذية,الخ يستخدم للسيطرة على تشغيل معدات الإنتاج، ونقل المواد، وتفتيش جودة المنتجات،تحقيق الأتمتة والذكاء في عملية الإنتاج، وتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج. على سبيل المثال، في خط إنتاج تجميع السيارات، يمكن لـ PLC التحكم في حركات الأذرع الميكانيكية،تشغيل سلسلة النقل، وتشغيل أدوات التجميع المختلفة، مما يضمن التجميع الدقيق لمكونات السيارات.

· التحكم في العملية: في صناعات العملية مثل الكيمياء والنفط والطاقة ، يستخدم للسيطرة على معايير العملية مثل درجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق ومستوى السائل.من خلال جمع الإشارات التناظرية من الموقع، من خلال حساب ومعالجة PLC ، يتم التحكم في أجهزة التنفيذ مثل صمامات التحكم ومحولات التردد ،ضمان بقاء معايير العملية ضمن النطاق المحدد وضمان سلامة واستقرار عملية الإنتاجعلى سبيل المثال، في نظام التحكم في برج التقطير في البتروكيماويات، PLC ضبط تلقائيا معدل تغذية، معدل تدفق،وكمية التدفئة على أساس معايير درجة الحرارة والضغط في الجزء العلوي والسفلي من البرج، لتحقيق فصل دقيق ومراقبة جودة المنتجات.

· التحكم في المصعد: يستخدم هذا لتنفيذ التحكم المنطقي في المصعد، بما في ذلك اختيار الطابق، التحكم في باب المصعد، التحكم في الحركة صعودا وهبوطا،وكذلك وظائف حماية السلامةيقوم PLC بتنسيق عمليات المكونات المختلفة بناءً على حالة تشغيل المصعد وتعليمات تشغيل الركاب.ضمان عمل المصعد بأمان وكفاءة.

المزايا والخصائص

· موثوقية عالية: يتبنى التصميم المتكرر وتكنولوجيا مكافحة التداخل، مما يتيح التشغيل المستقر في البيئات الصناعية القاسية.يمكن أن يصل متوسط الوقت الخالي من التوقف إلى عشرات الآلاف من الساعات أو حتى أكثر.

· مرونة عالية: يمكن للمستخدمين تعديل منطق التحكم والوظائف بمرونة من خلال البرمجة وفقًا لمتطلبات التحكم الفعلية.بدون الحاجة إلى تعديلات واسعة للجهاز.

· البرمجة بسيطة: عادةً ما يتم اعتماد لغات برمجة بسيطة وسهلة الفهم مثل مخططات السلالم وقوائم التعليمات.والتي تشبه مخططات التحكم الكهربائي وسهلة للتقنية الهندسية.

· وظائف قوية: لا تسمح فقط بالتحكم المنطقي، بل تدعم أيضا العمليات الحسابية ومعالجة البيانات وشبكات الاتصالات ووظائف أخرى.التي يمكن أن تلبي المتطلبات المعقدة للسيطرة الصناعية.