تقنية PLCnext الرّبط بين عالَمي التّحكم الصّناعيّ وتكنولوجيا المعلومات IT

 مقدمة:

نتعرّف في هذا المقال بشكلٍ موسّع  بعض التّقنيّات الجديدة للوحة PLC المُصنّعة من شركة Phoenix Contact، حيث قدّم مارتن بورز (Martin Boers) خبرته وتجربته في هذا المنتج الجديد المزوّد بتقنية PLCnext.

رابط الفيديو:

 

ما هي تقنية PLCnext؟

تعتمد هذه اللوحة في البرمجة على لغات :
(Ladder (LAD
Function Block Diagram (FBD
(Structured Text (ST
(Sequential Function Chart (SFC
ولكن الشّيء الفريد والمميّز في هذه التّقنية إمكانيّة برمجتها باستخدام لغات عالية المستوى كلغات: C++،  C#،Rust ،Java ، والمحاكاة على برنامج ماتلاب(MATLAB Simulink) والذي منح المبرمجين تحكّماً مُطلَقاً باختيار لغة البرمجة التي يستخدمونها.

يوضّح لوحة PLCnext مع الّلغات البرمجيّة المُتاحة.
لوحة PLCnext مع الّلغات البرمجيّة المُتاحة.

استدعى ظهور إنترنت الأشياء (IOT)، وإنترنت الأشياء الصّناعيّة (IIOT)، وCyber Security، والحلول المعتمدة على المنطق الضبابي (cloud-based) مثل: Proficloud و Amazon وجود تقنيّات جديدة، ومن هنا بدأت الخطوات لابتكار تقنيّة PLCnext.

التحكّم باستخدام PLCnext (العتاد الصّلب):

يُمثّل متحكّم AXC F 2152 المتكامل مع معالج ARM المستوى الابتدائي للدخول في الـ plcnext ، فإلى جانب التوسيعات الموجودة في الجانب الأيمن من وحدة المعالجة المركزية (CPU)، تملك PLCnext منفذاً للملحقات الإضافيّة (PCI) متوضّعة على الجانب الأيسر من CPU، وهذا يعني إمكانيّة إضافة شبكة إيثرنت خارجيّة وبالتّالي القدرة على فصل بيانات الآلة عن البيانات المكتبيّة.

يوضح متحكم. AXC F 2152
متحكم. AXC F 2152

وبالنسبة للمتحكّمات عن بعد (Remote Field Controller (RFC 4072S الأكثر تكلفةً و جذباً، فتعتبر أحد أكثر نماذج الـPLC فعاليّةً في السوق اليوم، حيث تنتشر بشكلٍ واسعٍ في صناعة عنفات الرياح نظراً لقدرتها على التعامل مع الإجراءات الحسابيّة المعقّدة، كما ويُعتبر أول متحكّم PLCnext عالي الأداء،

فالتحكّم على نطاق المصنع مع مراعاة أعلى درجات الأمان الذي يتمثّل بمستوى الأداء  (Performance Level) ومستوى تكامل الأمان (Safety Integrity Level)، مما يعني إنجاز البرمجة الآمنة والمعياريّة باستخدام أداة برمجة واحدة.

يوضّح متحكّم RFC 4072S.
متحكّم RFC 4072S.

ومن خلال القدرة على إضافة 63 منفذ دخلٍ وخرجٍ منها 32 منفذ رقمي و8 منافذ تشابهيّةٍ ومنافذ للنّقل التسلسلي، ويصبح بالإمكان إنشاء أنظمةٍ بآلاف المداخل والمخارج وبالتّالي إنتاج برامج ضخمةٍ، وعن طريق استخدام محوّل تتمكّن وحدة CPU الخاصّة بـPLCnext من الاتّصال بمداخل ومخارج phoenix  واستخدام المداخل والمخارج القديمة لأغراضٍ أخرى، وبالتّالي توفير ساعات من إعادة التّوصيل وزمن إعادة الاختبار، كما وتستخدم تقنيّة PLCnext منصة تحكّمٍ مفتوحةٍ مشكّلةً ما تتوقّعه شركة phoenix أن يكون أداة تحكّمٍ مستقبليّة.

تعمل هذه ال PLC  باستخدام نظام التشغيل Linux .

مثّلت الثورة الصناعية الرابعة تحولاً بالطريقة التي تُنتَج بها المنتجات بفضل تحسين وتطوير عمليّة التّصنيع، ولتلبية هذه المتطلبات أُعيد تصميم تقنية PLCnext من البداية والتركيز على بيئات التطوير، حيث أدى اعتماد نظام التشغيل Linux إلى المرونة في البرمجة بحيث يمكن للمشاريع أن تتضمّن البرمجة بالّلغة القياسية للوحات PLC وهي Ladder Logic للمهام اليوميّة، واستخدام لغة Java وc++ وغيرها من لغات البرمجة لكتابة البرامج النصية، بحيث يمكن التعامل مع المشاكل الأكثر تعقيداً، كما أن تواجدها مجتمعةً يقدّم  الأفضل للمبرمجين والمستخدمين.

يوضح قدرة PLCnext على التعامل مع عدة أنظمة تشغيل.
قدرة PLCnext على التعامل مع عدة أنظمة تشغيل.

يُعتبر نظام Linux أيضاً قادراً على التعامل مع الزمن الحقيقي، وتعتمد هذه التقنية على وجود طبقاتٍ ذكيّة بين التطبيقات ونظام التّشغيل وذلك مع إمكانيّة استخدام المكوّنات وتبادل البيانات بشكلٍ متزامنٍ في الزّمن الحقيقي، وسواءً أُنشئ البرنامج وفق بيئات معتمدة على معايير اللّجنة الدوليّة الالكتروتقنية (IEC) أو بلغة عالية المستوى أو في بيئة محاكاة الماتلاب، يكون المطوّر قادراً على تحديد الأداة الأكثر ملاءمةً للمتطلّبات أو الدّمج بين عدّة أدواتٍ لتحقيق شيءٍ مميّزٍ فعلاً، وكما هو متوقّع فإنّ تقنية PLCnext تعمل مع بروتوكولات النّقل الشائعة وأنظمة Fieldbus systems – Profibus، Profinet، CAN،Modbus وجميعها ضمن قائمةٍ طويلةٍ من المعايير الحاليّة، كما ستعمل مع المعايير المستقبلية، والتقنيّات المعتمدة على السحابة (CLOUD) ، وإلى جانب تطبيقات صناعة عنفات الرياح فإنّ PLCnext دخلت مجال المنافسة في صناعة السيّارات التي تتعامل مع تجميع المركبات، وحتى في التحكّم في الأفعوانية في مدن الملاهي التي تكون فيها السلامة أمراً بالغ الأهمية؛ فإنّ متحكّم RFC 4072S يمكنه تحقيق أشياء رائعةً، وكل هذا في وحدةٍ واحدة.

برمجيّات PLCnext:

يشير هذا إلى مكان كتابة وترجمة الكود البرمجيّ الخاصّ بالمشروع بلغة البرمجة التي تريدها، بحيث يكون لدى مبرمجي PLC التقليديّين القدرة على فهم إعدادات العتاد الصلب لدى جهازك، علاوةً على أنه يمكن دمج برامج c++ لتحقق معايير اللجنة الدولية الإلكتروتقنية   IEC)international Electrotechnical Commission) الخاصّة بالبرمجة من خلال استيراد مكتباتٍ من متجر PLCnext.

البيئة البرمجية للـ PLCnext.
البيئة البرمجية للـ PLCnext.

متجر PLCnext:

يوفّر متجر PLCnext الحلول البرمجيّة وخاصةً للأتمتة الصناعيّة ويزيد من قدرات المشروع .

متجر PLCnext.
متجر PLCnext.

يستطيع مطورو تكنولوجيا المعلومات الذين يستخدمون برنامج Eclipse استخدام البرامج النصيّة (scripts) الخاصّة بهم والمكتوبة بلغات ++c#، c  أو برمجيّات مفتوحة المصدر من موقع GitHub، وتحويل البرنامج إلى مكتبة ليتمكّن مستخدمو البرمجيّات التابعة لمعايير ال IEC فيما بعد من استيراد التوابع الخاصّة والتعامل معها كبرنامجٍ مكتوبٍ بلغة Ladder Logic بحيث يستخدمونها خلال أكوادهم البرمجيّة الخاصة بهم.

يمكن تنزيل بعض المكتبات من قسم المطوّرين.

موقع GitHub.
موقع GitHub.

بعيداً عن المكتبات و الحلول البرمجيّة يمكنك تحميل تطبيقات تشغيليّة وأخرى خاصّة بالملحقات، وهذا يسرّع عملية تطوير التطبيقات أو تحويل PLCnext إلى متحكّم خاص بحلول التحكّم الآلي بدون الحاجة لأيّة برمجة. يمكنك الاستفادة من التطبيقات المتوفّرة في متجر PLCnext كما يمكنك تحميل التطبيقات الخاصة بك.

التطبيقات في متجر PLCnext.
التطبيقات في متجر PLCnext.

مجتمع PLCnext:

يعتبر مجتمع PLCnext مكاناً مميّزاً فهو يمثّل المكان الذي يمكننا من خلاله تبادل الخبرات، والتعلم عن طريق استخدام الأدلّة والبرامج التعليميّة.

نموذج لمجتمع PLCnext.
نموذج لمجتمع PLCnext.

فبمجرّد إنشاء البرنامج يمكنك نشرهُ على مدوّنة المنتجين، وبالتالي يمكنك المشاركة والفخر بما تنجزه.

قائمة بالمشاركين والناشرين.
قائمة بالمشاركين والناشرين.

تُعد مدونة المنتجين (Makers Blog) والمنتدى طرُقاً مفيدة لحل المشاكل، لأنّه عند القدرة على التواصل مع الآخرين بتنسيقٍ معيّن مفتوح يعني الحصول على حلول عمل مختلفة لنفس المشكلة بدلاً من حلٍّ واحد عامّ شامل والّذي قد يكون غير مرنٍ، مع العلم أنّ نشر الاستفسارات في المنتدى Forum لن يؤدي إلى جذب انتباه مهندسي شركة Phoenix Contact فحسب بل أيضاً جذب الأفراد وذوي الأفكار المتشابهة والبحث عن حلّ لمشاكلهم، بحيث تسمح هذه المنصّة للمستخدمين مشاركة الأفكار والحلول بسهولة.

منتدى Forum الـ PLCnext.
منتدى Forum الـ PLCnext.

المصدر:هنا
ترجمة:سارة خضر, مراجعة:علي العلي, تدقيق لغوي:مي همدر, تصميم: علي العلي, تحرير:قحطان غانم.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *