المكوّنات الماديّة للمتحكّمات المنطقيّة القابلة للبرمجة PLC

ستتعرّف في هذا المقالِ إلى جهازِ PLC والأجهزةِ المرتبطةِ به.في البدءِ، سنتحدثُ عنْ مُصطلحِ (PLC) ومعناه.

(PLC): وهو اختصارٌ لـ (Programmable Logic Controller) الذي يعني: المتحكّمات المنطقيّة القابلة للبَرمجةِ.

يتكون جهازُ PLC من حاسوبٍ مع مجموعةٍ  من الأجهزةِ الملحقة (العتاد الصلب) التي قد تكون مدمجةً ضمنَ الـ PLC أو يمكن توصيلُها به في أيِّ وقت.
قبل أنْ نتعمقَ في الشرح، من الجيِّد أن نناقشَ كيفيّةَ إدراجِ الـPLC ومكانَه،  في التّطبيقات الصّناعيةّ، وعمَّا عوّضَ هذا الجهاز.

أجهزة إقلاع المحرّكات – Motor Starter (1960s):

مخطّطُ جهاز إقلاع محرك نموذجي  يعود  إلى ستّينات القرن العشرين.
سيُخبرك أيُّ فنّي كهرباء أنّه عندَ الضغط على زر  Start)- تشغيل) في المرحلةِ (1) سيتم تشغيلُ الريليه M ثُمَّ المحرّك، بافتراض عدمِ وجود أحمالٍ زائدة (Overloads) وهي المرحلة (2).

يبقى المحرّك في حالة عملٍ حتى تحرير زر التّشغيل start وذلك لأنّ مجموعةً من تماسّات الريليه M ستُغلق في المرحلة (3).

وبالضغطِ على زر (Stop) – إيقاف تُفتح الدارةُ الكهربائيّة للريليه M ويتوقف المحركُ عن العمل.

أجهزة الإقلاع Motor Starter في الوقت الحالي:

استُبدِلت اليومَ العديدُ من دارات إقلاعِ المحركات بأجهزة الـ PLC،كما أنّه من المثير للاهتمام أنّ العديدَ من التجهيزات السّابقة أصبحت متّصلةً بـ PLC، إذْ يتم تضمين مفاتيح التّشغيل والإيقاف ، وتماسّات الأحمال الزائدة (Overload Contacts) المعروفة اختصاراً بـ OL، والريليات (Relays) في وحدات ملحقة (توسيعات) بالمتحكّمات المنطقيّة القابلة للبرمجة PLC.

– المكوّنات الماديّة لأجهزة PLC:

حسناً، الآن سنلقي نظرةً على ما  نعنيه بمصطلح PLC Hardware.
يعني هذا المصطلح: المكوّنات الماديّة للمتحكّمات المنطقيّة القابلة للبرمجة.
المكوّنات الماديّة لـ PLCتتضمّن ما يلي:

المعالج: Processor.
وحدة التغذية الكهربائيّة: Power Supply.
وحدات الدَّخل والخرْج: Input\Output Modules.
جهاز البرمجة: Programming Device.

الآن لنلقِ نظرةً على كلّ جزء من هذه المكوّنات.

أولاً: وحدة التغذية الكهربائيّة – Power Supply:

تُوصل وحدةُ التغذية الكهربائيّة بمأخذ التيارِ المتناوب لمنبع الجهد.

يكون في خرج وحدة التغذية جهدٌ مستمرٌّ يُستخدم لتغذية جميعِ الوحدات الموصولة بـ PLC.
وحدة التّغذية لا تقدّم الطاقةَ الكهربائيةَ للتجهيزات الميدانيّة الأخرى (مشغّلات أو حساسات).

ثانياً : وحدات الدخل والخرج I\O Modules:

تُوصَلُ وحداتُ الدخلِ والخرجِ بالتجهيزاتِ الأخرى الرقميّةِ والتشابهيّةِ.
تتضمّن أجهزةُ الدخلِ المفاتيحَ والمشفّراتِ وأجهزةَ الإرسالِ. أّمَّا أجهزةُ الخرجِ النّموذجيّةِ فهي الريلياتُ والمصابيحُ والصّماماتُ.

ثالثاً : المعالج Processor :

يتكوّن المعالجُ من وحدةِ المعالجة المركزيّة التي تُعرف اختصاراً بـ CPU والذّاكرة.
يتّخذ القسم الخاصّ بالمعالج القراراتِ اللازمةَ لمراقبةِ الأجهزةِ المتّصلةِ وتشغيلِها بوحداتِ الدخلِ والخرج.

تستندُ هذه القراراتُ على برنامجِ مخزّنٍ في الذاكرة أنشأه المستخدمُ. كما تقومُ الذاكرةُ بتخزينِ البياناتِ التي تمثلُ حالةَ الدخلِ لكافّةِ الأجهزةِ الميدانيّة وتتضمن الأوامِر للتحكّمِ بالعملِ بأجهزةِ الإخراج.

رابعاً : جهاز البرمجة :

إنّ جهازَ البرمجةِ في التطبيقاتِ الصّناعيّةِ الحاليّةِ يتمثّل في الحاسوبِ المحمولِ Laptop ،أو الحاسوبِ المكتبيِّ، ويعمل على تسهيلِ عمليةِ إنشاء برامج صنع القرارِ الموجّهة إلى جهاز PLC.
من أمثلة تطبيقاتِ البرمجة الموجودة في الحواسيبِ المحمولة -برنامجُ Studio 500 لـ Allen Bradley PLC. وأيضاً SIMATIC لـ Siemens PLC Step7.

ملخّص:

– يتكوّن جهازُ PLC من حاسوبٍ مع العديدِ من الأجزاءِ الماديّة الملحقة، وقد تكون مضمّنةً فيه أو يمكن أن توصلَ بهِ.
– حلّت الـ PLC اليومَ مكانَ الكثير من الدّارات الكهربائيّة القديمة في التطبيقات الصّناعيّة، ولكن العديد من التجهيزات الأصليّة موصولةٌ بــ PLC .
– المكوّنات الماديّة لجهاز PLC هي: المعالج، ووحدةُ التغذية، ووحداتُ الإدخال والإخراج، وجهاز البرمجة.
– توفّر وحدة التغذية الموصولة بمأخذِ التيارِ المتناوبِ التّغذيةَ المستمرةَ لوحدات PLC ولكن ليس للأجهزة الحقليّة.
– توصَل وحداتُ الدَّخل والخرْج بالأجهزة الميدانيّة الرقميّةِ والتشابهيّةِ.
– يتكوّن المعالجُ من وحدة المعالجة المركزيّة والذّاكرة.
– جهاز البرمجة في التطبيقات الصّناعيّة الحاليّة هو حاسوبٌ محمول أو مكتبيٌّ.

---