مقدمة عامة عن البرمجة المنطقیة أو التحكم المنطقي المبرمج (plc)


#1

التحكم الصناعي المبرمج

ما ھي تقنیة التحكم الصناعي المبرمج؟

ھي تقنیة تتحكم في جھاز إلكتروني یستخدم في عملیات الأتمتة في الأنظمة الصناعیة كالتحكم بآلیة عمل خطوط الإنتاج في مصنع ما ، و على عكس أنظمة الكمبیوتر التقلیدیة ً فقد صمم لیلائم ظروفا أكثر صعوبة من حیث مجالات تحمل درجات الحرارة والغبار والأتربة ومقاومتھا لظروف التشویش الكھرطیسي وغیرھا من ظروف الانضغاط والاھتزاز المیكانیكي . تتحكم بعمل ھذه المتحكمات برامج مخزنة في ذواكر للقراءة فقط . وال PLC ھو مثال ھام لأنظمة الزمن الحقیقي Real Time Systems حیث یكون الخرج استجابة مباشرة لدخل معین خلال زمن محدد مدروس ، وإذا لم تتم ھذه الاستجابة فذلك سیؤدي إلى أخطاء في عملیة التحكم الموكلة إلیھ ، و لذلك ، صمم ببنیة من الحاكمات الرقمیة التسلسلیة .

تطوره و اختراعه:

لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السیارات الأمریكیة التي احتاجت وحدة للتحكم فریدة من نوعھا ، ً ھائلة من وكانت تستخدم ھذه المصانع قبل اختراعھ أعدادا المؤقتات والحاكمات ومتحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مھام التحكم و تتالي الأوامر الرقمیة وحمایة قیمھا من التشویش ، ً ولكن التطور السنوي المصاحب للطرازات والنماذج المنتجة ً جعل من عملیة تطویر النظام الصناعي أمرا باھظا سنویا ً للوقت ، كما كانت تتطلب عملیة إعادة تأھیل أنظمة ومضیعا الحاكمات لخبرات كھربائیة مكثفة ودقیقة لكي تعیدھا إلى وضعیتھا المثلى في العمل ، وفي عام ١٩٦٨ طرحت شركة ً لنظام یحل محل نظام الحاكمات جنرال موتورز طلبا َ والمسمى بـ Hard-Wired Relay ً المستخدم سابقا . System.

اذن ، اخترع الـ PLC لیحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات والمؤقتات ، وحینھا ، أمكن لجھاز واحد من الـ PLC أن یبرمج لیأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، وقد تبنت ھذا الجھاز مجموعات كبیرة من معامل تصنیع السیارات حیث تم استبدال عملیة إعادة تأھیل ً PLC في الحاكمات ببرنامج یحمل دوریا لوحدات التحكم حال تطویر المنتج المصنع .

واتخذ تطویر ھذا الجھاز مناحي عدة على مر السنین ، حیث أصبح یلبي حاجات أكثر لعملیات التحكم المتتالي للحاكمات والحركات والمعالجات وأنظمة توزیع المھام والشبكات ، كما أن القدرات الفریدة لھذا الجھاز بتخزین البیانات و المعطیات ( وعملیات الأرشفة ) وبمعالجة الأوامر والعملیات وبالتواصل مع أكثر من وحدة وتناقل المعطیات معھا جعلت ً للكمبیوتر ، ولكن المنافسة أخذت فیما بعد منھ منافسا حقیقیا شكل صداقة وعلاقة ودیة بعدما تمكن المصنعون أن یجعلوا منھما وحدة متكاملة لتراسل المعطیات والتحكم المتبادل لتحقیق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعیة .

أنواع الـ PLC:

یوجد الكثیر من أنواع الـ PLC و شكرات كثیرة جدا أصدرت إصدارات و برامج و سوفت ویرات للتحكم بالمنشاات مثل ما ذكرنا أعلاه بعض الشركات المصنعة Siemens Shnider LG Omeron Ecrozer و یوجد الكثیر و لكن أفضل شركة ھي Siemens طبعا إن الشركة الأفضل تصنف حسب عدة أمور منھا: قوة برامجھا و توافقھا مع كل الأجھزة و القطع الصناعیة و نوع الوصلة المستخدمة بین الكمبیوتر و الجھاز و البروتوكول المستخدم في نقل البیانات بین البرنامج و الجھاز … طبعا منتجات شركة Siemens متعددة و كثیرة جدا مثل LOGO!Soft Comfort و المستوى الأعلى Step7 و أیضا یقسم إلى عدة أقسام S7200 S7250 … S7350 فرضا لدي منشأة كیف سأختار الشركة المناسبة لمنشأتي؟ یجب إختیار الشركة المناسبة لك استنادا لعدة أمور و منھا:
١) توافقیته مع الأجھزة التي تعمل في المنشأة ، حیث تكون بعض الأجھزة غیر قابلة للتحكم بھا عن طریق ھذا الجھاز ، ً بینما یكون الآخر قادرا ولكن بحاجة لنوعیة معینة من الـ PLC فتبقى علیك حینھا مھمة البحث عن الجھاز الأفضل والأكثر توافقیة .

٢ ) ظروف وبیئة العمل التي سیوضع فیھا الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشویش الكھرطیسي ، الغبار و الأتربة ، الاھتزاز المیكانیكي … الخ ) حیث تتفاوت الـ PLC في . ً قدراتھا على مقامة ھذه الظروف تبعا لأنماطھا وتطبیقاتھا .

٣ ) عدد الأجھزة المراد التحكم بھا عن طریق وحدة الـ PLC ، حیث تتفاوت كذلك الوحدات فیما بینھا من حیث مداخل ومخارج المعطیات والتیارات المصاحبة لھا وأنواعھا ( مستمر أو متناوب ) .

٤ ) الوظائف المراد إیعازھا إلى الـ PLC حیث توفر ً الشركات المصنعة مزایا إضافیة لكل نموذج تبعا للوظائف التي ستوكل إلیھ ، مثل العدادات السریعة أو ساعات الزمن الحقیقي . ودراسة ھذا الموضوع ضروري حیث ستكتشف أن ً ٍ المصنع قد یوفر لك نموذجا یغنیك عن كیان مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائھ بشرائك لمتحكم بمیزة وظیفیة إضافیة

بعض الأنظمة الفرعیة في تقنیة الـ PLC

١- الـ HMI … ما ھي ؟

ن من أھم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي ھو القدرة الدائمة على التحكم بھذا النظام وإعطائھ بیانات ومعلومات ً ، عند عن حالة النظام الذي یتحكم بھ عند الحاجة لذلك ، فمثلا قیادة سیارة أو مركبة معینة یستخدم السائق المقود للتحكم بجھة العجلات ، وبالتالي جھة المركبة ، والمكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتھا ، ویقوم بعملیة التحكم ھذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجھة الزجاجیة للسیارة ومؤشر السرعة : إذن ، یتكون الواجھة والمؤشر السرعة ھي أدوات السائق لتحقیق تحكم أفضل بمھام المركبة . تسمى واجھة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو الشركات وتوفر ، Human Machine Interface المصنعة مجموعات ضخمة من ھذه الأجھزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بین الفني المراقب لعمل المصنع ونظام التحكم .

٢- أنظمة سكادا: SCADA Systems

ن واجھات التفاعل المباشر ما بین نظام التحكم و العنصر البشري تتطلب برمجیات فائقة في القدرة لتحقیق ھذا الغرض و الملاءمة مع المزایا التي توفرھا الواجھة ، وبالتالي : كان ً نظام SCADA نظاما كمبیوتریا رائعا لتحقیق الھدف ، حیث ً ً PLC یتیح تحكما كاملا بجمیع الوحدات الموصولة مع الـ وذلك باستخدام جھاز كمبیوتر بعید عن مكان التصنیع ، و Supervisory Control and Data لـ اختصار الاسم Acquisition أو نظام كسب المعطیات والتحكم التوجیھي .