هل ترغب في تعلم خوارزميات برمجة PLC؟ نقدم لك هذا الدليل الشامل لفهم أساسيات برمجة PLC، بما في ذلك معالجة إشارات التبديل، الإشارات التناظرية، وإشارات النبضات. هذا المقال مصمم خصيصًا لمحترفي الأتمتة الصناعية الذين يرغبون في تحسين مهاراتهم وتقنياتهم.
أساسيات خوارزميات PLC: كيفية التعامل مع أنواع الإشارات المختلفة
في عالم برمجة PLC، يُعتبر إتقان ثلاثة أنواع أساسية من الإشارات أمرًا بالغ الأهمية: إشارات التبديل، الإشارات التناظرية، و إشارات النبضات. من خلال فهم هذه الإشارات بعمق، يمكنك استكشاف جميع الإمكانيات التي توفرها أنظمة PLC في الأتمتة الصناعية وتحقيق أقصى استفادة منها.
فهم الأساسيات: ثلاثة أنواع رئيسية من الإشارات في برمجة PLC
إشارات التبديل: أساس التحكم في PLC
تُعرف إشارات التبديل أيضًا بالإشارات المنطقية، حيث تمثل حالات ثنائية: 0 أو 1، تشغيل أو إيقاف. يُعد هذا النوع من التحكم الأكثر استخدامًا في أنظمة PLC.
- الهدف: الهدف من التحكم في إشارات التبديل هو توفير مخرجات بناءً على المدخلات الحالية وتسلسلها التاريخي. يتيح ذلك التحكم التتابعي، وهو يعمل على تشغيل النظام وفقًا لترتيب معين.
- الأنواع: يمكن تقسيم التحكم التتابعي إلى عمليات يدوية، شبه آلية، وآلية، ويشمل أنظمة موزعة، مركزية، أو هجينة.
الإشارات التناظرية: التعامل مع البيانات المتغيرة
تمثل الإشارات التناظرية الكميات الفيزيائية المتغيرة باستمرار مثل الجهد، التيار، الضغط، السرعة، والتدفق.
- التحويل: تتم تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية باستخدام المستشعرات والمحولات. على سبيل المثال، يمكن تحويل درجة الحرارة من 0 إلى 100 درجة مئوية إلى قيمة رقمية.
- الأنواع القياسية: من أشهر الإشارات المستخدمة هي 4-20mA، 1-5V، و0-10V. تتعامل وحدات الإدخال/الإخراج التناظرية (A/D و D/A) مع تحويل هذه الإشارات إلى قيم رقمية.
- أنواع التحكم: تشمل التحكم التناسبي، التحكم في التغذية المرتدة، و التحكم الضبابي.
إشارات النبضات: القوة الدافعة للتحكم الدقيق
تُستخدم إشارات النبضات في التحكم في المواقع والحركة، حيث تتراوح بين 0 (منخفض) و1 (مرتفع) بترددات محددة.
- التطبيق: يمكن التحكم في دوران محرك خطوة باستخدام إشارات النبضات عن طريق حساب عدد النبضات المطلوبة. على سبيل المثال، إذا كان المحرك يحتاج إلى 10,000 نبضة لكل دورة وكان المطلوب هو 90 درجة، فإن عدد النبضات سيكون 2500.
حساب الإشارة التناظرية: دقة وتحويل البيانات
فهم دقة الإشارة وكيفية تحويل البيانات بشكل صحيح هو جزء أساسي في معالجة الإشارات التناظرية. يتضمن المدى والدقة الشائعة للإشارات التناظرية:
- من -10 إلى 10 فولت: دقة 6000، يتم تحويل الإشارة إلى قيم تتراوح من -3000 إلى 3000.
- من 0 إلى 10 فولت: دقة 12000، يتم تحويل الإشارة من 0 إلى 12000.
- من 4 إلى 20mA: نفس دقة 12000، يتراوح النطاق من 0 إلى 12000.
نصائح عملية لأسلاك المدخلات التناظرية
- استخدم أسلاك مزدوجة ملتوية مع درع، لكن تجنب توصيل الدرع.
- قم بعمل دائرة قصيرة للمدخلات غير المستخدمة بين أطراف VIN و COM.
- عزل خطوط الإشارة التناظرية عن خطوط الطاقة لتقليل التداخل.
- استخدم الفلاتر عندما تكون خطوط الطاقة مشوشة.
- تأكد دائمًا من تشغيل وحدة الـ CPU قبل الحمل.
حساب إشارات النبضات: التحكم في المواقع والحركة
تُستخدم إشارات النبضات بشكل كبير للتحكم في المحركات الخطوية والمحركات السيرفو.
التحكم في الزاوية لمحركات الخطوة
لحساب عدد النبضات المطلوبة لكل دورة:
- العدد الإجمالي للنبضات = إجمالي النبضات لكل دورة × (الزاوية المطلوبة ÷ 360°).
التحكم في المسافة لمحركات الخطوة
لحساب المسافة المطلوبة باستخدام محركات الخطوة:
- عدد النبضات = المسافة المحددة ÷ (المحيط ÷ النبضات لكل دورة).
التحكم في الموقع: دقة متناهية في الحركة
يتم دمج التحكم في الزاوية والمسافة لتنفيذ حركة دقيقة، مما يتيح تحكمًا أكثر دقة في المواقع.
تقنيات متقدمة لبرمجة PLC: تحسين الأداء
نصائح لتكوين Control Expert
- تمكين “Hot Standby” للأنظمة الحرجة.
- مزامنة البيانات بفعالية لتقليل تحميل الشبكة.
- اختبار أوقات التبديل باستخدام أدوات المحاكاة لتحسين الأداء.
لماذا تعتبر خوارزميات برمجة PLC أساسية في الأتمتة الصناعية؟
فهم خوارزميات PLC أمر ضروري لاستكشاف الإمكانيات الكاملة لأنظمة PLC، مما يساهم في تحسين الكفاءة و الدقة و الموثوقية في الأتمتة الصناعية. من إدارة الإشارات التناظرية المعقدة إلى تنفيذ التحكم الدقيق في النبضات، فإن إتقان هذه التقنيات يضمن عمليات سلسة في تطبيقات متنوعة.
