وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة - PLC

ما هي وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة؟

وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC): هي جهاز كمبيوتر مصمم خصيصاً للعمل بشكل موثوق في البيئات الصناعية القاسية، مثل: درجات الحرارة القصوى، الظروف الرطبة والجافة والمغبرة. تُستخدم (PLC) لأتمتة العمليات الصناعية مثل خط تجميع في مصنع التصنيع، أو مصنع معالجة المواد الخام، أو محطة معالجة مياه الصرف الصحي.

تشترك (PLC) في العديد من الميزات مع الكمبيوتر الشخصي. فكلاهما يحتوي على مصدر طاقة ووحدة معالجة مركزية (CPU) ومدخلات ومخرجات (Input / Output) وذاكرة وبرنامج تشغيل (على الرغم من أنه برنامج تشغيل مختلف).

من أكبر الاختلافات هي أن (PLC) يمكنه أداء وظائف منفصلة ومستمرة لا يستطيع الكمبيوتر القيام بها، وأن (PLC) أكثر ملاءمة للبيئات الصناعية الخشنة. يمكن اعتبار (PLC) بمثابة كمبيوتر رقمي قوي يدير العمليات الكهروميكانيكية للبيئة الصناعية.

تلعب (PLC) دورًا مهمًا في مجال الأتمتة، وذلك باستخدام نظام (SCADA).

تتمثل الميزة الرئيسية لـ (PLC) على نظام التحكم السلكي “الذي يتم باستخدام الأسلاك” في أنه يمكنك العودة وتغيير (PLC) بعد برمجته، بتكلفة قليلة (تكلفة وقت المبرمج فقط)، أما في نظام التحكم ذي الأسلاك، يتعين عليك في الأساس قطع الأسلاك والبدء من نقطة الصفر (وهو أكثر تكلفة ويستغرق وقتًا أطول).

مكونات وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة:

1.الهيكل:

في جميع أنظمة (PLC)، يشكل الهيكل أهم وحدة ويعمل بمثابة العمود الفقري للنظام. تتوفر (PLC) بأشكال وأحجام مختلفة، يحتوي الهيكل على وحدات الإدخال والإخراج فعندما يتم استخدام (PLC) في أنظمة تحكم أكثر تعقيداً، فإنها تتطلب هيكل أكبر.

2.وحدة إمداد الطاقة:

تستخدم هذه الوحدة لتوفير الطاقة المطلوبة لنظام (PLC) بأكمله، حيث يقوم بتحويل طاقة التيار المتردد المتاحة (ِAC) إلى طاقة التيار المستمر (DC) التي تتطلبها وحدة المعالجة المركزية ووحدة الإدخال والإخراج، تعمل (PLC) بشكل عام على مصدر تيار مستمر بجهد 24 فولت،وقليل من (PLC) يستخدم مصدر طاقة معزول.

3.وحدة المعالجة المركزية والذاكرة: 

تحتوي وحدة المعالجة المركزية (CPU) على معالج مركزي وذاكرة (ROM) و (RAM). تتضمن ذاكرة (ROM) نظام التشغيل وبرامج التشغيل وبرامج التطبيقات، وتستخدم ذاكرة (RAM) لتخزين البرامج والبيانات.

4. وحدة الإدخال والإخراج:

يمكن أن تكون أجهزة الإدخال إما أزرار تشغيل وإيقاف، أو مفاتيح (switches)، وما إلى ذلك، ويمكن أن تكون أجهزة الإخراج عبارة عن سخان كهربائي، وصمامات، وما إلى ذلك.

5. وحدة الاتصال (Communication Interface Module):

تكمن وظيفتها في:

• نقل المعلومات بين وحدة المعالجة المركزية وشبكات الاتصال.

• تساعد وحدات الاتصال هذه على الاتصال بوحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة وأجهزة الكمبيوتر الأخرى الموضوعة في مكان بعيد.

أنواع وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة:

• fixed PLC: تحتوي على عدد ثابت من وحدات الإدخال والإخراج وبطاقات الإدخال والإخراج الخارجية.

• Modular PLC: يسمح هذا النوع من (PLC) بزيادة استيعاب (PLC) لمدخلات ومخرجات أكثر من خلال إضافة (Module)، وهو أسهل في الاستخدام لأن كل مكون مستقل عن الآخر.
  

من أشهر الشركات المصنعة:

•  Allen Bradley.

•  ABB.

•  Siemens.

•  Hitachi OLC.

تطبيقات وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة:

• مصانع أتمتة العمليات،مثل: التعدين والنفط والغاز.

• صناعة الزجاج.

• صناعة الورق.

• صناعة الأسمنت.

• في السخانات (Boiler) “محطات توليد الطاقة الحرارية”.

برمجة وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة:

يتكون برنامج (PLC) من مجموعة من التعليمات إما في شكل نصي أو رسومي، والتي تمثل المنطق الذي يحكم العملية التي تتحكم فيها (PLC). هناك تصنيفان رئيسيان للغات برمجة (PLC):

1- اللغات النصية:

• Instruction list.

• Structured text.

2- اللغات الرسومية:

• (Ladder Diagrams (LD.

• (Function Block Diagram (FBD.

• (Sequential Function Chart (SFC.

على الرغم من أنه يمكن استخدام جميع لغات برمجة (PLC) هذه لبرمجة (PLC)، إلا أن اللغات الرسومية تُفضل عادةً على اللغات النصية، وتعتبر لغة (Ladder Diagrams) الأسهل والأكثر استخداماً.