دورة تدريبية تفصيلية:المتحكم المنطقى المبرمج PLC مبنية على ترجمة وإعداد كتاب W.Bolton - الصفحة 6

F.Abdelaziz · 01-09-2010, 01:47 AM

5-2-4 ألوظيفة (أو ألبوابة) ألمنطقية NAND :
أفترض (تخيل) أننا أتبعنا البوابة ANDببوابة NOT كما فى الشكل 5-12- أ .
نتيجة وجود البوابة NOT هو عكس أى خرج من البوابة AND.
وكطريقة بديلة يمكن الحصول على نفس النتيجة تماما بوضع بوابة NOT عند كل مدخل ثم نتبع ذلك ببوابة OR كما فى الشكل 5-12- ب .
وجدول الحقيقة كما فى الشكل .

لكى يكون الخرج 1 يجب أن يكون كل من A =0 و B=0 .
أى يتواجد الخرج عندما لا يوجد الدخل A ولا يوجد الدخل B .
هذا المزيج أو هذه التركبة أو التوليفة من البوابات تسمى البوابة NAND .

الشكل 5-13 يبين مخطط السلم للبوابة NAND .
عندما يكون كل من الدخل A = 0 والدخل B = 0 فإن الخرج يكون 1 .
وعندما يكون " كل من الدخل A = 1 والدخل B = " 1 أو "احدهما = 0 والاخر = 1 " فإن الخرج يكون = 0 .
مثال لنظام تحكم يستخدم البوابة NAND : هو نظام إنذار ضوئى (لماكينة عمل أدوات ) يعمل اذا : لم يتم تعشيق أو عمل مفتاح الحماية وأيضا لم يتم عمل مفتاح النهاية الدال على وجود قطعة العمل .

5-2-5 ألوظيفة (أو ألبوابة) ألمنطقية NOR

F.Abdelaziz · 01-09-2010, 01:47 AM

5-2-5 ألوظيفة (أو ألبوابة) ألمنطقية NOR
افترض (تخيل) أننا أتبعنا بوابة OR ببوابة NOT كما فى الشكل 5-14- أ .
نتيجة وجود البوابة NOT هو عكس أى خرج من البوابة OR .
وكطرايقة بديلة وتعطى نفس النتيجة تماما هى وضع بوابة نفى NOT بكل مدخل ثم بعد ذلك بوابة AND للمداخل المعكوسة كما فى الشكل 5-14- ب .
جدول الحقيقة كما فى الشكل .

التركيبة المكونة من البوابة OR والبوابة NOT يطلق عليها البوابة NOR.
يوجد خرج إذا لم يكن الدخل A أو الخل B = 1 . الشكل 5-15 يبين مخطط السلم لنظام البوابة NOR .
عند (عدم وجود كل من الدخل A والدخل ( B يوجد خرج = 1 .
إذا كان (أى من الدخل A أو الخل B = 1 ) فإن الخرج = 0 أى غير موجود .

5-2-6 ألوظيفة (أو ألبوابة) ألمنطقية "أو ألحصرية أو المنفردة أو المخصصة "(XOR)

F.Abdelaziz · 01-09-2010, 01:48 AM

5-2-6 ألوظيفة (أو ألبوابة) ألمنطقية "أو ألحصرية أو المنفردة أو المخصصة "(XOR)
البوابة OR تعطى خرج إذا كان (أى من الدخلين "أو"كلاهما = 1 ) . فى بعض الأحيان نحتاج إلى بوابة تعطى " خرج عندما يكون أى من الدخلين = 1 " و( لا تعطى خرج عندما عندما يكون كلاهما = 1 " أى يكون لها جدول الحقيقة المبين بالشكل .

هذه ألبوابة تسمى ألبوابة "أو الحصرية" XOR .
إحدى طرق ألحصول على مثل هذه ألبوابة هو استخدام ألبوابات NOT وAND و OR كما هو موضح بالشكل 5-16 .
الشكل 5-17 يبين مخطط السلم لنظام البوابة XOR.
فى حالة "عدم وجود الدخل A و الدخل B يكون الخرج = 0 ".
عندما "يعمل الدخل A فقط" يتسبب الفرع العلوى فى أن " يكون الخرج = 1" .
عندما "يعمل الدخل B فقط" يتسبب الفرع السفلى فى أن " يكون الخرج = 1" .
عندما " يعمل كل من الدخل A والدخل B" "لا يوجد خرج " .
فى هذا المثال من البوابات المنطقية يكون للدخل A وللدخل B مجموعتان من التلامسات بالدائرة , أحدهما يكون مفتوح عادى NO والآخر يكون مغلق عادى NC .
فى برمجة المتحكم PLC مسموح أن يكون للدخل عدد من التلامسات حسب الحاجة .

F.Abdelaziz · 01-09-2010, 01:50 AM

الفصل السابع
الريلاى الداخلى

المصدر : http://eeecb.com/vb/

نتناول ما يعرف بالريلاى الداخلى ويطلق عليه عدة مسميات مثل الريلاى المساعد auxiliary أو ألعلامات markers أو الأعلام flags أو الملفات coils أو خانة تخزين .
وهو من العناصر الخاصة الموجودة فى المتحكم PLC والمستخدمة على نطاق كبير فى برمجتة . المتحكم PLC الصغيرة قد تحتوى على مائة أو أكثر من الريلايات الداخلية .
7-1 الريلاى الداخلى :
يوجد فى المتحكم PLC عناصر تستخدم فى حفظ البيانات (وهى الخانات) وتتصرف مثل الريلاى فى كونها يمكنها التحويل بين التوصيل والفصل ON/OFF ومن ثم تشغيل وتبطيل أجهزة أخرى ومن هنا جاء الاسم "ريلاى داخلى ".
هذا الريلاى الداخلى لا يتواجد فى الحقيقة ولكنه مجرد خانة تخزين بالذاكرة (سجل) ولكنه يتصرف (يعامل) بنفس طريقة الريلاى , ويعامل فى البرمجة كما يعمل الريلاى الحقيقى أو الخارجى سواء فى الدخل أو فى الخرج .
وهكذا فإن المداخل إلى المفاتيح الخارجية يمكن أن تعطى خرج من ريلاى داخلى ,وينتج تلامسات للريلاى الداخلى يمكن إستخدامها مع مفاتيح الدخل الخارجية الأخرى لكى تعطى خرج لتشغيل محرك مثلا .
مثال :
فى الشكل 7-1 :
فى أحد أسطر(درجة)rung البرنامج :
الدخل إلى الدخل الخارجى يقوم بتشغيل ملف ريلاى داخلى كخرج .
وفى سطر آخر (فيما بعد) : كنتيجة للريلاى الداخلى كخرج فإن تلامساته تستخدم فى التحكم فى بعض المخارج . أى عند إستخدام الريلاى الداخلى يتم تشغيله فى أحد أسطر البرنامج ثم يستخدم خرجه فى تشغيل تلامسات فى سطر آخر أو أسطر أخرى من البرنامج .
يمكن برمجة الريلاى الداخلى بعدد تلامسات مصاحب له حسب الرغبة .
التفرقة بين الريلاى الداخلى والريلاى الخارجى تتم عن طريق إختلاف أنواع العناوين (والتسميات) والتى تختلف من صانع إلى اخر .
على سبيل المثال شركة متسوبيشى تستخدم الرموز M100, M101 بينما شركة سيمنس تستخدم F0.0, F0.1 وشركة تليميكانيك تستخدم B0, B1 وشركة توشيبا تستخدم
R000, R001 وشركة الن باردلى تستخدم B3/001, B3/002 .

7-2 برامج السلم
يمثل خرج الريلاى الداخلى ببرامج السلم برمز الخرج العادى وهو ( ) وبعنوان أو تسمية تدل على أنه ريلاى داخلى .
فعلى سبيل المثال شركة متسوبيشى تسمى M100 والحرف M ليدل على أنه ريلاى داخلى أو marker لتفرقته عن الريلاى الخارجى . تسمى وتعرف تلامسات التحويل للريلاى الداخلى كأجهزة دخل ورمزها هو | | وتعطى نفس عنوان ريلاى الخرج الداخلى مثل M100 .

7-2-1 حالات البرمجة بمداخل متعددة :
لبيان كيفية إستخدام الريلاى الداخلى لنعتبر الحالة التالية :
نظام يتم تشغيله عندما تتحقق مجموعتين مختلفتين من شروط المدخلات. قد نكون أمام مجرد برنامج لعمل بوابة منطقية من نوع AND ولكنه يعتبر مثال لاختبار أى عدد من المدخلات من حيث تحقيقها للشروط ومما يسهل هذه العملية إستخدام الريلاى الداخلى .
شروط المدخل الأول تستخدم لتعطى خرج لريلاى داخلى . هذا الريلاى له تلامسات مصاحبة له والتى تصبح عندئذ كجزء من شروط الدخل مع المدخل الثانى .

الشكل 7-2 يبين برنامج سلم لمثل هذه العملية او المهمة .

فى السطر الاول :
عندما يعمل (أو يوصل أو يغلق) الدخل الأول In 1 أو ORالدخل الثالث In 3 وAND الدخل الثانى In 2 فإن الريلاى الداخلى IR 1 يعمل . وتكون النتيجة تحويل تلامساته In 3 بالسطر الثانى .
فى السطر الثانى :
إذا تم توصيل الدخل الرابع In 4 تكون النتيجة وجود خرج من المخرج Out 1 .

مثل هذه المهمة يمكن تطبيقها على على نظام "رفع أتوماتيكى لحاجز عندما يقترب أى شخص من أى من الجانبين " .

الدخل الاول In 1 والدخل الثالث In 3 هما الدخلان من الحساسات الكهروضوئية والتى تكتشف (تستشعر – تحس) بوجود الشخص سواء مقتربا (دخول ) أومغادرا (خروج) من على جانبى الحاجز حيث يعمل الدخل الأول من أحد الجانبين والدخل الثالث من الجانب الآخر .

الدخل الثانى In 2 هو مفتاح السماح أو التمكين enable للنظام بالغلق لأسفل .

لذلك : عندما يعمل الدخل الأول In 1 أو OR الدخل الثالث In 3 و AND الدخل الثانى فسوف يعمل الريلاى الداخلى In 3 . ويتم غلق تلامساته .

إذا أحس أو أستشعر المدخل الرابع In 4 ( يمكن أن يكون ليمت سويتش أى مفتاح نهاية مشوار ) بأن الحاجز مغلق يعمل ويغلق تلامساته وتكون النتيجة وجود خرج من المخرج
Out 1 يصل إلى المحرك لرفع الحاجز .
أما إذا أحس المدخل الرابع (ليمت سويتش) بأن الحاجر مرفوع بالفعل (بسبب مرور شخص من خلاله فإنه يظل مفتوح ولا يكون هناك خرج من المخرج Out 1 ويمكن أن يقوم ثقل الموازنة بغلق الحاجز .
ومن هنا نرى أهمية الريلاى الداخلى فقد كان وسيلة الربط بين المداخل والمخرج .
الشكل 7-3-أ يبين نفس الشكل 7-2 ولكن بعناوين وتسميات شركة ميتسوبيشى بينما الشكل 7-3- ب لشركة سيمنس .

الشكل 7-4 يبين مثال آخر لبرنامج سلم يتعامل مع الريلاى الداخلى .
الخرج Output 1 يتم التحكم فيه عن طريق ترتيب معين من مجموعتان من المداخل .
السطر الأول يبين الريلاى الداخلى IR 1 والذى يعمل إذا تم عمل (غلق - توصيل) المدخل الأول input In 1 أو OR المدخل الثانى In 2 .
السطر الثانى يبين الريلاى الداخلى الثانى IR 2 والذى يعمل إذا تم عمل كل من الدخل الثالث و AND الدخل الرابع In 4.
السطر الثالث يبين أن الخرج يتواجد إذا تم تشغيل الريلاى الداخلى الأول IR 1 و OR الريلاى الداخلى الثانى IR 2 .
أى يوجد خرج للنظام إذا تم تحقيق أى من المجموعتين من المداخل .

F.Abdelaziz · 01-09-2010, 01:51 AM

7-2-2 برامج ألمسك أو ألقفل أو المزلاج (ترباس – سقاطة )latch
إستخدام آخر للريلاى الداخلى هو التحرير reset لدوائر المسك latch.
الشكل 7-5 يبين مثال لهذا النوع من البرامج .

عندما يتم غلق المدخل In 1 لحظيا يكون هناك خرج فى المخرج Out 1 مما يؤدى إلى غلق أو توصيل تلامساته Out 1 ومن ثم يحافظ على الخرج بالمخرج Out 1 (غلق ذاتى) حتى بعد فتح تلامسات المدخل In 1 .
عند توصيل أو غلق أو تشغيل الدخلIn 2فإن الريلاى الداخلى IR 1 يعمل ويقوم بفتح تلامساته IR 1 وهى من نوع NC , وتكون النتيجة فصل OFF الخرج Out 1 ويقال أنه تم عمل unlatch أى فك المسك أو التعشيق .
لنأخذ الحالة حيث يتطلب عمل مسك لدائرة تتحكم آليا فى ماكينة يمكن بدءها أو إيقافها بمفاتيح ضاغطة . تستخدم دائرة المسك فى بدء أو إيقاف القدرة الواصلة إلى ألماكينة .
الماكينة لها عديد من المخارج والتى يتم توصيلها إذا ما وصلت القدرة وفصلها عند فصل القدرة .
الشكل 7-6 يبين مثال لهذا البرنامج :
السطر الأول به عملية المسك للحفاظ على الريلاى الداخلى IR 1 فى حالة توصيل ON عندما يعطى مفتاح البدء دخل لحظى .
السطر الثانى يتم فيه توصيل القدرة ON .
السطر الثالث إيضا يتم فيه التوصيل للمخرج Out 2 إذا كانت تلامسات الدخل input 2 موصلة , وأيضا فى السطر الرابع يتم فيه توصيل المخرج Out 3 إذا كانت تلامسات المدخلinput 3 مغلقة .
وتكون النتيجة أن جميع المخارج موصلة ON عند الضغط على زر البدء .
يتم فصل OFF جميع المخارج عند فتح مفتاح الإيقاف , وذلك لأن جميع المخارج كانت ممسوكة latched بالريلاى الداخلى IR 1

F.Abdelaziz · 21-09-2010, 11:17 PM

7-3 ريلاى التخزين (الحفظ) الاحتياطى "ريلاى التذكر" Battery-backed relays

إذا تم قطع (فصل) التيار الكهربائي (القدرة) عن المتحكم PLC أثناء استخدامه (عمله) سوف يتم فصل جميع ريلايات الخرج والريلايهات الداخلية , وبالتالي فعند عودة القدرة فإن جميع التلامسات المرتبطة بهذه الريلايات سوف تكون فى أوضاع مختلفة عما كانت عليه قبل قطع القدرة . وهكذا ، إذا كان المتحكم PLC في وسط أفعال تحكم متسلسل (متتابع) فإنها سوف تستأنف في نقطة مختلفة في التسلسل. للتغلب على هذه المشكلة يوجد بعض الريلايات الداخلية لها خاصية التذكر بحيث يمكن استخدامها في الدوائر لضمان سلامة إغلاق النظام في حال حدوث إنقطاع التيار الكهربائي ومن ثم يمكن إعادته للعمل بطريقة مناسبة.هذه الريلايات مدعومة ببطارية للاحتفاظ بها فى حالة نشطة حتى عند فصل القدرة (أو تكون نوع من أنواع الذاكرات المناسبة).ويقال إن الريلاى "متذكر" retentive وكثيرا ما يستخدم المصطلح " ملف ذاكرة تذكر" retentive memory coil لمثل هذه العناصر.
الشكل 7 – 7 يبين الرمز القياسى IEC 1131-3 لهذه العناصر . فى حالة متحكمات ميتسوبيشى تستخدم لهذه الريلايات العناوين M300 to M377 بينما الصناع الآخرون يستخدمون طرق وعناوين مختلفة .

مثال لاستخدام مثل هذا الريلاى :
الشكل 7 – 8 يبين مخطط السلم لنظام مصمم للتغلب على إنقطاع (إنهيار) القدرة power failure . IR 1 هو ريلاى التذكر . عند غلق (توصيل) تلامسات الدخل 1 يعمل ريلاى الخرج IR 1 فيقوم بتوصيل تلامساته التى تعمل على مسكه (الغلق الذاتى) latching بحيث يظل فى وضع التشغيل حتى لو تم فصل الدخل 1 . النتيجة خرج من الخرج 1 . إذا حدث أنقطاع للقدرة يظل الريلاى IR 1 فى حالة عمل كما تظل تلامساته مغلقة ووجود الخرج 1 .

7-4 عمل نبضة ( طلقة) واحدة ( نبضة واحدة ذات عرض صغير جدا ) One-shot operation

F.Abdelaziz · 21-09-2010, 11:24 PM

7-4 عمل نبضة ( طلقة) واحدة ( نبضة واحدة ذات عرض صغير جدا ) One-shot operation

واحدة من المهام التي تقدمها بعض الشركات المصنعة للمتحكم PLC هى القدرة على برمجة ريلاى داخلى بحيث يتم تنشيط (تحويل) تلامساته لدورة واحدة فقط ، أي دورة مسح واحدة لبرنامج السلم.ومن ثم فإنه يشكل نبضة ذات عرض ثابت عند تحويل تلامساته .هذه الوظيفة غالبا تسمى " طلقة واحدة" one-shot .

في حين أن بعض المتحكمات بها هذه الوظيفة ككيان وكجزء من برامجها إلا أنه يمكن بسهولة عمل هذه الوظيفة بمجرد سطرين (درجتين) فى برنامج السلم . الشكل 7 – 9 يبين هذا الزوج من الأسطر . عند حدوث بدء(إشعال) للدخل يعطى بدء فى الخرج فى السطر الأول , ويعطى فى السطر الثانى خرج التحكم فى الدورة بريلاى داخلى . لأن السطر الثانى يحدث بعد السطر الأول فلا يتم الشعور بأثر التحكم فى الدورة إلا فى الدورة التالية من برنامج المتحكم عند فتح تلامسات ريلاى التحكم فى الدورة بالسطر 1 ويتم إيقاف خرج البدء .
ويظل خرج البدء مفصولا بالرغم من وجود مدخل البدء .ويمكن أن يحدث خرج البدء مرة أخرى فقط عند فصل دخل البدء ثم توصيله مرة أخرى .

تعطى المقاييس العيارية IEC 1131-3 معايير لملفات الإحساس بالانتقال الموجب والسالب كما فى الشكل
7-10 .
ملف الإحساس بالإنتقال الموجب :
إذا كان تدفق الطاقة يتحول من الفصل off إلى التوصيل on فإن الخرج يكون موصلا لفترة دورة واحدة .
ملف الإحساس بالإنتقال السالب :
إذا كان تدفق الطاقة يتحول من الفصل off إلى التوصيل on فإن الخرج يكون موصلا لفترة دورة واحدة .

ومن ثم لبرنامج السلم بالشكل 7-11 عندما يكون الدخل مفصول off لا يوجد خرج . عندما يتحول الدخل إلى التوصيل on يوجد خرج من الملف . مع ذلك فان الدورات التالية للبرنامج لا تعطى خرج من الملف حتى لو ظل المفتاح موصل on . الملف يعطى خرج فقط فى أول مرة تم فيها التوصيل on .

7 – 5 التعيين وإعادة التعيين Set and reset

F.Abdelaziz · 21-09-2010, 11:38 PM

7 – 5 التعيين وإعادة التعيين Set and reset

الوظيفة الأخرى والتى غالبا ما تكون متاحة هى القدرة على تعيين(تحديد) set وإعادة تعيين reset لريلاى داخلى . تعليمة set تسبب الغلق (الحفظ – المسك) الذاتى self-holdللريلاى أى latchويظل فى هذه الحالة حتى وصول (تلقى) تعليمة reset . يطلق على هذه العملية المصطلح " القلاب" أو"فليب - فلوب"
flip-flop . الشكل 7 – 12 يبين الرمز العيارى لهذه الملفات . يتحول الملف SET إلى التوصيل on عند وصول القدرة له ويظل على حالته حتى يحدث له RESET . ملف RESET يحول الريلاى إلى وضع الفصل off عند وصول القدرة اليه ويظل فى هذه الحالة حتى يحدث له SET .

الشكل 7 – 13 يبين مثال لمخطط سلم ينطوي على مثل هذه الوظيفة. تفعيل الدخل الأول X400 يؤدى إلى وجود (توصيل) الخرج Y430 فى حالة set أى حالة "المسك""الحفظ" latched . ومن ثم عند فصل off الدخل الأول يظل الخرج موصل on .
تفعيل الدخل الثانى X401 يؤدى إلى تحول الخرج Y430 إلى حالة reset أى الفصل off ويظل ممسوك (محفوظ) فى حالة الفصل . لذلك يكون الخرج Y430 فى حالة توصيل on فى الفترة الزمنية بين التوصيل اللحظى للدخل X400 والتوصيل اللحظى للدخل X401 .
بين سطر عملية set وسطر عملية reset يمكن وضع أسطر لأنشطة أخرى يتعين تنفيذها حيث يتم توصيل الخرج فى سطر set فى بداية التسلسل ثم فصله فى النهاية .

تعليمات البرمجة لدرجات rungs (أسطر) السلم للبرنامج الموضح بالشكل 7 – 13 تكون على الشكل :

السطر الأول

السطر الثانى

باستخدام متحكم PLC نوع تليميكانيك فإن مخطط السلم موضح بالشكل 7 – 14 وتكون أسطر تعليمات البرنامج كما يلى :

باستخدام متحكم PLC نوع ألن برادلى فإن مخطط السلم موضح بالشكل 7 – 15 .
وغالبا ما يتم الجمع بين رمز ملف SET ورمز ملف RESET داخل مربع (صندوق) واحد. الشكل 7 – 16 يبين مخطط السلم المكافىء للوظيفة set-reset باستخدام متحكم PLC نوع سيمنس حيث يستخدم مصطلح "صندوق (مربع)الذاكرة" للدلالة على مربع SET/RESET ويطلق على المربع المبين المصطلح SR أو وظيفة ذاكرة بأولوية set بمعنى أن عملية set لها أولوية .
تعليمات البرمجة ( F تستخدم للإشارة للريلاى الداخلى ) تكون كما يلى :

عندما تكون الأولوية لعملية reset يسمى الصندوق RS كما فى الشكل 7 – 17

شركة توشيبا تستخدم المصطلح flip-flop والشكل 7 – 18 يبين مخطط السلم .

الشكل 7 – 19 يبين كيف يمكن استخدام وظيفة set-reset لإنتاج نبضة one-shot الموضحة في القسم السابق. الشكل ( 7 – 19 – أ ) يبين ذلك لمتحكم PLCسيمنس (F تشير إلى الريلاى الداخلى ) والشكل ( 7 – 19 – ب ) لمتحكم PLC تليميكانيك (B تشير إلى الريلاى الداخلى) .
فى الشكل أ وفى الشكل ب وجود الدخل (I0.0, I0,0) يسبب عمل الريلاى الداخلى (B0, F0.0) فى السطر الأول . نتيجة لذلك ( فى السطر الثانى ) يتحول الريلاى الداخلى لوظيفة set-reset إلى الوضع set . وهذا بدوره يؤدى إلى فتح (فصل) الريلاى الداخلى (F0.1, B1) فى السطر الأول وهكذا وعلى الرغم من وجود دخل فى السطر الأول يتم فصل الريلاى (BO, F0.0) .
ومع ذلك ولأنه يتم مسح الأسطر (الدرجات) في التسلسل من الأعلى إلى الأسفل فيجب أن ينقضي دورة كاملة قبل أن يتم فصل الريلاى الداخلى أول سطر ( درجة) . وتنتج نبضة بفترة زمنينة تعادل دورة واحدة . يتم تحول النظام إلى reset عند إنقطاع الدخل (I0.0, I0,0) .

7-5-1 أمثلة لبرامج