ما هو نظام PLC
الوحدة المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) هي الجهاز الذي يُشغّل آلة أو عملية: فيقرأ مداخله، وينفّذ برنامجًا، ويقود مخارجه، مرارًا وفي دورة ثابتة. وحيث يتولّى متحكّم حلقة واحدة قياسًا واحدًا وفعلًا واحدًا، يتولّى نظام PLC التسلسل كلّه، والتلازمات، والتنسيق بينها.
تُحدَّد مواصفات أنظمة PLC بطريقة مختلفة عن الأجهزة. فأجهزة القياس في مكان آخر من هذا الموقع تُختار بما تقيسه؛ وأمّا نظام PLC فيُختار بعدد الإشارات التي يجب أن يتصرّف فيها وبأيّ نوع، وبسرعة استجابته، وبكيفيّة اتصاله. وبيئة البرمجة ومن سيصون البرنامج يهمّان بقدر ما يهمّ العتاد، وهما كثيرًا ما يكونان الجزء المُرجَأ إلى الأخير.
تمتدّ التشكيلة من وحدة مدمجة بمجموعة ثابتة من المداخل والمخارج، عبر أنظمة معيارية تُوسَّع بالبطاقات، إلى منصّات تحكّم تتولّى المنشآت الكبيرة والاحتياط المزدوج. وتشرح هذه الصفحة كيف يترجم عدد النقاط، وأنواع الإشارات، والاتصال، ومتطلّبات الدعم إلى مواصفة، وأين يقع الحدّ الفاصل بين نظام PLC وأجهزة التحكّم المجاورة.
كيفية قياس نظام PLC
يعمل المتحكّم في دورة: يقرأ كلّ مدخل إلى الذاكرة، وينفّذ البرنامج، ويكتب كلّ مخرج، ثم يبدأ من جديد. والمدّة التي تستغرقها هذه الدورة هي زمن المسح، وهي التي تحسم أسرع استجابة يستطيع النظام أن يعطيها لأيّ حدث مفرد. فيهمّ زمن المسح القصير حيث يجب التقاط إشارة والتصرّف إليها ضمن بضع ملي ثانية - علامة تسجيل على خطّ سريع، أو تلازم - ويهمّ أقلّ بكثير في عملية بطيئة مثل مستوى خزان.
تُعدّ المداخل والمخارج وتُصنَّف أنواعها على حدة، لأنّ القناة التناظرية والقناة الرقمية تختلفان في الكلفة وتستلزمَان نوعًا مختلفًا من البطاقات. والنقاط الرقمية تُعدّ عادةً مع نصيب للسعة الاحتياطية، لأنّ المنشأة تكتسب إشارات خلال عمرها. وأمّا القنوات التناظرية فلها قراراتها الخاصّة في القدرة على التمييز، والعزل، وهل تقبل البطاقة إشارة عملية قياسية مباشرة.
الاتصال هو ما يربط المتحكّم بكلّ ما عداه: واجهة المشغّل، ومشغّلات السرعة، والأجهزة، وشبكة المنشأة. والبروتوكول، وعدد المنافذ، وبنية الشبكة: كلّها جزء من المواصفة، وغالبًا ما يثبّتها ما هو كائن فعلًا في الموقع. ومتحكّم لا يستطيع مخاطبة الأنظمة المركَّبة هو متحكّم يحتاج بوابة إضافية، والبوابة كلفة وموضع عطل معًا.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| الشكل العام | وحدة مدمجة بمداخل ومخارج ثابتة، أو نظام معياري تُوسَّعه البطاقات، أو منصّة تحكّم أكبر | كيف يتمدّد النظام، وهل يُتوقّع أن يتغيّر عدد النقاط خلال عمر الآلة. |
| عدد المداخل والمخارج الرقمية | عدد كلّ صنف، مع نصيب للسعة الاحتياطية | هل تتّسع الإشارات المركَّبة مع مجال للإضافة، وهل القنوات الاحتياطية موصولة فعلًا أم محجوزة في البرنامج فحسب. |
| نوع الخرج | مخرجات مرحل، أو ترانزستور، أو ترياك | ما يستطيع الخرج قيادته. فالمرحل يلائم الحمل المختلط وهو أبطأ، والترانزستور يبدّل بسرعة ويلائم عمل النبضات. والاختيار تابع للحمل، لا لتفضيل مسبق. |
| القنوات التناظرية | عددها، وهل تقبل إشارات العملية القياسية مباشرة | هل تتّصل الأجهزة بلا محوّلات إشارة، وكم تحتاج العملية من القدرة على التمييز. |
| منافذ الاتصال وبروتوكولاته | الإيثرنت، والنواقل التسلسلية، وناقلات الميدان، وكم من كلّ صنف | ما يستطيع المتحكّم مخاطبته بلا بوابة، وهو ما يحسمه عادةً ما هو مركَّب فعلًا في الموقع. |
| أداء المعالج والذاكرة | سرعة التعليمات، وذاكرة البرنامج والبيانات | أقصر زمن مسح يمكن بلوغه عند الحجم النهائي للبرنامج، وكم من التوسّعة تسمح به الذاكرة. |
| بيئة البرمجة والترخيص | البرمجيات المستعملة، وصيغة الترخيص وكيف يُحتفظ بها | من يستطيع صيانة البرنامج بعد التسليم، وهو سؤال دعم لا سؤال تقنية. |
| البيئة والتركيب | تصنيف الغلاف، ودرجة الحرارة المحيطة، ومساحة اللوحة | هل يمكن تركيب الوحدة حيث تكون الآلة، أم تحتاج غلافًا مُكيَّف الهواء. |
كيفية اختيار نظام PLC
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
| عدد الإشارات ونوعها | العدد يحسم حجم النظام، والأنواع تحسم البطاقات | أرفق قائمة المداخل والمخارج، معدودًا فيها الرقمية والتناظرية على حدة. |
| السعة الاحتياطية المرغوبة | المنشآت تكتسب إشارات؛ ونظام مُقاس على قائمة اليوم تمامًا لا مجال فيه للنموّ | بيّن النسبة الاحتياطية المطلوبة، وهل يجب توصيل القنوات الاحتياطية. |
| زمن الاستجابة المطلوب | هو الذي يضع سقفًا لزمن المسح، وبالتالي للمعالج | اذكر أسرع حدث يجب على النظام التقاطه والتصرّف إليه. |
| ما يجب أن يتّصل به | مشغّلات السرعة، والأجهزة، والشبكات القائمة: هي التي تحسم البروتوكولات | اذكر الأجهزة والبروتوكولات المستعملة فعلًا في الموقع. |
| من سيصون البرنامج | بيئة البرمجة والترخيص يحدّدان هل يستطيع فريق العميل نفسه دعمه | بيّن من سيملك البرمجيات ويصونها بعد التسليم. |
| التغذية والبيئة | التغذية المتاحة، ومساحة اللوحة، ودرجة الحرارة المحيطة، وتصنيف المنطقة إن وُجد | صف اللوحة والموقع، لا المنشأة على العموم. |
| النموّ والمراحل القادمة | نظام مُواصَف لمرحلة واحدة قد يتعيّن عليه قبول مرحلة ثانية | اذكر ما هو مخطَّط، فتُقاس الذاكرة والمداخل والمخارج والشبكة على الطريق كلّه لا على الخطوة الأولى. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف التشغيل ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن نظام PLC، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يميّزه عن نظام PLC |
| متحكّمات PID | يتولّى كلٌّ منها حلقة واحدة: يأخذ قياسًا ويقود خرجًا ليثبّته عند القيمة المطلوبة. فهي مكتفية بذاتها، ولا تحتاج برنامجًا، وهي الجواب حيث يجب تثبيت متغيّر واحد. وينتقل الأمر إلى نظام PLC حيث تتداخل عدّة حلقات، أو حيث يهمّ التسلسل كما يهمّ الرقم. |
| وحدات المداخل والمخارج النائية | تمدّ مداخل المتحكّم ومخارجه إلى الميدان عبر شبكة، من دون أن توفّر معالجًا خاصًّا بها. فتقلّل الأسلاك وتُجلس الخزانة بعيدًا عن الآلة، لكنها لا تفعل شيئًا وحدها - لا بدّ من متحكّم عند الطرف الآخر. |
| وحدات التحكّم | تضيف وظيفة معيّنة إلى النظام، مثل قدرة مخصَّصة على الحركة أو الوزن، بدل المنطق العام. فحيث يكون للتطبيق متطلّب تخصّصي شاقّ، قد تكون وحدة بُنيت له أجدى من كتابة الوظيفة نفسها في البرنامج الرئيسي. |
| أجهزة الاتصال الصناعية | توصل أنظمة ما كانت لتتخاطب لولا ذلك، بتحويل بروتوكول إلى آخر. وهي الجواب حيث لا يمكن تبديل المتحكّم ويجب وصل الشبكتين، وتضيف جهازًا بين الطرفين. |
| عوازل الإشارة | تفصل الدوائر كهربائيًا كي لا يؤثّر عطل أو حلقة تأريض في أحد الجانبين في الآخر. فتجلس بين الميدان والمتحكّم، وتحلّ مسألة كهربائية لا مسألة تحكّم. |
| أجهزة Modbus | تتكلّم بروتوكولًا محدّدًا واسع الانتشار، وقد تكون أجهزة قياس أو بوابات. وهي تهمّ في المواصفة لأنّ على المتحكّم دعم ذلك البروتوكول أصلًا أو عبر بوابة. |
أكثر قرار يُرجَأ عنه ثم يُندَم عليه هو من يصون البرنامج. فنظام لا يستطيع مهندسو العميل أنفسهم دعمه يربطهم بمن كتبه، مهما قالت مواصفة العتاد.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- قائمة المداخل والمخارج، مع عدّ الرقمية والتناظرية على حدة
- أنواع الإشارة التناظرية، وهل هي إشارات عملية قياسية
- السعة الاحتياطية المطلوبة، وهل تُوصَل القنوات الاحتياطية
- أسرع حدث يجب على النظام التقاطه والتصرّف إليه
- الأجهزة والبروتوكولات التي يجب أن يتّصل بها
- بيئة البرمجة المرغوبة، ومن سيصونها بعد ذلك
- التغذية المتاحة، ومساحة اللوحة، والظروف المحيطة، وتصنيف المنطقة إن وُجد
- المراحل القادمة المخطَّطة، والنموّ المتوقّع
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب