مرحلات ذكية قابلة للبرمجة

المرحلات الذكية القابلة للبرمجة هي نوع من PLC (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة). يتيح استخدام المرحلات الذكية تبسيط مخططات التحكم في المعدات الكهربائية بشكل كبير وزيادة موثوقيتها.

تتم برمجة المرحلات الذكية باستخدام أزرار اللوحة الأمامية ومؤشر LCD صغير ، عادة بخط أو خطين. على الرغم من وجود تركيبات أكثر تعقيدًا وفي هذه الحالات يجب كتابة البرامج على جهاز كمبيوتر شخصي باستخدام لغات برمجة متخصصة لمنطق السلم LD و FBD وبعض الآخرين.

يتم استخدام واجهات مثل RS-232 أو RS-485 أو إيثرنت صناعي لتحميل برامج جاهزة (فلاش) في ذاكرة وحدة التحكم الدقيقة ، والتي تسمح أيضًا بالاتصال بـ ACS عالي المستوى. تسمح لك بعض طرز المرحلات الذكية القابلة للبرمجة ببناء قدرات اتصال باستخدام وحدات توسعة خاصة.

مبدأ العمل في PLC

الفرق بين المرحلات الذكية و PLCs الكاملة هو أن لديهم كمية صغيرة من ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة البرنامج ، وهذا يؤدي إلى استحالة بعض الحسابات الرياضية المعقدة على الأقل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدد قنوات الإدخال والإخراج ، الرقمية والتناظرية ، في المرحلات الذكية صغير أيضًا ، وبالتالي فإن نطاق تطبيقها محدود للغاية. بادئ ذي بدء ، هذا هو أتمتة الوحدات الفردية ، والتحكم في أنظمة الإضاءة ، وبعض الأجهزة في نظام الإسكان والخدمات المجتمعية ، والحلقات المحلية لأنظمة التشغيل الآلي المختلفة ، والأجهزة المنزلية.

من سمات هذه الأجهزة استخدامها المحلي للأنظمة الصغيرة ، ويتم إنشاء البرنامج الخاص بها بشكل أساسي بلغة المخططات الكتل الوظيفية (FBD) أو بلغة منطق الترحيل (LD). تتوافق هذه اللغات مع المعيار الدولي IEC 61131-3. يحتوي برنامج هذه المرحلات على واجهة مريحة وسهلة ويسمح لك بتطوير البرامج في وقت قصير ، والتحقق من بناء الجملة وصحة البرنامج الذي تم إنشاؤه ، ولديه أيضًا القدرة على تصحيح أخطاء البرنامج في الوقت الفعلي ، مما يعطي فكرة واضحة حول كيفية تصرف وحدة التحكم في هذا الموقف أو غيره.

تصميم مرحلات ذكية قابلة للبرمجة في أغلب الأحيان أحادية الكتلة ، - علبة صغيرة واحدة تحتوي على جميع العقد. كقاعدة عامة ، هذه هي وحدة إمداد طاقة منخفضة الطاقة ، متحكم دقيق ، قنوات معلومات الإدخال والإخراج ، محطات لتوصيل الأجهزة التنفيذية. علب هذه الأجهزة صغيرة وتسمح بالتركيب في خزانات كهربائية على حافلة DIN التي تلبي المعايير الحديثة. ومع ذلك ، يمكن أن يكون مصدر الطاقة أيضًا جهازًا منفصلاً.

مرحلات ذكية قابلة للبرمجة في الخارج

يتم الآن إنتاج المرحلات القابلة للبرمجة من قبل العديد من الشركات ، ومعظمها أجنبية. على سبيل المثال ، يمكننا أن نتذكر شركة شنايدر إلكتريك التي تأسست عام 1936 في فرنسا. يقع مقرها الرئيسي في Rueil-Malmaison Cedex. تصنع الشركة منتجاتها تحت العلامات التجارية Telemecanique و Merlin Gerin و Modicon.

منتجات شنايدر إلكتريك متنوعة للغاية: من المنتجات التقليدية القواطعللأجهزة المعقدة مثل محولات التردد ، وأجهزة الإشارات والتحكم ، والمبتدئين ، ومرحلات التحكم ، وأجهزة الاستشعار والمرحلات وأجهزة التحكم القابلة للبرمجة. كمثال على الترحيل الذكي ، ضع في اعتبارك المرحلات القابلة للبرمجة Zelio Logic.

تسمح مرحلات Schneider Electric Zelio Logic القابلة للبرمجة بتنفيذ أنظمة تحكم صغيرة ، ويكون عدد المدخلات / المخرجات في حدود 10 ... 40 قناة. في حالة الأبعاد 124.6 * 90 * 59 مم ، يمكن وضع ما يصل إلى 26 قناة إدخال / إخراج. في الوقت نفسه ، يكون جهد إمداد الجهاز في نطاق واسع جدًا: 24VAC ، 100 ... 240VAC ، 12VDC ، 24VDC ، مما يسهل دمج المرحل في أي إنشاءات.

على سبيل المثال ، يحتوي مرحل سلسلة SR2B201FU على 12 مدخلًا منفصلاً و 8 مخارج مرحل ، وهو مصمم لجهد التيار المتردد 100-240 فولت ، ويتضمن ساعة وشاشة ومجموعة من الأزرار.يظهر المنظر الخارجي للترحيل الذكي في تصميم أحادي الكتلة في الشكل.

يمكن استخدام لغتين متخصصتين FBD أو LADDER لبرمجة Zelio Logic Relay. الجهاز متاح في كل من تصميم أحادي الكتلة وتصميم معياري. يسمح الخيار الأخير بدمج الوحدات النمطية لتوسيع النظام ككل.

نطاق مرحل Zelio Logic واسع بدرجة كافية ويوفر التحكم في الضواغط أو المضخات ، وعد المنتجات النهائية أو مكونات الخطوط الأوتوماتيكية ، والتحكم في السلالم المتحركة ، والإضاءة ، والشاشات الإلكترونية. يمكن استخدامه في أنظمة الأمن كأجهزة تحكم في الوصول.

بالإضافة إلى شنايدر إلكتريك المذكورة أعلاه ، يعمل عدد من الشركات الأجنبية في إنتاج مرحلات قابلة للبرمجة: OMRON ، تقنيات التحكم ، SIEMENS ، Mitsubishi Electric ، Danfoss ، ABB ، Moeller ، Braun ، Allen Bradley ، Autonics ، Array Electronic ، Eaton.

المرحلات الذكية القابلة للبرمجة الأكثر شيوعًا: Siemens LOGO !، Omron ZEN ، Schneider Electric Zelo Logic ، Easy Moeller ، Mitsubishi Alpha XL ، Delta Electronics DVP-PM ، Eton dasy500 ، dungeon800 ، xLogic ELC ، Owen Logo ، Oni Logo ، PRO-relay ، برج الحمل PR110 ، برج الحمل PR200.

Array FAB Series أدوات التحكم المنطقية الإلكترونية القابلة للبرمجة من تايوان

للاستخدام الصناعي والمنزلي ، تنتج الشركة مرحلات ذكية من الجيل الثاني من سلسلة FAB. هذه الأجهزة سهلة التشغيل وسهلة التعلم والبرمجة. تمت برمجة مرحلات FAB باستخدام لغة برمجة FDB ، والتي تم تصميمها بشكل أساسي لمهندسي الأتمتة. بمساعدتها ، من الممكن إنشاء نظام معقد إلى حد ما ، وفي نفس الوقت فعال واقتصادي.

لغة برمجة FDB هي لغة الكتل التي تظهر على الشاشة أثناء إدخال البرنامج. يتم ببساطة ترتيب الكتل الوظيفية ودمجها في تسلسل معين ، بالتتابع والتوازي ، مما يسمح لك بإنشاء خوارزميات معقدة بشكل مرئي.لا يتطلب معرفة لغات البرمجة. بالنسبة لشخص تعامل في أي وقت مضى مع صيانة التقنيات الرقمية ، على سبيل المثال ، آلات CNC ، فإن هذه اللغة لن تسبب صعوبات.

في المجموع ، تحتوي اللغة على 20 مجموعة تؤدي وظائف مختلفة. بادئ ذي بدء ، هذه عمليات منطقية تبدو ظاهريًا مثل الصور من كتاب مرجعي للدوائر الدقيقة الرقمية. يوضح الشكل جزءًا من كتلتين.

بالإضافة إلى العمليات المنطقية ، تحتوي مجموعة الكتل أيضًا على عدادات ومؤقتات وتأخيرات زمنية وتشغيل وإيقاف الطوابع الزمنية والمزيد.

يتم شحن بيئة البرمجة مع الأجهزة وهي متاحة أيضًا للتنزيل من موقع الشركة المصنعة على الويب. تحل المرحلات الذكية من سلسلة FAB محل عدد كبير من أجهزة التحويل: المرحلات ، ومقاييس سرعة الدوران ، والعدادات ، وأجهزة ضبط الوقت ، إلخ. بينما بسعر منخفض إلى حد ما. يمكن للمرحل الذكي القابل للبرمجة أن يحل محل الخزانة بأكملها المجمعة بأخرى تقليدية المرحلات الكهروميكانيكية... في الوقت نفسه ، تزداد موثوقية الدائرة ككل ، ويقل عدد العناصر المنفصلة ، وتنخفض الأبعاد ويقل استهلاك الطاقة.

مجالات تطبيق المرحلات الذكية FAB واسعة جدًا. هذه هي أنظمة المنزل الذكي. الفتح التلقائي للأبواب والحواجز والبوابات ؛ التحكم بالإضاءة على الصعيدين الداخلي والخارجي ؛ التحكم في التهوية والتحكم في درجة الحرارة في الشركات والمباني السكنية ، في البيوت البلاستيكية والدفيئات الزراعية. و إدارة نظام إمداد المياهوإدارة خطوط الإنتاج والآلات الفردية والتطبيق في أنظمة الإنذار وأنظمة الإنذار في حالات الطوارئ وغيرها الكثير.

الخصائص التقنية الموجزة للمرحلات الذكية FAB

تم تجهيز المرحل بشاشة LCD مع 4 أسطر من 10 أحرف ، ويحتوي على تقويم مدمج وساعة في الوقت الفعلي. يمكن التحكم عن بعد في خطوط الهاتف والقدرة على إرسال الرسائل الصوتية. تتضمن مجموعة التوصيل برنامج SCADA بسيطًا مجانيًا يسمح بالاتصال بجهاز كمبيوتر على مسافة كبيرة بما يكفي ، مما يتيح المراقبة والتكوين عن بُعد. في حالة استخدام واجهة RS - 485 ، يمكن توصيل 255 مرحلات FAB بجهاز كمبيوتر واحد. يتيح لك هذا الاتصال إنشاء أنظمة وظيفية أكثر من استخدام مرحلات FAB الفردية.

تتميز مخرجات الجهاز بقدرة تحميل عالية: مخرجات الترحيل - 10 أمبير ، مخرجات الترانزستور - 2 أمبير.

على الرغم من أن ذاكرة البرنامج صغيرة - 64 كيلو بايت فقط ، يمكن أن يحتوي البرنامج على 127 كتلة وظيفية ، و 127 عدادًا ، و 127 RTC (الوقت الحقيقي) ، و 127 مؤقتًا ، مما يسمح لك بإنشاء برامج وظائف معقدة للغاية. يتم إدخال البرنامج إما باستخدام الأزرار وشاشة LCD أو باستخدام جهاز كمبيوتر. لحماية البرنامج من الوصول غير المصرح به ، يمكن حماية كلمة المرور.

مرحلات داخلية قابلة للبرمجة

في روسيا ، تتعامل الشركة المصنعة للمرحلات القابلة للبرمجة مع شركة Voronezh «Oven» و Nizhny Novgorod «KontraAvt». شركة «Aries» تطلق مرحلاتها تحت اسم Aries PLC ***.

تنتج Voronezh CJSC "Ekoresurs" سلسلة من وحدات التحكم "Basic" ، والتي تتضمن العديد من التعديلات على الجهاز. تحتوي المجلات "الأتمتة الصناعية" و "أدوات الأتمتة والهندسة الآلية" و "أنظمة الأتمتة الصناعية ووحدات التحكم" على سلسلة كاملة من المقالات حول استخدام وحدات تحكم سلسلة Bazis.

تعمل بعض الشركات في توزيع وبيع العلامات التجارية المستوردة في روسيا. على سبيل المثال ، Intechnics ، الشريك التجاري لشركة Invertek Drives الإنجليزية ، التي تنتج مثل هذه الشعبية محركات التردد المتغير، والإمدادات إلى روسيا والمرحلات الذكية القابلة للبرمجة ، والتي تعد ضرورية جدًا لإنشاء أنظمة التشغيل الآلي.

أمثلة على تطبيقات الترحيل

التحكم في السلم الكهربائي. ضمان استمرار العمل في أيام الأسبوع فقط من الساعة 8:00 صباحًا إلى الساعة 6:00 مساءً. · من الساعة 18:00 إلى الساعة 20:00 يتم تنشيط المصعد فقط عند ظهور الشخص.

التحكم في التهوية. قم بتشغيل التهوية كل 30 دقيقة لمدة 10 دقائق. قم بتشغيل التهوية لمدة 10 دقائق عند تجاوز مستوى ثاني أكسيد الكربون المحدد.

إدارة تحويل الاحتياطي التلقائي. إدخال احتياطي تلقائي بمدخلين أو أكثر. انفصال. تشغيل / إيقاف المستخدمين. قم بتشغيل / إيقاف تشغيل DGS ومصادر أخرى.

مثال على تطوير برنامج الترحيل

لنفترض أنه من الضروري تطوير برنامج تحكم في الخلاط لمرحل ذكي قابل للبرمجة ZelioLogic بلغة FBD ، تكون المهمة على النحو التالي.

يتم تغذية السائل رقم 1 في وعاء عمودي يبلغ ارتفاعه 7 أمتار حتى الوصول إلى مستوى 2.8 متر ، ثم يتم إيقاف إمداد السائل الأول ويتم تغذية السائل رقم 2 حتى الوصول إلى المستوى الإجمالي البالغ 4.2 متر. يتم إيقاف تزويد السائل الثاني ويتم تشغيل محرك المحرض ، والذي يعمل لمدة 30 دقيقة. بعد انقضاء الوقت ، يتم إيقاف تشغيل المحرك ويتم فتح صمام تصريف الطين.

لحل المشكلة ، من الضروري أولاً وقبل كل شيء تحويل قيم المستوى إلى بيانات مفهومة من قبل وحدة التحكم ، أيتتوافق القيمة عند مستوى 2.8 م ، بناءً على سعة ADC الموجود على متن الطائرة ، مع قيمة إدخال وحدة التحكم التي تساوي 102 ، وعند المستوى 4.2 م ، القيمة 153.

أيضًا ، بناءً على ظروف المشكلة ، يجب أن تتفاعل مخرجات جهاز التحكم مع ثلاثة صمامات إيقاف - إمداد السوائل رقم 1 ، وإمداد السوائل رقم 2 ، وتصريف التعليق ، ومحرك خلاط واحد. عند حل هذه المشكلة ، يوصى بتوصيل زر بإدخال وحدة التحكم ، مما يضمن بدء النظام بأكمله.

يتم تطوير البرنامج باستخدام جهاز كمبيوتر مثبت عليه برنامج ZelioSoft 2.

تستخدم لغة البرمجة الرسومية لوحدات تحكم FBD مجموعات وظيفية مختلفة. كل كتلة هي جزء من برنامج كامل يوفر علاقة وظيفية محددة بين متغيرات الإدخال والإخراج.

يؤدي توصيل الكتل إلى توحيد الوحدات الفردية في برنامج تحكم واحد ، والذي ، وفقًا لقيم متغيرات الإدخال لأجهزة الاستشعار المتصلة بمدخلات المرحل القابل للبرمجة ، يولد إشارات تحكم للمشغلات المتصلة إلى النواتج.

وبالتالي ، فإن عملية البرمجة تختصر في اختيار الكتل الوظيفية المختلفة ، ووضعها في نافذة التحرير وربطها في تسلسل معين ، مما يوفر حلاً لمشكلة معينة مع التحكم الآلي في عملية أو كائن.

لحل المشكلة ، تم اختيار الكتل الضرورية وربطها وتعيين معلماتها ، والتي تضمن منطق العملية المعطى.

يظهر في الشكل تمثيل رسومي للبرنامج في بيئة ZelioSoft2 باستخدام FBD الذي ينفذ حل هذه المشكلة.

مشكلة لغة FBD ثابتة

يتم التحقق من صحة تكوين الكتل الفردية وتوصيلاتها في وضع المحاكاة. بعد التأكد من أن البرنامج يعمل بشكل صحيح ، يتم نقله من كمبيوتر الجهاز إلى ذاكرة الترحيل القابل للبرمجة.

مخرج

المرحلات الذكية القابلة للبرمجة ، على الرغم من أوجه القصور فيها ، يمكنها أداء عدد من المهام في المجالات الصناعية وغير الصناعية حيث لا توجد حاجة لاستخدام وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs).

كما أنها أرخص بكثير من PLCs ، مما يسمح بالتوفير في عملية ترقية أو أتمتة عملية يدوية أو آلية. لبرمجة مرحل ذكي قابل للبرمجة ، لا يحتاج المستخدم إلى مهارات البرمجة ، يمكن استخدام مجموعة من البرامج النموذجية. المرحلات الذكية سهلة البرمجة.