الـ PLC ( أو المتحكمات القابلة للبرمجة منطقياً ) هو جهاز إلكتروني يستخدم في عمليات الأتمتة في الأنظمة الصناعية كالتحكم بآلية عمل خطوط الإنتاج في مصنع ما ، و على عكس أنظمة الكمبيوتر التقليدية فقد صمم ليلائم ظروفاً أكثر صعوبة من حيث مجالات تحمل درجات الحرارة و الغبار و الأتربة و مقاومتها لظروف التشويش الكهرطيسي و غيرها من ظروف الانضغاط و الاهتزاز الميكانيكي .
تتحكم بعمل هذه المتحكمات برامج مخزنة في ذواكر للقراءة فقط . و ال PLC هو مثال هام لأنظمة الزمن الحقيقي Real Time Systems حيث يكون الخرج استجابة مباشرة لدخل معين خلال زمن محدد مدروس ، و إذا لم تتم هذه الاستجابة فذلك سيؤدي إلى أخطاء في عملية التحكم الموكلة إليه ، و لذلك ، صمم ببنية من الحاكمات الرقمية التسلسلية .
تطوره :
لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السيارات الأمريكية التي احتاجت وحدة للتحكم فريدة من نوعها ، و كانت تستخدم هذه المصانع قبل اختراعه أعداداً هائلة من المؤقتات و الحاكمات و متحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مهام التحكم و تتالي الأوامر الرقمية و حماية قيمها من التشويش ، و لكن التطور السنوي المصاحب للطرازات و النماذج المنتجة سنوياً جعل من عملية تطوير النظام الصناعي أمراً باهظاً و مضيعاً للوقت ، كما كانت تتطلب عملية إعادة تأهيل أنظمة الحاكمات لخبرات كهربائية مكثفة و دقيقة لكي تعيدها إلى وضعيتها المثلى في العمل ، و في عام 1968 طرحت شركة جنرال موتورز طلباً لنظام يحل محل نظام الحاكمات المستخدم سابقاًَ و المسمى بـ Hard-Wired Relay System .
إذن ، اخترع الـ PLC ليحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات و المؤقتات ، و حينها ، أمكن لجهاز واحد من الـ PLC أن يبرمج ليأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، و قد تبنت هذا الجهاز مجموعات كبيرة من معامل تصنيع السيارات حيث تم استبدال عملية إعادة تأهيل الحاكمات ببرنامج يحمل دورياً لوحدات التحكم PLC في حال تطوير المنتج المصنع .
و اتخذ تطوير هذا الجهاز مناحي عدة على مر السنين ، حيث أصبح يلبي حاجات أكثر لعمليات التحكم المتتالي للحاكمات و الحركات و المعالجات و أنظمة توزيع المهام و الشبكات ، كما أن القدرات الفريدة لهذا الجهاز بتخزين البيانات و المعطيات ( و عمليات الأرشفة ) و بمعالجة الأوامر و العمليات و بالتواصل مع أكثر من وحدة و تناقل المعطيات معها جعلت منه منافساً حقيقياً للكمبيوتر ، و لكن المنافسة أخذت فيما بعد شكل صداقة و علاقة ودية بعد أن تمكن المصنعون أن يجعلوا منهما وحدة متكاملة لتراسل المعطيات و التحكم المتبادل لتحقيق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعية .
كيف تختار جهاز الـ PLC الأفضل لمنشأتك الصناعية :
1 ) توافقيته مع الأجهزة التي تعمل في المنشأة ، حيث تكون بعض الأجهزة غير قابلة للتحكم بها عن طريق هذا الجهاز ، بينما يكون الآخر قادراً و لكن بحاجة لنوعية معينة من الـ PLC فتبقى عليك حينها مهمة البحث عن الجهاز الأفضل و الأكثر توافقية .
2 ) ظروف و بيئة العمل التي سيوضع فيها الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشويش الكهرطيسي ، الغبار و الأتربة ، الاهتزاز الميكانيكي ... الخ ) حيث تتفاوت الـ PLC في قدراتها على مقامة هذه الظروف تبعاً لأنماطها و تطبيقاتها .
3 ) عدد الأجهزة المراد التحكم بها عن طريق وحدة الـ PLC ، حيث تتفاوت كذلك الوحدات فيما بينها من حيث مداخل و مخارج المعطيات و التيارات المصاحبة لها و أنواعها ( مستمر أو متناوب ) .
4 ) الوظائف المراد إيعازها إلى الـ PLC حيث توفر الشركات المصنعة مزايا إضافية لكل نموذج تبعاً للوظائف التي ستوكل إليه ، مثل العدادات السريعة أو ساعات الزمن الحقيقي . و دراسة هذا الموضوع ضروري حيث ستكتشف أن المصنع قد يوفر لك نموذجاً يغنيك عن كيانٍ مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائه بشرائك لمتحكم بميزة وظيفية إضافية .
الـ HMI .. ما هي ؟
إن من أهم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي هو القدرة الدائمة على التحكم بهذا النظام و إعطائه بيانات و معلومات عن حالة النظام الذي يتحكم به عند الحاجة لذلك ، فمثلاً ، عند قيادة سيارة أو مركبة معينة يستخدم السائق المقود للتحكم بجهة العجلات ، و بالتالي جهة المركبة ، و المكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتها ، و يقوم بعملية التحكم هذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجهة الزجاجية للسيارة و مؤشر السرعة : إذن ، يتكون الواجهة و المؤشر السرعة هي أدوات السائق لتحقيق تحكم أفضل بمهام المركبة .
تسمى واجهة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو Human Machine Interface ، و توفر الشركات المصنعة مجموعات ضخمة من هذه الأجهزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بين الفني المراقب لعمل المصنع و نظام التحكم .
أنظمة سكادا SCADA Systems :
إن واجهات التفاعل المباشر ما بين نظام التحكم و العنصر البشري تتطلب برمجيات فائقة في القدرة لتحقيق هذا الغرض و الملاءمة مع المزايا التي توفرها الواجهة ، و بالتالي : كان نظام SCADA نظاماً كمبيوترياً رائعاً لتحقيق الهدف ، حيث يتيح تحكماً كاملاً بجميع الوحدات الموصولة مع الـ PLC و ذلك باستخدام جهاز كمبيوتر بعيد عن مكان التصنيع ، و الاسم اختصار لـ Supervisory Control and Data Acquisition أو نظام كسب المعطيات و التحكم التوجيهي .
نرجو أن يكون الموضوع قد وفر لكم معلومات أولية عن أجهزة PLC التي شاع سيطها في أنظمة التحكم و الأتمتة الصناعية ، و هو مترجم عن محاضرة ألقيت في مركز العلوم التخصصي SSC للتعريف بهذا الجهاز .
ضوابط المشاركة
المفضلات