الدرس الثامن :
منطق التسلسل (التتابع) PLC Sequencer Logic

يعتبر منطق تسلسل PLC مكونًا أساسيًا في عينات منطق السلم ، فهو يشكل العمود الفقري لمعظم عمليات الأتمتة الصناعية. تشمل التطبيقات التي تتطلب منطق التسلسل أنظمة النقل conveyor systems ومصانع الخلط batching plants وآلات التعبئة والتغليف packaging machines وأنظمة التخزين والاسترجاع storage and retrieval systems والقائمة تطول وتطول.
إن التسلسل sequence في الأتمتة الصناعية هو مجرد سلسلة series من الإجراءات المطلوب اتخاذها لتحقيق نتيجة محددة مرتبة بطريقة منظمة.
أساس تطوير التسلسل في منطق السلم هو استخدام خطوات التسلسل sequence steps .
إنها فكرة جيدة أن تعلن عن خطوات التسلسل sequence steps كمتغيرات داخلية ، والتي يمكن استخدامها بدورها عدة مرات في البرنامج إذا لزم الأمر.

خطوات تسلسل PLC PLC Sequence Steps
لتوضيح كيفية اشتقاق خطوات التسلسل لمنطق التسلسل PLC ، دعنا نلقي نظرة على تسلسل الأحداث المطلوبة لمهمة منزلية شائعة ، تنظيف أسنانك ...

الخطوة 1) أمسك فرشاة أسنانك.
الخطوة 2) أمسك معجون أسنانك.
الخطوة 3) ضع بعض معجون الأسنان على فرشاة الأسنان.
الخطوة 4) ضع فرشاة الأسنان في فمك.
الخطوة 5) اغسل أسنانك بفرشاة الأسنان لمدة دقيقتين.
الخطوة 6) قم بإزالة فرشاة الأسنان من فمك.
الخطوة 7) اغسل فمك بالماء.
الخطوة 8) أشطف فرشاة الأسنان بالماء.
الخطوة 9) ضع فرشاة أسنانك بعيدا.

لأتمتة عملية صناعية بتسلسل نستخدم نفس المفهوم. يعتمد تعقيد برنامج منطق سلم التسلسل على نتائج العملية المحددة المطلوبة.
حتى مع مثال تنظيف الأسنان أعلاه ، يمكن تقسيم بعض الخطوات بشكل أكبر.
على سبيل المثال ، يمكن تقسيم الخطوة 3 إلى ثلاث خطوات بمزيد من التفاصيل ...

الخطوة 3 أ) ضع فوهة معجون الأسنان في الطرف الأقصى لرأس فرشاة الأسنان.
الخطوة 3 ب) اضغط معجون الأسنان أثناء تحريكه بالطول على طول رأس فرشاة الأسنان حتى يصل إلى نهاية رأس فرشاة الأسنان.
الخطوة 3 ج) توقف عن عصر معجون الأسنان وضعه في حامل معجون الأسنان.

أنواع منطق التسلسل PLC Types of PLC Sequencer Logic
يمكن أن يكون التسلسل إما دوريًا cyclic أو خطيًا linear .
ينتقل التسلسل الدوري cyclic sequence عبر خطوات التسلسل ، وعند اكتمال الخطوة النهائية ، يبدأ التسلسل تلقائيًا من البداية ويستمر في تكرار التسلسل حتى يتم بدء أمر إيقاف.
ينتقل (يتحرك) التسلسل الخطي linear sequence عبر خطوات التسلسل ، وعند اكتمال الخطوة النهائية ، يتوقف ويجلس (يبقى) خاملاً idle حتى يتم إعادة إصدار أمر البدء يدويًا من قبل عامل التشغيل.

العناصر الأساسية الأربعة لمنطق التسلسل PLC The 4 Essential Elements of PLC Sequencer Logic
هناك طرق مختلفة لتنظيم (بناء) منطق سلم التسلسل ولكن كحد أدنى يجب أن تحتوي على أربعة عناصر أساسية من التعليمات البرمجية .....
1. بدء التسلسل والتوقف Sequence start and stop .
2. خطوات التسلسل The Sequence steps .
3. شروط الانتقال خطوة تسلسل Sequence step transition conditions.
4. المخرجات التي تبدأ الإجراءات The outputs that initiate actions .
بمجرد أن نعرف بنية منطق سلم التسلسل الأساسية ، يمكننا تعديلها لتناسب متطلبات العملية. يمكننا إنشاء تسلسلات متعددة وفروع متسلسلة متوازية وإضافة تعبيرات منطقية ومؤقتات للمساعدة في التحكم بها.
يتطلب بدء وتوقف وخطوة التسلسل منطق الإغلاق latching logic باستخدام إما منطق الغلق hold in logic أو الرموز Set (latch) و Reset (Unlatch) .

مثال منطق التسلسل PLC PLC Sequencer Logic Example
دعنا نتابع من مثال التحكم في المحرك المستخدم سابقًا وتعريف تسلسل باستخدام عربة ترولى آلية motorised trolley .
تتحرك العربة إلى الأمام إلى موضع معين. تقبل (تستقبل) باليت pallet (لوح تحميل) منتج من رافعة آلية (كران) automated crane . ثم تعود إلى وضع البداية ولتكون جاهز للتفريغ unloaded من قبل مشغل رافعة شوكة forklift ووضعه في الجزء الخلفي من شاحنة truck للنقل.
تحتوي العربة الآلية على مفتاح حد limit switch لمواقع التفريغ والتحميل بحيث يمكن أن تتوقف في المكان الصحيح.
يوجد مستشعر للكشف عما إذا كان هناك بالتة على العربة trolley.
كما يوجد مستشعر للكشف عما إذا كانت منطقة التحميل خالية وآمنة لبدء حركة العربة المتحركة.
لتنشيط activate التسلسل ، يقرر المشغل ما إذا كانت العربة غير محملة وآمنة للتشغيل ، عندئذ يضغط على زر ضغط البدء start push button .
عند اكتمال التسلسل لدورة ، يتوقف وينتظر المشغل أن يضغط على زر البدء مرة أخرى. هذا تسلسل خطي بنقطة بداية ونهاية.
بعد اكتمال التسلسل ، يجب إعادة تشغيله يدويًا من قبل عامل التشغيل من أجل إعادة تشغيل التسلسل.
كان بإمكاننا أيضًا اختيار إجراء تسلسل دوري تلقائي. يتم ذلك بسهولة في الخطوة الأخيرة عن طريق إعادة تنشيط خطوة التسلسل الأولى بدلاً من إنهاء التسلسل. سنحتاج أيضًا إلى إضافة بعض المنطق الشرطي الإضافي لاستبدال عملية بدء التشغيل اليدوي للمشغلين.
فيما يلي قائمة بالمداخل المطلوبة التي يتعين الإعلان عنها ....



بعد ذلك دعونا نعلن المخارج .....



نحتاج أيضا إلى الإعلان عن المتغيرات الداخلية التالية .....



مخطط منطق التسلسل أدناه هو تسلسل خطي أساسي بثلاث خطوات ينتهي بعد استيفاء شروط المرحلة الثالثة للانتقال ...











يتم إعلان جميع شروط الانتقال التي تمكن الخطوات للتقدم إلى الخطوة التالية وخطوات التسلسل الفعلية كمتغيرات داخلية.
وبهذه الطريقة يمكننا إخراج المنطق الشرطي من درجات المنطق التسلسلي لإزالة الفوضى وجعلها قابلة للقراءة بسهولة.
يجب أن نضع منطق الانتقال الشرطي قبل منطق التسلسل للسماح لمسح PLC من أعلى إلى أسفل ...



أخيرًا ، نحتاج إلى بعض المنطق لتحفيز trigger مخرجات PLC لجعل العربة تتحرك .
ليست هناك حاجة لاستخدام منطق إغلاق إضافي لبدء المحرك لأننا نستخدم منطق إغلاق خطوة التسلسل.
يجب أن نضع المنطق الذي يشغل triggers المخرجات بعد منطق التسلسل للسماح لمسح PLC من أعلى إلى أسفل.




برمجة منطق سلم تسلسل متقدم Advanced Sequence Ladder Logic Programming
على الرغم من أن هذا المثال هو تسلسل تحكم بسيط إلا أنه يوفر العمود الفقري للإضافات الأكثر تعقيدًا.
تتضمن بعض الأمثلة على الميزات الإضافية ....
• أوضاع الأوتوماتيك واليدوي Auto and manual modes بحيث يمكن تشغيل المكونات الفردية في حالة الفشل والصيانة.
• حالة التسلسل وأضواء بيان وصفارات إنذار.
• يمكن أيضًا إضافة تسلسل التوقف و / أو وظيفة التوقف في حالات الطوارئ إذا لزم الأمر.
• المنطق الشرطي الذي يجب الوفاء به قبل بدء التسلسل.
• منطق تسلسل الإيقاف المؤقت لتذكر الخطوة الأخيرة قبل إيقاف التسلسل ، بحيث يمكن استئناف التسلسل من حيث توقف.
• منطق البدء الشرطي الذي يقرر الخطوة التي يجب تشغيلها لاستئناف العملية.
• منطق الإنذار والخطأ لاكتشاف فشل المعدات.
من الرائع استخدام منطق المزلاج hold in للمسك بخطوات التسلسل لأن كل المنطق الشرطي للانتقال وإيقافه يقع في نفس المنطقة.
عندما نواجه عمليات أكثر تعقيدًا ، قد يصبح من الصعب استخدام منطق hold in لخطوات التسلسل الخاصة بنا لأننا مقيدون باستخدام خرج واحد فقط.
استخدام رموز إخراج متعددة مع نفس إعلان المتغير هو وصفة لكارثة.
لا نريد القيام بذلك لأنه قد يتم الكتابة فوق رمز الخرج دون قصد أثناء مسح PLC مما يسبب سلوكًا عشوائيًا.
إذا كان تعقيد مخطط السلم مرتفعًا ، فيمكننا أن نمسك latch ونحرر unlatch خطوات التسلسل باستخدام رمزي Set (Latch) و Reset (Unlatch) .
توفر هذه الرموز مرونة أكبر بكثير في برمجة التسلسل ، ولكنها تتطلب المزيد من الحذر والخبرة.

في القسم التالي ، سنوفر لك دليلًا شاملاً لبرمجة منطق سلم الفليب فلوب (القلاب) flip flop ومنطق التبديل toggle logic .

الدرس التاسع :
منطق التبديل والفليب فلوب (القلابات) PLC Toggle Logic & Flip Flops

يحاكي منطق تبديل PLC وظيفة دوائر التقليب ( الفليب فلوب أو القلاب) الشائعة الاستخدام في الإلكترونيات وأنظمة الكمبيوتر.

ما هو الفليب فلوب (القلاب) Flip Flop في PLC؟ What is a Flip Flop in a PLC?
ربما سمعت عن الفليب فلوب (القلاب) في الإلكترونيات وأنظمة الكمبيوتر ، ولكن ما هو الفليب فلوب في PLC؟
يتم إنشاء فليب فلوب في برمجة PLC باستخدام منطق التبديل toggle logic . كلما تغيرت حالة دخل PLC لحظيا (مؤقتًا) momentarily ، سيتم إغلاق latched حالة خرج PLC إلى عكس حالته الحالية. يمكن أن يكون هناك مداخل ومخارج إما 1 أو 2 حسب نوع وظيفة PLC flip flop المطلوبة.
فهم وظيفة الفليب فلوب هو المفتاح لتطوير منطق تبديل PLC. لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على الأنواع المختلفة من الفليب فلوب المستخدمة في PLC ، وكيفية عملها ، وكيفية برمجتها وما يمكن استخدامها من أجله .

الثلاثة أنواع المفيدة للغاية من الفليب فلوب The 3 Most Useful Types of Flip Flops in a PLC
هناك عدة أنواع من الفليب فلوب المستخدمة في الإلكترونيات وأنظمة الكمبيوتر ، ولكن ما هي الأنواع الأكثر فائدة في PLC؟
أكثر 3 أنواع مفيدة من الفليب فلوب التي يمكن محاكاتها باستخدام منطق تبديل PLC هي….
• T Flip Flop
• SR Flip Flop
• JK Flip Flop
سيعتمد نوع الفليب فلوب الذي يتم اختياره بشكل أساسي على عدد المداخل المطلوبة لتشغيل المخرج لتبديل حالته. إذا كان هناك حاجة إلى دخل واحد ، فإن نوع T flip flop مناسب. ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى دخلين ، فسيكون هناك حاجة إلى نوع SR flip flop أو JK flip flop.

دعونا نلقي نظرة على كيفية ترجمة الفليب فلوب الإلكترونية إلى الفليب فلوب PLC ....



إن قلاب T flip flop يحتوي على المدخل T والمدخل CLOCK والمخرج Q والمخرج NOT Q. يقوم هذا النوع من القلاب بتبديل حالة الخرج كلما كانت حالة الإدخال TRUE ويتم تشغيل (قدح) triggered دخل CLOCK.
عندما يتم تنفيذ قلاب T flip flop باستخدام منطق تبديل PLC ، نستخدم دخل واحد وعموما خرج واحد فقط. ليست هناك حاجة لدخل CLOCK ويمكن إضافة خرج ثان إذا كان هناك حاجة إلى خرج معكوس NOT.



يحتوي SR flip flop على المدخل S والمدخل R والخرج Q والخرج NOT Q. يقوم هذا النوع من القلاب بتبديل الخرج اعتمادًا على حالة مدخلات S و R.
عندما يتم تنفيذ SR flip flop باستخدام منطق تبديل PLC نستخدم مدخلين ومخرج واحد. المدخلان يسميان Set و Reset. يمكن إضافة خرج ثانٍ إذا كان هناك حاجة إلى خرج معكوس NOT .



يحتوي JK flip flop على نفس المدخلات والمخرجات مثل SR flip flop باستثناء أنه يحتوي على دخل CLOCK إضافي.
يعمل JK flip flop بنفس الطريقة التي يعمل بها SR flip flop ماعدا أن العملية مستقرة قليلا عندما يكون كلا المدخلين في نفس الحالة. يعمل دخل CLOCK في JK flip flop على تسهيل التشغيل المستقر نوعا ما من خلال بدء تبديل الإخراج فقط عند تشغيل (قدح) دخل CLOCK.

عندما نتحدث عن القلابات JK و SR في PLC ، نشير إلى كلاهما على أنهما منطق سلم قلابات SR . لا يتم التفريق في الوظائف لأنه يمكن تحقيق تشغيل مستقر نوعا ما في SR flip flop في PLC دون الحاجة إلى دخل الساعة الثالث.
في الواقع ، بفضل تأثير كود منطق السلم وطبيعة دورة مسح PLC ، يمكننا اختيار حالة خرج PLC عندما يكون كل من مدخلات PLC في نفس الحالة. في هذا السيناريو ، إذا طلبنا أن تكون حالة الخرج FALSE ، فإننا نستخدم منطق تبديل SR flip flop. ومع ذلك ، إذا طلبنا أن تكون حالة الخرج TRUE ، فإننا نستخدم منطق تبديل RS flip flop.

كيف يعمل PLC Flip Flop؟ How Does a PLC Flip Flop Work?
قطعة فى متناول اليد من برمجة منطق السلم في مجموعتك هي flip flop ، ولكن هل تعرف كيف تعمل في PLC؟
يستخدم تشغيل وظيفة flip flop في PLC كلاً من مداخل PLC ومخارج PLC. يتم تغذية خرج PLC مرة أخرى إلى منطق الدخل بحيث تعتمد حالة خرج flip flop على كل من حالة الدخل والحالة الحالية للخرج.
لذلك عندما يتم تشغيل triggered المدخل وتكون حالة المخرج FALSE ، يتحول المخرج من FALSE إلى TRUE. والعكس صحيح ، عندما يتم تشغيل المدخل وتكون حالة المخرج TRUE ، فإن المخرج سيتحول من TRUE إلى FALSE. ومن ثم استخدام مصطلح القلاب flip flop.

دعونا نلقي نظرة على الأنواع الأكثر شيوعًا من flip flops وكيف تعمل في PLC بمزيد من التفاصيل ...

كيف يعمل منطق سلم T Flip Flop في PLC How Ladder Logic T Flip Flop Works in a PLC
من المحتمل أن يكون منطق سلم T Flip Flop هو الأكثر استخدامًا عندما يتعلق الأمر ببرمجة PLC.
عند استخدامه في PLC ، فإن منطق سلم T flip flop لديه دخل واحد يستخدم لتبديل خرج القلاب في كل مرة يتغير فيها الدخل من FALSE إلى TRUE.
يتم تلخيص تشغيل منطق سلم T flip flop في جدول الحقيقة أدناه ...



عندما تكون حالة خرج PLC هي TRUE وتتغير حالة دخل PLC من FALSE إلى TRUE ، ستتغير حالة خرج PLC إلى FALSE ويتم الحفاظ عليها. حتى إذا تغيرت حالة دخل PLC إلى FALSE.
عندما تكون حالة خرج PLC هي FALSE وتتغير حالة دخل PLC من FALSE إلى TRUE ، ستتغير حالة خرج PLC إلى TRUE ويتم الاحتفاظ بها. حتى إذا تغيرت حالة إدخال PLC إلى FALSE.
عندما يكون دخل PLC فى الحالة FALSE ، لا يوجد تغيير في حالة خرج PLC ويتم الاحتفاظ به في حالته الحالية.

كيف يعمل منطق سلم RS and SR Flip Flop في PLC How Ladder Logic RS and SR Flip Flop Works in a PLC
تعمل القلابات RS و SR بشكل مختلف قليلاً عن القلاب T. إذن كيف تعمل القلابات RS و SR بالضبط في PLC؟
يحتوي منطق سلم RS and SR flip flop في PLC على المداخل SET و RESET التي يتم استخدامها لتبديل toggle حالة خرج flip flop. عندما يكون الدخل SET هو TRUE ، يتم الاحتفاظ بحالة خرج القلاب TRUE ، حتى إذا تغير دخل SET إلى الحالة FALSE مرة أخرى . حالة خرج القلاب ستعود فقط إلى FALSE إذا كان الدخل RESET TRUE.
إذا كان كل من المداخل SET و RESET قى الحالة FALSE ، فلا يوجد أي تغيير في حالة خرج القلاب.
الفرق في تشغيل منطق سلم RS and SR flip flop هو الطريقة التي يتعاملون بها مع الموقف حيث يكون كل من مدخلى SET و RESET صحيحين TRUE في نفس الوقت. عندما تكون كل من مدخلى SET و RESET صحيحة في نفس الوقت ، فإن منطق سلم SR flip flop يفتح unlatches الخرج إلى FALSE. في حين ، يقوم منطق سلم RS flip flop بإغلاق latches الخرج إلى TRUE.
يتم تلخيص عملي منطق سلم SR flip flop في جدول الحقيقة أدناه ...



يتم تلخيص عمل منطق سلم RS flip flop في جدول الحقيقة أدناه ...



كيفية برمجة منطق التبديل في PLC How to Program a Toggle Logic in a PLC
الآن بعد أن عرفنا أكثر أنواع القلابات المفيدة وفهم عملها ، لنرى كيفية برمجتها في PLC.
المكون الرئيسي لبرمجة PLC لتطوير منطق التبديل هو مزلاج خرج PLC. وبنفس القدر من الأهمية منطق رد فعل feedback logic خرج PLC بحيث تعتمد حالة خرج flip flop على كل من حالة الدخل والحالة الحالية للخرج. الطريقة الأكثر شيوعًا لبرمجة منطق التبديل للقلاب في PLC هي باستخدام منطق السلم.

الطرق الرئيسية الثلاثة لبرمجة PLC منطق التبديل باستخدام منطق السلم هي منطق الإغلاق latching logic ، وتعليمات SET و RESET وكتل (بلوكات) وظيفة القلاب flip flop function blocks .
لكى يعمل القلاب T الإلكترونى بشكل مستقر قليلاً ، يجب استخدام مدخل الساعة. ومع ذلك ، مع قلاب منطق السلم ، يعمل مسح PLC كنوع من الدخل المؤقت clocked مما يوفر تحديثًا دوريًا لحالة البرنامج. يمكننا استخدام هذا لصالحنا في مخطط السلم الخاص بنا للبرمجة في عملية مستقرة قليلاً.
لتنفيذ قلاب منطق السلم في PLC دعونا أولا نسرد المداخل والمخارج والمتغيرات الداخلية المطلوبة.
يستخدم مصنعو PLC تخصيص عنوان ذاكرة مختلف ، لذا فإن تخصيصات الدخل والخرج والمتغير الداخلى المستخدمة هنا هي عناوين عشوائية. فيما يلي قائمة بالمداخل والمخارج والمتغيرات الداخليةالمطلوبة التي يتعين الإعلان عنها .....



أمثلة مخطط سلم T Flip Flop T Flip Flop Ladder Diagram Examples
الطرق الثلاث الأكثر شيوعًا لبرمجة منطق التبديل للقلاب T Flip flop هي باستخدام ...
1. تعليمات "طلقة واحدة" بحافة موجبة Positive edge one shot ومنطق المزلاج(الإغلاق) latching logic.
2. منطق الإغلاق Latching logic .
3. تعليمات SET and RESET .
يستخدم المثال الأول لمخطط سلم القلاب T flip flop تعليمات "طلقة واحدة" بحافة موجبة Positive edge one shot ومنطق المزلاج(الإغلاق) latching logic ...



يستخدم المثال الثاني لمخطط سلم القلاب T flip flop منطق الإغلاق latching logic. ولكن ، إذا كنت تعمل مع PLC رخيصة للغاية ، فقد لا يكون لديك تعليمات "طلقة واحدة" one shot وقد تضطر إلى استخدام هذه الطريقة ...



يستخدم المثال الثالث لمخطط سلم القلاب T flip flop تعليمات SET و RESET ، والتي تميل إلى تبسيط مخطط السلم قليلاً ...



أمثلة مخطط سلم للقلاب SR Flip Flop
الطريقتان الأكثر شيوعًا لبرمجة منطق التبديل للقلاب SR Flip Flop في أي PLC هي ...
1. منطق الإغلاق Latching logic .
2. التعليمات SET and RESET .
يظهر أدناه المثال الأول لمخطط سلم SR Flip Flop باستخدام منطق الإغلاق.



فيما يلي المثال الثانى على مخطط سلم SR Flip Flop باستخدام تعليمات SET و RESET ...



أمثلة على مخطط سلم RS Flip Flop RS Flip Flop Ladder Diagram Examples
تذكر ، بالمقارنةً بمنطق سلم SR flip flop فإن منطق سلم RS flip flop هو نفسه باستثناء أنه له نتيجة مختلفة عندما تكون كل من مداخل SET و RESET صحيحة TRUE . يمكننا تحقيق ذلك باستخدام مسح PLC لمصلحتنا وإعادة ترتيب الكود قليلاً.
1. منطق الإغلاق Latching logic .
2. التعليمات SET and RESET .
يظهر أدناه المثال الأول على مخطط سلم RS Flip Flop باستخدام منطق الإغلاق ...



يوضح المثال الثاني مخطط سلم RS Flip Flop باستخدام تعليمات SET و RESET....



منطق سلم القلابات RS و SR فى Siemens PLC
لقد خصصت شركة سيمنس Siemens بلوكات وظائف منطق سلم القلابات RS و SR كجزء من مكتبة التعليمات القياسية.
تعمل كتل الوظائف هذه بنفس الطريقة تمامًا مثل أمثلة منطق السلم الأخرى ، ولكنها تتطلب تعيين متغير داخلي إلى كتلة الوظائف.
تخصيص عنوان الذاكرة من أجل Siemens PLC هو I=Inputs, Q=outputs and M=Internal Variables . فيما يلي قائمة بالمداخل والمخارج والمتغيرات الداخلية المطلوبة التي يتعين الإعلان عنها من أجل Siemens PLC ....




مثال على مخطط سلم Siemens PLC SR Flip Flop
تم التنفيذ باستخدام بلوك وظيقة Siemens PLC SR flip flop في مثال مخطط السلم أدناه ...



مثال على مخطط سلم Siemens PLC RS Flip Flop
تم برمجة كتلة الوظيفة Siemens PLC RS flip flop بطريقة مماثلة للكتلة Siemens PLC SR flip flop حسب مثال مخطط السلم أدناه ...

المتحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) ومنطق السلم (Ladder Logic) هما جزء لا يتجزأ من نظام التحكم الصناعي الحديث. يعتمد PLC على برمجة مرنة تسمح بتنفيذ وظائف متعددة في الصناعة. من خلال منطق السلم، يتم تصميم وبرمجة PLC باستخدام رموز ورسومات تشبه سلماً، مما يسهل فهم العمليات المنطقية وتشغيل الأجهزة بكفاءة.