اختيار نظام التحكم المنطقي المبرمج المناسب: الأحجام، الميزات، والتطبيقات الصناعية

العوامل الرئيسية في اختيار وحدة PLC لأتمتة الصناعة

يتطلب اختيار وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) تقييم عدة معايير تقنية وتشغيلية، منها:

• حجم وحدة PLC وسعة الإدخال/الإخراج

• الذاكرة وسرعة المعالجة

• زمن المسح واستجابة النظام

• التكلفة وقابلية التوسع

يؤثر كل عامل على مدى تكامل وحدة PLC في أتمتة المصنع، أو نظام التحكم الموزع (DCS)، أو أنظمة التحكم. لذلك، يجب على المهندسين تقييم المتطلبات الحالية والمستقبلية قبل اتخاذ القرار النهائي.

فهم أحجام وحدات PLC وقدرات الإدخال/الإخراج

يتم تحديد حجم وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) بشكل أساسي بواسطة سعة الإدخال/الإخراج (I/O) الخاصة بها. تُصنف وحدات PLC كما يلي:

غالبًا ما تدعم PLCs المدمجة التوسعة عبر كابلات الشريط. تسمح PLCs المعيارية بإضافة وحدات إدخال/إخراج إضافية حسب الحاجة، مما يوفر مرونة أكبر لأنظمة الأتمتة الصناعية.

الاعتبارات المتعلقة بالذاكرة والمعالجة في أنظمة PLC

تخزن ذاكرة PLC برامج التحكم، عناوين الإدخال/الإخراج، بيانات الملف اللولبي، ومكتبات التعليمات. يُقاس حجم الذاكرة بالكلمات، حيث:

• 1 كلمة = 2 بايت = 16 بت

• ذاكرة 6K = 6 × 1024 كلمة

على سبيل المثال، PLC بعمق 8 بت وذاكرة 6K يحتوي على 49,152 بت، بينما PLC بعمق 32 بت يخزن 196,608 بت. يؤثر عدد السلالم ونقاط الإدخال/الإخراج في البرنامج مباشرة على استخدام الذاكرة. لذلك، يجب على المهندسين تحديد حجم الذاكرة بناءً على تعقيد التطبيق.

تطبيقات PLC المستقلة في أتمتة المصانع

تتحكم PLCs المستقلة في عمليات فردية مع متحكم واحد يدير جميع تفاعلات الإدخال/الإخراج. هذه الأنظمة مثالية لمهام الأتمتة الصغيرة مثل:

• آلات التعبئة والتغليف

• التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)

• أنظمة الناقل الأساسية

توفر البساطة والكفاءة من حيث التكلفة ولكنها محدودة في التوسع.

أنظمة PLC متعددة المهام للتحكم الموزع

تتضمن تطبيقات PLC متعددة المهام عدة متحكمات تدير مهام مختلفة في نفس الوقت. هذا الإعداد يحسن الأداء وعزل الأعطال. تشمل حالات الاستخدام الشائعة:

• تنسيق خط التجميع

• أنظمة مناولة المواد

• التحكم في درجة الحرارة متعددة المناطق

علاوة على ذلك، تتيح PLCs المعيارية التوسع السهل مع تطور الاحتياجات التشغيلية.

إدارة التحكم باستخدام أنظمة PLC وDCS واسعة النطاق

تتطلب تطبيقات إدارة التحكم PLCs أو منصات DCS ذات سعة عالية. تربط هذه الأنظمة عدة PLCs عبر Ethernet أو TCP/IP أو الاتصالات التسلسلية. يقوم PLC رئيسي بتنسيق التحديثات والاستجابات عبر الشبكة.

الصناعات التي تستخدم هذا الهيكل تشمل:

• مصافي النفط والغاز

• محطات توليد الطاقة

• محطات معالجة المياه

تتطلب هذه الأنظمة ذاكرة قوية، وأوقات مسح سريعة، وكثافة عالية لمدخلات/مخرجات I/O للحفاظ على سلامة التشغيل.

تعليق خبير: اتجاهات نشر PLC

من خلال تجربتي، تهيمن PLCs المعيارية على الأتمتة الصناعية بسبب قابليتها للتوسع ومرونة التكامل. مع اعتماد المصانع على التصنيع الذكي واستراتيجيات IIoT، يجب أن تدعم PLCs التشخيص في الوقت الحقيقي، والوصول عن بُعد، والتوسع السلس.

علاوة على ذلك، يظل تخطيط الذاكرة ومدخلات/مخرجات I/O أمرًا حاسمًا. تؤدي PLCs ذات الحجم الصغير إلى اختناقات في الأداء، بينما يزيد الحجم الكبير من التكلفة. يجب على المهندسين توقع النمو المستقبلي واختيار PLCs توازن بين السعة والكفاءة.

سيناريوهات الحل لاختيار PLC

فيما يلي أمثلة عملية لنشر PLC بناءً على حجم النظام:

• PLC نانو: يُستخدم في آلات البيع والتحكم في المحركات الصغيرة

• PLC دقيق: مثالي لخطوط التعبئة المدمجة

• PLC صغير: يدعم التحكم في العمليات متوسطة النطاق في مصانع الأغذية والمشروبات

• PLC متوسط: يدير أنظمة التكييف والإضاءة متعددة المناطق

• PLC كبير: يتحكم في أنظمة التكرير الفرعية ومساعدات محطات الطاقة

• PLC/DCS كبير جدًا: التحكم المركزي في قطاعات البتروكيماويات والمرافق