Announcement

Announcement Module
Collapse
No announcement yet.

دورة تدريبية تفصيلية:المتحكم المنطقى المبرمج PLC مبنية على ترجمة وإعداد كتاب W.Bolton

Page Title Module
Move Remove Collapse
X
Conversation Detail Module
Collapse
  • Filter
  • Time
  • Show
Clear All
new posts

  • دورة تدريبية تفصيلية:المتحكم المنطقى المبرمج PLC مبنية على ترجمة وإعداد كتاب W.Bolton

    دورة تدريبية تفصيلية:المتحكم المنطقى المبرمج PLC مبنية على ترجمة وإعداد كتاب W.Bolton





    1- المتحكمات المنطقية المبرمجة :

    1-1 المتحكمات :

    ما نوع المهمة التى قد يكلف (يقوم ) بها نظام التحكم ؟
    ربما يكون المطلوب منه التحكم فى تتابع (تسلسل) أحداث أو الحفاظ على بعض المتغيرات ثابتة أو تتبع بعض التغييرات المحددة مسبقا .
    على سبيل المثال :
    نظام التحكم الآلي لآلة المثقاب (الشكل 1.1 (أ))
    قد يكون المطلوب :
    خفض المثقاب عندما تكون قطعة العمل (المشغولات) فى مكانها.
    وبدء عملية الثقب عندما يصل المثقاب إلى الشغلة .
    وإيقاف المثقاب عند إنتهاء عمق الثقب المطلوب .
    ورجوع المثقاب ثم فصله والانتظار حتى وضع الشغلة التالية فى مكانها قبل إعادة تكرار العملية .

    نظام تحكم اخر (الشكل 1-1 (ب) ) :
    يمكن أن يستخدم فى التحكم فى عدد العناصر التى تنقل (تتحرك) على طول السير أو الحزام الناقل وتوجيهها إلى صندوق التعبئة .

    مدخلات مثل تلك الأنظمة من التحكم قد تتكون من مفاتيح تفتح (تفصل) وتغلق (توصل) أو حساسات .
    على سبيل المثال وجود الشغلة يمكن بيانه بتحريكها بالنسبة إلى (ضد) مفتاح وغلقه أو أى حساس (سنسور) آخر مثل الذى يستخدم لدرجات الحرارة أو معدلات التدفق.




    ما هو الشكل الذي قد يكون عليه المتحكم ؟

    فى آلة الثقب الآلى يمكننا عمل وتوصيل دائرة بالأسلاك وغلق أو فتح المفاتيح يؤدى إلى تشغيل محرك أو عمل صمام .
    وهكذا يمكننا عن طريق غلق مفتاح تشغيل ريلاى والذى بدوره يقوم بتوصيل التيار إلى المحرك فيدور المثقاب (الشكل 1-2 ) .
    ومفتاح أخر قد يستخدم فى تشغيل ريلاى يقوم بتوصيل التيار إلى صمام نيوماتيكى أو هيدروليكى والذى يقوم بتوصيل الضغط اللازم لتحريك مكبس أسطوانة مسببا دفع الشغلة فى المكان المطلوب .




    فى حالة نظام التعبئة الآلى يمكننا فعل نفس الشىء باستخدام دوائر كهربية وحساسات ومحركات .
    ومع ذلك فإن دوائر المتحكم التى توضع لهاتين الحالتين ستكون مختلفة.
    كما أن القواعد التى تحكم نظام التحكم تتحدد بطريقة توصيل الأسلاك .
    أى عندما تتغير القواعد المستخدمة فى التحكم يجب تغيير توصيل الأسلاك .

    1.1.1 نظام التحكم بالميكروبروسسور أو المعالج الدقيق

    بدلا من إستخدام دائرة بالتوصيل بالأسلاك لكل دائرة تحكم وتغيرها عند كل تغير فى متطلبات التحكم يمكننا إستخدام نفس النظام الأساسي لجميع حالات التحكم إذا استخدامنا المعالجات الدقيقة كأساس للنظام وكتابة برنامج لإرشاد المعالج الدقيق (على شكل تعليمات أو أوامر) عن كيفية التفاعل والتعامل مع كل إشارة من المدخلات مثل المفاتيح وإعطاء المخارج المطلوبة مثل المحرك أو الصمام ومن ثم يكون لدينا برنامج على الشكل أو النموذج التالى :

    إذا أغلق المفتاح A
    أخرج إلى دائرة المحرك
    إذا أغلق المفتاح B
    إخرج إلى الصمام

    بتغيير التعليمات بالبرنامج يمكننا إستخدام نفس المعالج الدقيق للتحكم فى التحكم فى أنظمة مختلفة وفى مواقف ومتطلبات متعددة بكل نظام .

    مثال توضيحى :
    الغسالة المنزلية الحديثة تستخدم نظام المعالج الدقيق .
    تؤخد المدخلات من :
    المفاتيح المستخدمة فى إختيار دورة الغسيل المطلوبة .
    ومن المفتاح الدال على تمام غلق باب الغسالة .
    ومن حساس درجة الحرارة الذى يحدد درجة حرارة المياه.
    ومن مفتاح أو حساس أو عوامة الكشف عن مستوى الماء.
    على أساس هذه المدخلات يتم برمجة المعالج لإعطاء مخارج.
    والتى تقوم بتشغيل المحرك والتحكم فى سرعته .
    وفتح أو غلق صمامات المياه الباردة والساخنة .
    وتشغيل طلمبة أو مضخة الصرف .
    والتحكم فى سخان المياه .
    والتحكم فى غلق أو قفل الباب بحيث لا يمكن فتح الباب إلا بعد إكتمال دورة الغسيل .

    2.1.1 المتحكم المنطقى المبرمج (القابل للبرمجة)

    المتحكم المنطقى المبرمج واختصارا PLC هو شكل أو نموذج خاص لمتحكم مبنى على (أساسه) المعالج الدقيق , والذى يستخدم ذاكرة قابلة للبرمجة (مبرمجة) لتخزين أوحفظ التعليمات ولتنفيذ الوظائف أو المهام مثل العمليات المنطقية وعمليات التتابع (التسلسل) وعمليات التوقيت الزمنى وعمليات العد والعمليات الحسابية بغرض التحكم فى الآلآت والعمليات (الشكل 3.1) . وهو مصمم لكى يمكن أن يقوم بالعمل عليه من لديه معلومات محدودة فى الكومبيوتر وفى لغات البرمجة حيث تتم البرمجة بطرق أى بلغات سهلة وبديهية ومنطقية.




    ويستخدم مصطلح "المنطق " logic لأن البرمجة معنية أو مركزة فى العمليات المنطقية وعمليات التحويل ON / OFF .
    مثال ذلك : إذا حدث (أو تواجد) A أو B (وهما دخلان) تم تشغيل (توصيل) (ON) C
    (وهو خرج) وإذا حدث (تواجد) A و B تم تشغيل ( تووصيل ) D .

    أجهزة الدخل أى الحساسات (أجهزة الاستشعار) مثل المفاتيح وأجهزة الخرج المطلوب التحكم فيها مثل المحركات والصمامات توصل إلى المتحكم PLC . ثم يقوم المختص بإدخال مجموعة التعليمات المتتابعة أى البرنامج إلى ذاكرة المتحكم PLC . فيقوم المتحكم بمراقبة أو رصد المدخلات والمخرجات وفق هذا البرنامج ويقوم بتنفيذ قواعد التحكم التى يتم وضعها فى البرنامج.

    المتحكمات المنطقية المبرمجة PLC لها ميزة كبيرة وهى أن المتحكم الاساسى يمكن إستخدامه مع مجموعة واسعة من أنظمة التحكم.
    للتعديل فى نظام التحكم وقواعده التى يجب إتباعها كل ما هو مطلوب هو إدخال مجموعة من التعليمات المختلفة الجديدة ولا توجد أية حاجة لإعادة التوصيلات من جديد .

    والنتيجة تكون : مرونة فى العمل وتكاليف أقل بكثير .

    المتحكمات المنطقية المبرمجة مماثلة لأجهزة الكمبيوتر ولكن في حين أن الحواسب هي الأمثل لحساب وعرض المهام فان المتحكمات PLC هي الأمثل للقيام بمهام التحكم والمراقبة فى البيئة الصناعية.

    وبالتالي فان المتحكمات PLC تكون :
    1- متينة ومصصمة لتحمل الاهتزازات ودرجات الحرارة والرطوبة والضوضاء .
    2- يوجد بالفعل داخل المتحكم الإمكانيات اللآزمة لتوصيل وربط المداخل والمخارج .
    3- برمجتها تتم بسهولة ومن السهل فهم لغة البرمجة وهي معنية أساسا بالعمليات المنطقية وعمليات الوصل والفصل ON/OFF .
    ظهر اول PLC عام 1969 , وهى تستخدم حتى الآن على نطاق واسع وتمتد من وحدات صغيرة منفصلة (تعمل بمفردها) إلى وحدات متوسطة بها 20 مدخل أو مخرج رقمى إلى الأنظمة الكبيرة التى تستخدم نظام وحدات تسمى موديول مخصصة للتعامل مع المداخل والمخارج الرقمية والتماثلية .

    2.1. الهاردوير Hardware (المكونات الصلبة )

  • #2
    2.1. الهاردوير Hardware (المكونات الصلبة )

    2.1. الهاردوير Hardware (المكونات الصلبة )

    نظام المتحكم PLC يتكون من مكونات الأساسية الآتية :
    وحدة المعالجة المركزية .
    الذاكرات .
    وحدة التغذية .
    أقسام الربط مع المداخل والمخارح .
    الربط بالاتصالات بالخارج .
    وجهاز البرمجة

    والشكل 1-4 يوضح ذلك .





    1- وحدة المعالجة المركزية (CPU) :

    وحدة المعالج أو وحدة المعالجة المركزية هي الوحدة التي تحتوي على المعالج وهو الذى يفسر إشارات الدخل ويقوم بتنفيذ الأعمال أو الأفعال أو الإجراءات وفقا للبرنامج المخزن في الذاكرة والتواصل مع ما تم تنفيذه كإشارات خرج .

    2- وحدة الإمداد بالطاقة

    لتحويل التيار المتردد AC للمنبع إلى جهد مستمر DC منخفض (5 V) واللآزم للمعالج ولدوائر الربط بالدخل والخرج .

    3- جهاز البرمجة :

    يستخدم لإدخال البرنامج المطلوب إلى ذاكرة المعالج . يتم عمل وتطوير البرنامج على جهاز البرمجة ثم ينقل إلى وحدة الذاكرة للمتحكم PLC .

    4- وحدات الذاكرة :
    وهى المكان الذى يحفظ أو يخزن أو يوضع به البرنامج والذى من المقرر أن يستخدم فى أعمال أو إجراءات التحكم التي ستمارس بمعرفة المعالج الدقيق . علاوة على تخزين بيانات المدخلات لمعالجتها وبيانات المخارج لتوصيلها الى المخارج .

    5- أقسام المداخل والمخارج :

    حيث يتلقى أو يستقبل المعالج المعلومات الواردة من الأجهزة الخارجية ويوصل المعلومات للأجهزة الخارجية.
    تصنف أجهزة الدخل والخرج على أساس الإشارت المعطاه إلى :
    متقطع (منفصل) .
    و رقمى .
    و تماثلى (تناظرى) .
    كما فى الشكل 1-5 .





    الأجهزة التى تعطى إشارات متقطعة أو رقمية تعتبر واحدة حيث تكون الإشارات إما فصل off أو توصيل on . ومن ثم يكون المفتاح هو جهاز يعطى إشارة متقطعة إى إما يوصل جهد أو لا يوصل .
    يمكن إعتبار الاجهزة الرقمية فى الأساس أجهزة متقطعة ولكنها تعطى تتابع من إشارات الوصل والفصل on-off .
    الأجهزة التناظرية تعطى إشارات تتناسب فى قيمتها مع قيمة المتغير المراد مراقبته .
    على سبيل المثال فإن حساس درجة الحرارة قد يعطى جهد متناسب مع درجة الحرارة .

    6- الربط والاتصالات بالخارج :

    يستخدم فى إستقبال وإرسال البيانات على شكل شبكات إتصال عن بعد من وإلى المتحكمات الأخرى كما فى الشكل 1-6 .





    2.1 التركيب (البناء) الداخلى

    Comment


    • #3
      2.1 التركيب (البناء) الداخلى

      الشكل 1-7 يبين التركيب البنائى الداخلى للمتحكم PLC .
      وهو يتكون من وحدة المعالجة المركزية CPU والتى تحوى المعالج الدقيق للنظام.
      والذاكرات .
      ودوائر الدخل والخرج .

      وحدة المعالجة المركزية تقوم بالتحكم ومعالجة جميع العمليات فى المتحكم PLC .
      يتم إمدادها بساعة (مذبذب) بتردد بين 1 و 8 MHz.هذا الترد يحدد سرعة عمل المتحكمPLC علاوة على الإمداد بالتوقيت والتزامن اللآزمين لعمل جميع عناصر النظام .
      يتم تنفيذ المعلومات فى المتحكم PLC على شكل إشارات رقمية .
      المسارات الداخلية التى تمر أو تتدفق بطولها الإشارات الرقمية تسمى buses أى طرق أو مسارات . وبالمعنى المادي فإن المسار هو مجرد عدد من الموصلات التى يمكن أن تمر على طولها الإشارات الكهربائية .وهى قد تكون مسارات بلوحة دائرة مطبوعة أو أسلاك بكابل مبطط أو شريط .
      تستخدم وحدة المعالجة المركزية ممر البيانات لأرسال البيانات بين العناصر المكونة لها .
      وتستخدم ممر العناوين لأرسال عناوين المواقع للوصول إلى البيانات المخزنة .
      كما تستخدم ممر التحكم للاشارات المتعلقة بأعمال التحكم الداخلى .
      يستخدم ممر النظام فى الاتصالات بين منافذ المداخل والمخارج ووحدات المداخل والمخارج .




      1.3.1 وحدة المعالجة المركزية CPU

      Comment


      • #4
        1.3.1 وحدة المعالجة المركزية cpu



        1.3.1 وحدة المعالجة المركزية CPU


        تركيب الهيكل الداخلي لوحدة المعالجة المركزية يعتمد على المعالج المعنى .
        بصفة عامة تتكون من :

        1- وحدة الحساب والمنطق (ALU):

        وهى مسؤولة عن معالجة البيانات والقيام بالعمليات الحسابية كالجمع والطرح والعمليات المنطقية مثل "و" AND و "أو"OR و"نفى -عكس" NOTو
        "أو الحصرية "EXCLUSIVE-OR .

        2- الذاكرة :

        وتسمى السجلات وتقع بالقرب أو داخل المعالج الدقيق لتخزين المعلومات التى تشارك فى تنفيذ الرنامج .

        3- وحدة التحكم :

        والتى تستخدم فى التحكم فى توقيتات العمليات .

        2.3.1. الممرات buses

        الممرات buses هى ممرات أو مسارات تستخدم فى الاتصالات داخل المتحكم PLC .
        ترسل المعلومات فى شكل ثنائى أى مجموعة من الخانات bitsو اصطلاح "الخانة" bit هى رقم ثنائى إما 1 أو 0 أى حالة من الحالتين ON/OFF . واصطلاح "الكلمة" wordيستخدم لمجموعة من الخانات والتى تشكل بعض المعلومات . ومن ثم فان الكلمة المكونة من 8-bit قد تكون العدد الثنائى 00100110 . وكل الخانات تتصل فى نفس الوقت على طول ممرها الخاص المتوازى.

        يوجد بالنظام أربع ممرات :

        1- ممر البيانات data bus

        ويحمل البيانات التى تستخدم فى المعالجة التى تنفذ بوحدة المعالجة المركزية .
        ونظرا لأن الميكروبروسسور أو المعالج الدقيق هو معالج 8-bit فيكون به ممر بيانات داخلى يتعامل مع الأعداد بشكل 8-bit .
        ومن ثم يقوم (يؤدى) العمليات بين الأعداد التى على شكل 8-bit وأيضا يعطى النتيجة بقيم على شكل عدد 8-bit .

        2- ممر العناوين address bus

        يستخدم ممر العناوين فى حمل عناوين مواقع (أماكن) الذاكرة . بحيث تتواجد كل كلمة فى موقع ذاكرة وكل موقع ذاكرة له عنوان وحيد . مثل المنازل فى المدن فكل منزل له عنوانه المستقل والمميز له وعن طريقه نصل اليه أى أن كل كلمة بموقع تعطى عنوان بحيث أن البيانات المخزنة بموقع معين يمكن لوحدة المعالجة المركزية الوصول اليها سواء بالقراءة أو بالكتابة .
        وممر العناوين هو الذى يحمل المعلومات الدالة على العنوان المطلوب الوصول اليه .
        إذا كان ممر العناوين مكون من 8خطوط فإن عدد الكلمات المكونة من 8-bit أو عدد العناوين المحددة تكون 256 ( الاول 00000000 الثانى 00000001 والثالث 00000010 و .....) (2 مرفوع للأس 8 ).

        3- ممر التحكم :

        ممر التحكم يحمل الإشارات المستخدمة بمعرفة وحدة التحكم المركزية للتحكم مثل إبلاغ أجهزة الذاكرة أن كانت ستستقبل البيانات من الدخل أو تخرج بيانات فى الخرج كما يحمل إشارات التوقيت المستخدمة فى عمليات التزامن .

        4- ممر النظام :

        يستخدم فى الاتصال بين منافذ الدخل أو الخرج ووحدات الدخل او الخرج.

        3.3.1. الذاكرة : Memory

        يوجد فى نظام المتحكم PLC عدة ذاكرات :

        1- ذكرة القراءة فقط (ROM) للنظام :
        لتوفير مخزن دائم لنظام العمل والبيانات الثابتة المستخدمة بمعرفة وحدة المعالجة المركزية .

        2- ذاكرة الوصول العشوائى (RAM) لبرنامج المستخدم .

        3- ذاكرة الوصول العشوائى (RAM) للبيانات .
        حيث يتم حفظ المعلومات عن حالة أجهزة الدخل والخرج وقيم المؤقتات والعدادات والأجهزة الداخلية الأخرى .
        ذاكرة البيانات RAM تعرف أحيانا باسم جدول البيانات data table أو بجدول السجل register table .
        جزء من هذه الذاكرة أى مجموعة من العناوين تخصص وتحجز لعناوين المداخل والمخارج وحالة هذه المداخل والمخارج .وجزء يتم حجزه للبيانات المحددة مسبقا . وجزء لحفظ قيم العدادات وقيم المؤقتات و.....الخ .

        4- ذاكرة قراءة فقط قابلة للمسح والبرمجة(EPROM)
        قد تتواجد على شكل موديول إضافى يمكن تركيبه ونزعه من مكانه . البرامج والبيانات فى ذاكرة ال RAM يمكن تغييرها بمعرفة المستخدم . كل المتحكمات PLC يكون بها كمية من RAM لتخزين البرامح التى يمكن تطويرها بواسطة المستخدم . لمنع فقد تلك البرامج عند فصل جهد التغذية تستخدم بطارية للحفاظ على التغيرات التى أدخلت فى ذاكرات ال RAM لمدة من الزمن .
        بعد تطوير البرنامج فى ذاكرة ال RAM ينقل أو يحمل إلى الذاكرة الثابتة EPROM والتى غالبا ما تكون على شكل موديول منفصل . علاوة على ذلك يوجد مخازن لقنوات الدخل وقنوات الخرج تسمى buffer.

        سعة التخزين لوحدة الذاكرة تتحدد بعدد الكلمات التى يمكنها تخزينها . فإذا كان حجم الذاكرة 256 كلمة فيمكنها تخزين 256 × 8 = 2048 bits إذا استخدمنا الكلمة 8-bit.
        عادة تعرف حجم الذاكرة بالكيلو بايت وهو يساوى 2 مرفوعة للأس 10 أى 1024 .
        وعندما تكون الكلمة مكونة من 8 bits فانها تسمى بايت byte .

        4.3.1 وحدات الدخل والخرج :

        وحدات الدخل والخرج توفر الربط بين النظام والعالم الخارجى . فتسمح بالتوصيل من خلال قنوات الدخل والخرج إلى أجهزة الدخل مثل الحساسات وأجهزة الخرج مثل المحركات والصمامات .
        كما يمكن إدخال البيانات من لوحة المراقبة والبرمجة .
        كل نقطة دخل أو خرج لها عنوان وحيد والذى يمكن إستخدامه بمعرفة وحدة التحكم المركزية .
        قنوات الدخل والخرج توفر العزل علاوة على تكييف وتهيئة الإشارات بحيث يمكن توصيل الحساسات(مداخل) والمنفذات (مخارج) مباشرة دون الحاجة لأى دائرة اخرى.

        يتم العزل الكهربائى عن العالم الخارجى عادة باستخدام عوازل كهروضوئية optoisolators وقد يستخدم التعبير الربط الضوئى optocoupler . الشكل 1-8 يبين العازل الضوئى .

        عندما تمر نبضة رقمية خلال الدايود المشع للضوء تتولد نبضة من الأشعة تحت الحمراء .
        يتم كشف هذه النبضة بالترانزستور الضوئى ويعطى إرتفاع فى الجهد بالدائرة .
        الثغرة أو الفتحة أو الفجوة بين الدايود المشع للضوء والترانزوستور الضوئى تعطى عزل كهربائى ولكن مع وجود نقل تاثير النبضة الرقمية من الدائرة الأولى لكى تعطى أرتفاع فى الجهد على شكل نبضة رقمية أيضا فى الدائرة الثانية .





        الإشارة الرقمية المتوافقة مع المعالج فى المتحكم PLC عامة تكون 5 V d.c. .
        ومع ذلك يمكن تكييف وتهيئة الإشارة فى قناة الدخل (وفى وجود العزل) لتقبل مدى واسع من إشارات الدخل مثل 5 V و 24 V و 110 V و 220 V و رقمية و متقطعة (أى إشارات on−off ).فى المتحكمات PLC الصغيرة يفضل إستخدام نوع واحد من الدخل مثل 24 V .




        الخرج من وحدة الخرج يكون رقمى وبمستوى5 V .
        ومع ذلك بعد عملية التكييف والتهيئة باستخدام الريلاى أو الترانزستور أو الترياك فان الخرج من قنوات الخرج يمكن أن يكون 24 V أو 110 V أو 220 V . كما فى الشكل 1-10.
        فى المتحكمات PLC الصغيرة جميع المخارج يفضل أن تكون من نوع واحد مثل 24 V .
        ولكن مع إستخدام نظام PLC بالموديولات فإنه يمكن إستخدام مخارج بأشكال متعددة باختيار الموديول المناسب .




        تعرف المخارج بأنها من نوع الريلاى أو من نوع الترانزستور أو من نوع الترياك كما يلى :

        1- نوع خرج بالريلاى :
        الإشارة من خرج المتحكم PLC تستخدم فى تشغيل ريلاى والذى يكون قادرا على توصيل وفصل تيارات فى حدود عدة أمبيرات فى الدائرة الخارجية .
        والريلاى لا يسمح فقط بتيار صغير بالتحكم فى تيار كبير ولكن أيضا يقوم بعزل المتحكم PLC عن الدائرة الخارجية .الريلاى بطىء فى العمل نسبيا .وخرج الريلاى مناسب لكل من التيار المترد والتيار المستمر .كما يمكنها الصمود أمام الارتفاعات المفاجئة فى التيارات والجهود .

        2- نوع خرج بالترانزستور :
        هذا النوع يعطى فعل أسرع نسبيا ولكنه مرتبط إرتباطا وثيقا للعمل مع التيار المستمر ويتلف بالزيادة فى التياروأرتفاع الجهد العكسى . ويمكن حمايته إما باستخدام فيوز أو حماية الكترونية . كما تستخدم العوازل الضوئية لتوفير العزل .

        3- خرج بالترياك به عوازل ضوئية للعزل :
        يمكن إستخدامه فى التحكم بالاحمال التى تغذى من مصدر للتيار المتردد . وهذا النوع مرتبط ارتباطا وثيقا بالعمل مع التيار المتردد ولكن من السهل تلفه بزيادة التيار . وغالبا ما تستخدم الفيوزات فى الحماية فى مثل هذا النوع .

        5.3.1. المصدر أو المنبع Sourc والمصب أو البالوعة sink :

        ألمصطلح المصدر وألمصطلح المصب يستخدمان فى وصف طريقة توصيل أجهزة التيار المستمر إلى المتحكم PLC .
        فى المصدر وباستخدام إتجاه التيار الاصطلاحى أى من الموجب إلى السالب يستقبل جهاز الدخل التيار من موديول الدخل أى أن موديول الدخل يكون هو مصدر التيار .
        وإذا مر التيار من موديول الخرج إلى حمل الخرج عندئذ يقال بأن موديول الخرج هو المصدر .
        فى المصب او البالوعة وباستخدام إتجاه التيار الاصطلاحى أى من الموجب الى السالب يقوم جهاز الدخل بإمداد موديول الدخل بالتيار أى أن موديول الدخل يكون مصب للتيار.
        وإذا مر التيار إلى موديول الخرج من حمل الخرج عندئذ يقال أن موديول الخرج مصب للتيار .




        4.1. برمجة المتحكمات المنطقية المبرمجة PLC :

        Comment


        • #5
          4.1. برمجة المتحكمات المنطقية المبرمجة plc :

          4.1. برمجة المتحكمات المنطقية المبرمجة PLC :

          أجهزة البرمجة قد تكون :
          جهاز محمول باليد .
          أو لوحة مراقبة وبرمجة داخل كونسول أوعلى مكتب .
          أو كومبيوتر شخصى .

          فقط عندما يكون البرنامج تم تصميمه على جهاز البرمجة وجاهز للأستخدام يتم نقله إلى وحدة الذاكرة فى المتحكم PLC .

          1- اجهزة البرمجة المحمولة باليد :
          عادة تحتوى على ذاكرة كافية للسماح للجهاز بالإبقاء على البرامج أثناء الانتقال به من مكان إلى آخر .
          2- اجهزة البرمجة بالكونسول :
          وهى مكونة من شاشة عرض مرئى ولوحة مفاتيح .
          3- البرمجة باستخدام الكومبيوتر الشخصى :
          وهى مستخدمة على نطاق واسع حيث يمثل الكومبيوتر بيئة البرمجة والتطوير . بعض أجهزة التحكم PLC لا تحتاج إلا إلى كومبيوتر وبه البرمجيات المناسبة . والبعض الآخر يحتاج إلى وحدات إتصال خاصة (كروت) للربط بين الكومبيوتر والمتحكم PLC . والميزة الرئيسية لاستخدام الكمبيوتر هو أن البرنامج يمكن تخزينه أو حفظه على القرص الصلب أو الثابت أو على قرص مضغوط CD حيث يمكن عمل نسخ بسهولة.
          صناع المتحكات PLC كل له برمجياته . على سبيل المثال شركة سيمنس Siemens برمجياتها هى SIMATIC STEP 7 كما يوجد برمجيات للمحاكاة مثل S7-PLCSIM.
          وشركة ألن برادلى Allen-Bradley لها عائلة من المتحكمات بأسم PLC-5 وهكذا .

          Comment


          • #6
            الفصل الثانى :أسس عمل أجهزة الدخل والخرج للمتحكمات Controllers

            الفصل الثانى :

            أسس عمل أجهزة الدخل والخرج للمتحكمات Controllers
            أولا : اجهزة الدخل
            الإصطلاح سنسور sensor أو حساس (مستشعر):
            يستخدم لجهاز دخل ينتج خرج يمكن الإستفادة به كنتيجة أو إستجابة لدخل فيزيائى معين .
            على سبيل المثال الإزدواج الحرارى هو حساس يحول الفرق فى درجة الحرارة إلى خرج كهربائى .
            الإصطلاح محول transducer :
            مصطلح يستخدم عادة لجهاز يحول إشارة من شكل فيزيائى إلى شكل فيزيائى مختلف . وبالتالي فان السنسور غالبا يكون محول ولكن هناك أجهزة أخرى يمكن إعتبارها محولات على سبيل المثال المحرك الذي يحول الدخل الكهربائى إلى دوران .
            الحساسات التى تعطى خرج على شكل إشارات رقمية أو متقطعة أى on−offيمكن بسهولة توصيلها إلى منافذ الدخل للمتحكمات .
            الحساسات التى تعطى إشارات تناظرية يجب تحويلها إلى إشارات رقمية قبل توصيلها إلى منافذ المتحكمات .

            1- المفاتيح الميكانيكية :

            المفاتيح الميكانيكية تولد إشارة على شكل on−off .مثل هذه المفاتيح قد تستخدم فى بيان تواجد قطعة العمل "الشغلة" على منضدة الآلة حيث تقوم قطعة العمل بالضغط على المفتاح وغلقه .غياب قطعة العمل يتم بيانه بفتح المفتاح وتواجدها يغلقه .
            وهكذا ففى الشكل (أ) إشارة الدخل إلى قناة الدخل للمتحكم يكون لها مستويات إشارة (يسمى المنطق ) كما يلى :
            0 = قطعة العمل غير موجودة .
            1 = قطعة العمل موجودة .
            المستوى 1 قد يناظر دخل 24 V d.c .
            المستوى 0 يناظر 0 V .
            أما فى الشكل (ب) عند فتح المفتاح يتم توصيل جهد التغذية الى دخل المتحكم .
            وعند غلق المفتاح فإن جهد الدخل يهبط إلى قيمة منخفضة .
            المستويات المنطقية فى هذه الحالة تكون :
            1 = قطعة العمل غير موجودة .
            0 = قطعة العمل موجودة .




            ألمفاتيح إما أن تكون مفتوحة أى غير موصلة فى وضعها الطبيعى أو العادى وتعرف بالتلامس (NO) أو تكون مغلقة أى موصلة فى وضعها الطبيعى أو العادى وتعرف بالتلامس (NC) .
            تلامسات ألمفتاح NO تكون مفتوحة(غير موصلة) عند غياب الدخل ( الفعل الميكانيكى ).
            وجود الدخل (الميكانيكى) يسبب غلق (توصيل) المفتاح .
            تلامسات المفتاح NC تكون مغلقة (موصلة) عند غياب الدخل الميكانيكى .
            وجود الدخل الميكانيكى يسبب فتح (فصل) التلامسات .

            المصطلح الليمت سويتش limit switch او مفتاح نهاية المشوار :
            يستخدم للمفتاح المستخدم فى إكتشاف وجود أو مرور جزء متحرك .
            يمكن تشغيله أو دفعه بكامة أو ببكره أو رافعة .
            الشكل يبين بعض الامثلة .





            2- المفاتيح التقاربية Proximity switches

            Comment


            • #7
              2- المفاتيح التقاربية Proximity switches

              2- المفاتيح التقاربية Proximity switches
              تستخدم المفاتيح التقاربية فى إكتشاف وجود الأجسام دون أن تلامسها .يوجد منها العديد من الأشكال وبعضها مناسب فقط للأجسام المعدنية .

              أ- المفتاح التقاربى الذى يعمل بمبدأ التيارات الدوامية :
              يوجد به ملف يغذى بتيار متردد ذو قيمة ثابتة وينتج مجال مغناطيسى متغيرقيمته ثابتة .
              عندما يقترب منه جسم معدنى يتولد به تيارات تسمى بالتيارات الدوامية .
              المجال المغناطيسى الناتج عن هذه التيارات الدوامية يولد قوة دافعة مغناطيسية e.m.f عكسية فى الملف ومن ثم يتغير الجهد بالملف .
              لذلك فقيمة الجهد تكون مقياس لمدى قرب الجسم المعدنى .
              يمكن إستخدام الجهد فى تشغيل دائرة مفتاح الكترونى مثل الترانزستور حيث يتغير خرجه من منخفض إلى مرتفع نتيجة لتغير الجهد ويعطى عمل on−off.
              مدى الكشف حوالى 0.5 to 20 mm . الشكل أ .






              ب- مفاتيح reed switch (رييد) :

              وهو مكون من شريحتين (تشبه اللسان ومنه أشتق الإسم reed) من مادة زمبركية حديدية مغناطيسية فوق بعضهما وغير متلامسين وفى نهايتهما تلامسات كهربائية . موضوعتين فى غلاف بلاستيك أو زجاج (الشكل ب ).
              عندما إقتراب مغناطيس أو ملف يمر به تيار من المفتاح تتمغنط الشريحتان ويتجاذبان إلى بعضهما البعض ويحدث توصيل بين تلامساته .
              هذا المفتاح شائع الاستخدام فى أجهزة الأنذار ضد السرقة لأكتشاف متى يفتح الباب.
              حيث يوضع المغناطيس فى الباب المتحرك ومفتاح الرييد فى الإطار الثابت للباب.
              فعند فتح الباب يفتح المفتاح .

              ت- المفتاح التقاربى السعوى capacitive proximity switch

              يستخدم مع الأجسام المعدنية والأجسام الغير معدنية .
              سعة زوج من الألواح بينهما مسافة تعتمد على تلك المسافة وكلما قلت المسافة كلما زادت السعة .
              مفتاح الحساس التقاربى السعوى هو مجرد أحد لوحى المكثف واللوح الآخر هو الجسم المعدنى المطلوب إكتشاف تقاربه (الشكل ج) . يكتشف تقارب الجسم بالتغير فى السعة .
              كما يمكن أيضا إستخدامه فى إكتشاف الأجسام الغير معدنية لأن سعة المكثف تعتمد أيضا على العازل الكهربائى بين اللوحين .
              فى هذه الحالة يكون اللوحين هما اللوح الحساس والأرضى والجسم الغير معدنى هو المادة العازلة .
              التغير فى السعة يمكن إستخدامه فى تشغيل دائرة مفتاح الكترونى وبالتالى يعطى جهاز يعمل بطريقة الوصل والفصل on−off .
              المفاتيح التقاربية السعوية يمكن إستخدامها فى الكشف عن الأجسام من على بعد يتراوح بين 4 و 60 mm .

              ث- المفتاح التقاربى الحثى inductive proximity switch :

              يتكون من ملف ملفوف حول قلب معدنى حديدى .عند وضع أحد نهايتى هذا القلب بالقرب من جسم معدنى حديدى فسوف يحدث تغيير ملموس فى الحث المغناطيسى للملف .
              التغير فى الحث المغناطيسى يمكن مراقبته وبيانه بدائرة رنين ,ومن ثم فإن وجود الجسم المعدنى الحديدى يؤدى إلى تغيير التيار بهذه الدائرة .
              يمكن إستخدام هذا التيار فى تشغيل دائرة مفتاح الكترونى وتعمل كجهاز بنظام الوصل والفصل on−off .
              مدى الاحساس يتراوح بين 2 و 15 mm .

              2- المفاتيح والحساسات الكهروضوئية :

              Comment


              • #8
                3- المفاتيح والحساسات الكهروضوئية :

                وهى إما أنواع تعتمد على نفاذية الضوء :
                حيث يقطع الجسم المراد كشفه الشعاع الضوئى وغالبا ما يكون إشعاع لأشعة تحت الحمراء infrared ويمنع وصوله إلى الكاشف (كما فى الشكل أ) .

                أو تكون من النوع العاكس :
                حيث يقوم الجسم المراد كشفه بعكس الشعاع الضوئى إلى الكاشف (كما فى الشكل ب ).

                فى كلتا الحالتين يتم الإشعاع عن طريق دايود مشع للضوء (LED) . وكاشف الإشعاع يكون ترانزستور ضوئى غالبا ما يكون زوج من الترانزسورات يعرف باسم زوج دارلنجتون لزيادة الحساسية .
                وإعتمادا على الدائرة المستخدمة يمكن أن يكون تحويل الخرج إما إلى جهد مرتفع أو إلى جهد منخفض عندما يصطدم الضوء بالترانزوستور .

                مثل هذه الحساسات تورد كمجموعة وتستخدم فى الإحساس بوجود الاجسام فى مدى قريب غالبا ما يكون حوالى 5 mm .
                الشكل ج يوضح حساس على شكل حرف U حيث يقطع الجسم الشعاع الضوئى .

                وهناك نوع اخر هو الدايود الضوئى .
                إعتمادا على الدائرة المستخدمة فإن الخرج يمكن أن يكون إما مرتفع أو منخفض عندما يصطدم الضوء بالدايود .

                كما يمكن أيضا إستخدام الخلايا الضوئية .
                غالبا ما تكون من كبريتيد الكادميوم .ومقاومتها تعتمد على شدة الضوء الساقط عليها .




                بالحساسات السابقة يتم تحويل الضوء إلى تغير فى التيار أو الجهد أو المقاومة .
                وإذا كان المطلوب قياس شدة الضوء وليس مجرد إكتشاف جسم فى مسار الضوء فيجب تكبير الإشارة ثم تحويلها من الشكل التناظرى إلى الشكل الرقمى باستخدام محول تناظرى رقمى .
                وكبديل لذلك يستخدم محول من ضوء إلى تردد عندئذ يحول الضوء إلى سلسلة من النبضات كمقياس لشدة الاضاءة .
                يوجد حساسات على شكل دوائر متكاملة تحوى حساس الضوء و محول من جهد الى تردد مثلTSL220 كما فى الشكل .




                4- المشفرات (الإنكودر) encoder

                Comment


                • #9
                  4- المشفرات (الإنكودر) encoder

                  4- المشفرات (الإنكودر) encoder

                  الإصطلاح المشفر أو الإنكودر يستخدم للجهاز الذى يعطى خرج رقمى نتيجة لإزاحة (حركة) دورانية أو خطية .

                  يوجد نوعان من المشفرات :

                  النوع الإول المشفر المتزايد :
                  يكشف التغيرات فى الإزاحة الدورانية أو الخطية بالنسبة إلى وضع إستناد محدد .

                  النوع الثانى المشفر المطلق :
                  يعطى الوضع الزاوى أو الخطى الفعلى .

                  الشكل يبين الشكل الاساسى للمشفر المتزايد المستخدم فى قياس الإزاحة الزاوية.
                  يمر شعاع ضوئى (مثلا من دايود مشع للضوء ) من خلاف فتحات فى قرص ويتم كشفه بحساس للضوء (مثل الدايود أو الترانزستور الضوئى ) .
                  عندما يدور القرص فإن الشعاع الضوئى سوف يتم إرساله و عدم إرساله بالتتابع (لوجود الفتحات) ومن ثم يكون الخرج من حساس الضوء عبارة عن خرج نبضى.
                  عدد النبضات يتناسب مع سرعة القرص الدورانية وعلى عدد الفتحات بالقرص التى تتناسب مع دقة القياس .
                  باستخدام 60 فتحة وحيث أن الدورة الواحدة تتم فى 360 درجة فإن الحركة من فتحة إلى اخرى تناظر دوران 6 درجة (خارج قسمة 360 على 60 ) .
                  باستخدام فتحات صغيرة جدا يمكن الحصول على آلآف الفتحات فى الدورة الواحدة وبالتالى دقة متناهية .




                  المشفر المطلق يختلف عن المشفر المتزايد فى أن به نماذج أو اشكال من الفتحات المختلفة وكل نموذج أو شكل يعرف أو يختص بوضع زاوية محددة .

                  النماذج الموضحة بالشكل :
                  القرص المتحرك أو الدوار به فتحات فى أربع دوائر متحدة المركز وأربع حساسات لكشف النبضات الضوئية .
                  الفتحات مرتبة بطريقة بحيث يكون الخرج المتتابع من الحساسات عبارة عن عدد بشفرة ثنائية. وكل عدد من هذه الاعداد يناظر وضع زاوية معينة .

                  باستخدام 4 مسارات سوف يكون هناك أربع خانات 4 bits ومن ثم يكون عدد المواضع هو 2 مرفوع للأس 4 أى 16 وتكون الدقة ( أقل زاوية يمكن قياسها ) 360/16 اى 22.5 درجة (غير عملية ). المشفرات العملية تحتوى على ما بين 10 و 12 مسار . عدد الخانات للأعداد الثنائية سوف يساوى عدد المسارات .

                  وهكذا باستعمال 10 مسارات يكون هناك 10 bits وعدد المواقع التى يمكن كشفها 2 أس10 أى 1024 وتكون الدقة 360/1024 أى 0.35 من الدرجة .





                  5- حساسات (مستشعرات) درجة الحراة

                  Comment


                  • #10
                    5- حساسات (مستشعرات) درجة الحراة

                    5- حساسات (مستشعرات) درجة الحراة

                    النوع الأول : الإزدواج المعدنى
                    أبسط شكل لحساس لدرجة الحرارة والذى يمكن إستخدامه لإعطاء إشارة توصيل وفصل on–off عند الوصول إلى درجة حرارة معينة هو عنصر الإزدواج المعدنى Bimetal .
                    يتكون الازدواج المعدنى من شريحتين من معدنين مختلفتين (مثل النحاس والحديد ) موصلان معا كما فى الشكل . المعدنان لهما معامل تمدد مختلف , ولذلك عند زيادة درجة حرارة شريحة الازدواج المعدنى يزداد إنحناؤها لدرجة أن أحد المعدنين يتمدد أكثر من الآخر . المعدن الاكثر تمددا يكون بالجانب الخارجى للإحناء .عندما تبرد الشريحة يحدث العكس .
                    هذه الحركة للشريحة يمكن إستخدامها فى عمل وصل أو فصل تلامسات كهربائية وبالتالى فعند درجة حرارة معينة سوف تسبب وصل أو فصل on−off للتيار فى الدائرة الكهربية .
                    الجهاز بهذه الطريقة ليس دقيقا بما فيه الكفاية ولكنه يستخدم كمنظم لدرجة الحرارة (يسمى ثرموستات) فى الأجهزة المنزلية مثل التدفئة المركزية والمكاوى والسخانات والأفران .






                    النوع الثانى : حساس "كاشف الحرارة ذو المقاومة " RTD
                    المقاومة الكهربائية للمعادن أو أشباه الموصلات تتغير مع درجة الحرارة .
                    فى حالة المعادن : يستخدم البلاتين أو النيكل أو سبائك النيكل حيث تتغير مقاومتها بطريقة خطية و فى مدى واسع مع درجة الحرارة على الرغم من أن التغير الفعلى فى المقاومة لكل درجة صغير نسبيا .
                    فى حالة اشباه الموصلات : مثل الثرمستور الذى يظهر تغيرات كبيرة فى المقاومة لكنها غير خطية .

                    مثل هذه الكواشف يمكن إستخدامها كأحد أذرع قنطرة هويستون وخرج القنطرة يؤخذ كمقياس لدرجة الحرارة كما فى الشكل .

                    وكطريقة أخرى يمكن إستخدام دائرة مقسم جهد حيث يسبب التغير فى مقاومة الثرمستور تغير فى هبوط الجهد على مقاومة كما فى الشكل ب .

                    الخرج من الطريقتان يكون إشارة تناظرية تؤخذ كمقياس لدرجة الحرارة .





                    النوع الثالث : الدايودات الحرارية والترانزستورات الحرارية :
                    الدايودات والترانزستورات تستخدم كحساسات لدرجة الحرارة لأن معدل إنتشار الشحنات الموجبة والسالبة خلال وصلات أشباه الموصلات تتأثر بدرجة الحرارة .
                    كما توجد دوائر متكاملة تجمع بين هذه العناصر الحساسة للحرارة مع دوائر خاصة لإعطاء جهد خرج مرتبط كدالة بدرجة الحرارة.

                    الدائرة المتكاملة الأوسع انتشارا هى LM35 والتى تعطى خرج 10 mV/C (10 ملى فولت لكل درجة مئوية ) عندما تغذي بجهد +5 V كما فى الشكل أ .

                    يمكن عمل مفتاح رقمى (on-off) لدرجة الحرارة من حساس تناظرى وذلك بتوصيل الخرج التناظرى الى دائرة مقارن جهد والذى يقوم بمقارنته بقيمة محددة الضبط وينتج إشارة المنطق 1 عندما يكون جهد دخل درجة الحرارة يساوى أو اكبر من القيمة المحددة الضبط وإن لم يكن كذلك تكون الاشارة بالمنطق 0 .

                    وهناك دوائر متكاملة ( مثل LM3911N ) تجمع بين عنصر الإحساس الحرارى مع مكبر عمليات . عند توصيلها كمقارن (الشكل ب ) فإن الخرج يتحول كلما وصلت درجة الحرارة إلى نقطة الضبط وتعطى مباشرة متحكم فى درجة الحرارة على شكل on-off .





                    النوع الرابع : الإزدواج الحرارى (ثرموكابل) thermocouple

                    هذا النوع شائع الاستعمال .
                    يتكون الإزدواج الحرارى أساسا من سلكين غير مثماثلين A و B يشكلان وصلة كما فى الشكل.
                    عند تسخين الوصلة بحيث تكون فى درجة حرارة أعلا من الوصلات الأخرى بالدائرة (والتى تحفظ فى درجة حرارة باردة وثابتة ) تتولد قوة دافعة كهربية تعتمد على درجة حرارة الوصلة الساخنة .
                    الجهد الناتج بالإزدواج الحرارى صغير ويحتاج إلى تكبير قبل توصيله إلى دخل القناة التناظرية للمتحكم . كما يلزم دوائر لتعويض درجة حرارة الوصلة الباردة لأن درجة حرارتها تؤثر على قيمة القوة الدافعة الكهربية المتولدة بالوصلة الساخنة .
                    دوائر التكبير والتعويض وأيضا التنقية أو الترشيح تستخدم لتقليل تأثير التداخلات من المنبع 50 Hz غالبا ما تدمج فى وحدة معالجة للإشارة .




                    6- حساسات ألموضع والإزاحة :

                    Comment


                    • #11
                      6- حساسات ألموضع والإزاحة :

                      6- حساسات ألموضع والإزاحة :

                      إصطلاح حساس ألموضع يستخدم للحساس الذى يعطى قياس للمسافة بين نقطة ثابتة (مرجعية) والموضع الحالى لهدف .
                      بينما حساس الإزاحة يعطى قياس للمسافة بين الموضع الحالى لهدف والموضع المسجل السابق .

                      النوع الأول : المقاومة الخطية والزاوية
                      حساسات الموضع التى تستخدم المقاومة الخطية والزاوية شائعة الإستعمال وهى غير مكلفة
                      وهى أيضا تسمى البوتنشوميتر الخطى و الدوار .
                      يتم توصيل جهد مستمر على كل مسار المقاومة ويؤخذ جهد الاشارة بين التلامس المتحرك (المنزلق) على مسار المقاومة وأحد طرفى المسار ليدل على موضع التلامس المنزلق كما فى الشكل.
                      ومن ثم يعمل البوتنشوميتر كحساس تناظرى للموضع الخطى أو الزاوى .


                      النوع الثانى : المحول الخطى الفرقى المتغير ويسمى LVDT

                      الشكل الآخر لحساسات الإزاحة هو المحول الخطى الفرقى المتغير ويسمى LVDT.
                      وهو يعطى جهد خرج يرتبط بموضع قضيب حديدى .

                      يتكون LVDT من ثلاثة ملفات مثماثلة الموضع يتحرك بداخلها القضيب الحديدى كما بالشكل.
                      عندما يوصل تيار متردد إلى الملف الابتدائى يتولد بالحث الجهدين v1 و v2 فى الملفين الثانويين .
                      عندما يكون القضيب الحديدى فى وضع متوسط بين الملفين الثانويين تتساوى جهودهما .
                      الخرجان من الملفين الثانويين موصلة بحيث أن خرجهما معا هو الفرق بين جهديهما
                      أى v1 – v2.
                      فعندما يكون القضيب فى المنتصف يكون الجهدان متساويان ويكون الخرج بصفر .
                      عندما يتم إزاحة القضيب عن موضعه الأوسط يكون قريب من أحد الملفين الثانويين عن الآخر.
                      نتيجة لذلك يكون الجهد المتردد المتولد فى أحدهما اكبر من الاخر . الفرق بين جهدى الملفين أى الخرج يعتمد إذا على موضع القضيب الحديدى .

                      الخرج من LVDT يكون تيار مترد . غالبا يتم تحويله إلى جهد مستمر تناظرى ويتم تكبيره قبل إدخاله إلى قناة تناظرية بالمتحكم .






                      النوع الثالث : حساس الإزاحة السعوى
                      وهو مجرد مكثف ذو لوحين متوازيين .
                      تتغير سعة هذا المكثف إذا تغيرت المسافة التى تفصل بين اللوحين أو تغيرت المساحة المشتركة بين اللوحين أو تحركت شريحة العازل الكهربائى إلى الداخل أو إلى الخارج كما فى الشكل .
                      التغير فى السعة يتم تحويله إلى إشارة كهربائية مناسبة .







                      7- حساسات (مستشعرات) قياس القوة والضغط

                      Comment


                      • #12
                        7- حساسات (مستشعرات) قياس القوة والضغط

                        مقاييس الإجهاد Strain Gauges

                        عندما تحدث إستطالة فى سلك أو شريحة من مادة شبه موصلة فإن مقاومتها تتغير .
                        التغير في المقاومة يتناسب مع التغير في الطول وهذا هو تعريف الإجهاد strain.

                        ∆R / R = G * Strain

                        حيث R∆ هو التغير فى المقاومة لسلك مقاومته R و G ثابت يسمى معامل المقياس .
                        معامل المقياس للمعادن 2 تقريبا ولأشباه الموصلات 100 تقريبا .

                        مقاييس الإجهاد المعدنية تكون على شكل ملف مسطح أو مستوى بحيث نحصل عل طول معقول فى أقل مساحة.
                        غالبا ما تصنع من رقائق معدنية محفورة ( كما فى الشكل أ )وتوضع على طبقة رقيقة من البلاستيك بحيث يمكن لصقها (تعليقها) على الأسطح ( مثل طابع البريد على المظروف ).

                        التغير فى مقاومة مقياس الاجهاد (عندما يعرض لإجهاد) عادة يحول إلى إشارة جهد باستخدام قنطرة هويستون .

                        المشكلة التى تظهر هى أن مقاومة مقياس الإجهاد تتغير أيضا مع درجة الحرارة ومن ثم يجب تعويض (ملاشاة) تأثير درجة الحرارة بحيث يكون خرج القنطرة يعبر(دالة) فقط عن الإجهاد.
                        يمكن تحقيق ذلك بوضع مقياس إجهاد وهمى فى الزراع المقابل للقنطرة وهذا المقياس لا يعرض لأى إجهادات ولكن فقط يعرض لنفس درجة الحرارة (ب ).
                        والطريقة البديلة والشائعة الأستخدام هى إستعمال أربع مقاييس إجهاد فعالة فى الأربع أزرع للقنطرة ويتم ترتيبهم بحيث يتعرض زوج متقابل منهم لإجهاد شد (إستطالة) والزوج الآخر لإجهاد ضغط (إنكماش).
                        وهذه الطريقة لا تعطى تعويض لدرجة الحرارة فقط بل أيضا تعطى تغيرا أكبر فى الخرج عند تعرضها للإجهاد .
                        يمكن لصقها فى كابولى معرض لقوة بنهايته الحرة (كما فى الشكل ج ).
                        التغير فى الجهد الناتج من مقاييس الإجهاد ومن قنطرة هويستون يعبر عن مقياس للقوة .
                        مثال آخر هو لصق مقاييس الإجهاد بغشاء مطاطى (ديفرام) والذى يتشكل نتيجة ضغط (كما فى الشكل د ) .
                        الخرج من مقاييس الاجهاد ومن قنطرة هويستون المصاحبة لها عندئذ يعتبر كمقياس للضغط .





                        8- حساسات (مستشعرات ) ومقاييس الضغط Pressure Sensors

                        Comment


                        • #13
                          8- حساسات (مستشعرات ) ومقاييس الضغط Pressure Sensors

                          تصمم حساسات الضغط لتعطى خرج يتناسب مع الفرق فى الضغط بين مدخلين أو فتحتين .

                          إذا ترك أحد الدخلين مفتوحا إلى الهواء الجوى: فإن المقياس يقيس التغير فى الضغط بالنسبة للضغط الجوى ويعرف هذا الضغط "بالضغط الجوى" أو "الضغط العيارى".
                          يطلق على الضغط "الضغط المطلق" إذا قيس بالنسبة إلى الفراغ .
                          الحساسات الأوسع إنتشارا والتى تعطى إستجابة مرتبطة بالضغط هى النواع ذات الأغشية الرقيقة (تسمى دايفرام diaphragm ) وذات المنفاخ .
                          النوع الغشائى (الدايفرام) يتكون من قرص رقيق من المعدن أو البلاستيك مثبت بمسامير حول حوافه . عندما يكون هناك فرق فى الضغط بين جانبى الغشاء ينحرف مركزه . مقدار الإنحراف يعتمد على (يرتبط) الفرق فى الضغط .هذا الإنحراف يمكن كشفه باستخدام مقاييس إجهاد تلصق بالغشاء أو بالتغير فى السعة بينه وبين لوح متوازى ثابت أوبالضغط على كريستال كهروضغطية (بيزو piezoelectric ) .
                          عند الضغط (كبس –عصر ) على الكريستال الكهروضغطية تحدث إزاحة نسبية بين الشحنات الموجبة والسالبة داخل الكريستال ويصبح السطح الخارجى للكريستال مشحون .
                          لذلك يظهر(ينتج) فرق فى الجهد عليها .

                          إذا تعرض الغشاء للضغط من الوجهين أى من المدخلين: فإن المقياس يعبر عن فرق الضغطين ويسمى مقياس فرق الضغط .

                          تصمم مفاتيح الضغط للتحويل بين on-off عند ضغط معين .والشكل الشائع هو باستخدام الغشاء أو باستخدام المنفاخ والذى يتحرك عند التعرض للضغط وتقوم بتشغيل مفتاح ميكانيكى كما فى الشكل .نوع الغشاء أقل حساسية ولكنه يتحمل ضغطا اكبر .



                          9- حساسات (مستشعرات) اكتشاف مستوى السائل :

                          Comment


                          • #14
                            9- حساسات (مستشعرات) اكتشاف مستوى السائل :

                            يمكن إستخدام حساسات الضغط فى مراقبة وقياس عمق السائل فى الخزان .

                            الضغط الناتج عن إرتفاع السائل بالقيمة h عن مستوى معين هو hpg حيث p هى كثافة السائل و g عجلة الجاذبية الارضية .
                            أى يمكن قياس مستوى السائل بقياس الضغط الناشىء عنه .

                            غالبا ما يكون المطلوب من الحساس إعطاء إشارة عندما يصل مستوى السائل إلى مستوى معين . يستخدم لهذا الغرض مفتاح العوامة .
                            وهو يتكون من عوامة تحتوى على مغناطيس يتحرك فى جراب أو غطاء أمام مفتاح من نوع رييد reed switch .
                            عندما ترتفع (تتحرك) العوامة فانها تؤدى الى توصيل on أو فصل off المفتاح وهو بدوره يوصل أو يفصل الدائرة المتصل بها .




                            10- حساسات قياس سريان أو تدفق الموائع Fluid:

                            Comment


                            • #15
                              10- حساسات قياس سريان أو تدفق الموائع Fluid:

                              10- حساسات قياس سريان أو تدفق الموائع Fluid:

                              مقياس التدفق الشائع الاستخدام يبنى على أساس قياس الفرق فى الضغط الناتج عن مرور المائع من خلال اختناق .
                              والشكل يبين النوع المسمى مقياس التدفق ذو الثقب orifice .

                              نتيجة مرور المائع من الثقب فإن الضغط عند النقطة A يكون أعلا من الضغط عند النقطة B .
                              الفرق فى الضغط يعطى مقياس لمعدل التدفق .
                              هذا الفرق فى الضغط يمكن مراقبته بمقياس ضغط من النوع الغشائى ومن ثم قياس معدل التدفق .

                              Comment

                              Working...
                              X