تنفيذ منطق التداخل بثلاثة مداخل للتحكم بالمضخة في بوابة TIA

في الأتمتة الصناعية، ضمان السلامة التشغيلية وسلامة العملية أمر بالغ الأهمية. أحد المتطلبات الشائعة في أتمتة المصانع هو إنشاء نظام التداخل. هذا يمنع تنفيذ أوامر متعددة في نفس الوقت، مما قد يؤدي إلى فشل ميكانيكي أو حمل كهربائي زائد.

باستخدام بوابة TIA من Siemens، يمكن للمهندسين تنفيذ منطق مضخة قوي يجمع بين القفل الذاتي والتداخل. يشرح هذا الدليل كيفية تكوين نظام بثلاثة مدخلات حيث يمكن أن يكون وضع تشغيل واحد فقط نشطًا في كل مرة.

إنشاء منطق الاستعداد للنظام الرئيسي

الخطوة الأولى في أي نظام تحكم موثوق هي تعريف بت التمكين الرئيسي. في الشبكة 1، نقوم بإنشاء بت الذاكرة SYSTEM_ON (M0.0). يعمل هذا البت كـ "حارس البوابة" للعملية بأكملها. باستخدام دائرة القفل الذاتي (الاحتفاظ الذاتي) ، يبقى النظام في وضع الاستعداد بمجرد الضغط على زر START (I0.0).

وعلى العكس، يعمل زر STOP (I0.1) كإعادة تعيين عامة. إذا تم تفعيل أمر الإيقاف، ينخفض بت SYSTEM_ON إلى حالة منخفضة، مما يعطل فورًا جميع الشبكات التالية. تضمن هذه البنية الهرمية عدم حدوث أي تشغيل للمضخة ما لم يكن النظام الرئيسي مفعّلًا.

برمجة أمر التشغيل المتداخل RUN-1

الشبكة 2 تركز على وضع التشغيل الأول، المخصص لـ LAMP_1 (Q0.1). لتشغيل المضخة عبر هذا الفرع، يجب أن يكون بت SYSTEM_ON في حالة عالية ويجب الضغط على زر RUN_1 (I0.2).

لتحقيق التداخل، نضع جهات اتصال مغلقة عادةً (NC) لزرين آخرين (RUN_2 و RUN_3) على التوالي. وبالتالي، إذا حاول المشغل الضغط على RUN_1 بينما يكون RUN_2 نشطًا بالفعل، يبقى مسار المنطق مقطوعًا. هذا "الاستبعاد المتبادل" هو حجر الزاوية في برمجة PLC الآمنة في أنظمة التحكم الموزعة (DCS) وبيئات التحكم المحلية.

التكرار والقفل الذاتي لـ RUN-2 و RUN-3

الشبكتان 3 و 4 تكرر منطق التداخل للمدخلين المتبقيين. يستخدم كل مخرج (LAMP_2 و LAMP_3) جهة اتصال القفل الذاتي الخاصة به للحفاظ على التشغيل بعد تحرير الزر الفعلي.

علاوة على ذلك، يتم الربط المتبادل بين هذه الشبكات. على سبيل المثال، في منطق RUN_2 ، تعمل المدخلات الفعلية لـ RUN_1 و RUN_3 كقواطع. يضمن هذا التصميم أن يكون النظام "مهيمنًا على آخر ضغط" أو "ذو أولوية حصرية"، اعتمادًا على التوصيل الخاص بك. في هذا المثال من بوابة TIA، يجب مسح الحالة النشطة بواسطة مدخل آخر أو أمر الإيقاف الرئيسي.

تجميع المنطق للمخرج النهائي للمضخة

المرحلة النهائية، الشبكة 5، تدير المخرج الفعلي للمعدات لـ المضخة (Q0.0). بدلاً من ربط الأزرار الفعلية مباشرة بالمضخة، نستخدم بتات الذاكرة الداخلية أو مخارج المصابيح من الشبكات السابقة.

بوضع LAMP_1 و LAMP_2 و LAMP_3 في تكوين متوازي (OR) ، تنشط المضخة إذا تم تلبية أي دائرة تداخل واحدة. تحمي هذه الطبقة التجريدية الأجهزة، حيث يمنع المنطق PLC من إرسال إشارات متضاربة إلى مشغل المحرك.

رؤية المؤلف: قيمة التداخل البرمجي

من منظور هندسي، غالبًا ما يُفضل التداخلات المادية (باستخدام جهات اتصال NC الفعلية على القواطع) لدارات الإيقاف الطارئ الحرجة للسلامة. ومع ذلك، يوفر التداخل البرمجي داخل بوابة TIA مرونة لا مثيل لها للمنطق التشغيلي. يسمح بمؤشرات "الأول في الخروج" المعقدة، حيث يمكن للنظام تحديد الزر الذي تم الضغط عليه أولاً بدقة. أوصي دائمًا بإضافة مؤقت صغير "لمنع الارتداد" في هذه الشبكات لمنع الوميض في البيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي العالي (EMI).

سيناريوهات التطبيق العملي

• المعالجة الكيميائية: استخدام ثلاث سرعات تدفق مختلفة (منخفضة، متوسطة، عالية) حيث يمكن اختيار سرعة مضخة واحدة فقط في كل مرة.

• معالجة المياه: التبديل بين ثلاث مصادر دخول مختلفة لمنع تجويف الشفط.

• أنظمة الناقل: الاختيار بين ثلاث مسارات وجهة مختلفة في منشأة الفرز.