المحرك العام ومبدأ عمله

مبدأ عمل المحرك العام :

تعرضنا في الموضوع السابق من موضوعات المحركات العامة لموضوع المحرك العام Universal motor بالصور حيث تناول الموضوع سبب تسمية المحرك بهذا الاسم وماهي مكونات المحرك العام اما في هذا الموضوع فاننا سنتحدث عن مبدأ عمل المحرك العام :

فعلى ماذا يعتمد مبدأ عمل المحرك العام : 

يعتمد مبدأ عمل المحرك العام على القوى المتولدة ما بين المجالين المغناطيسيين الناتجين من ملفات الأقطاب الرئيسية وملفات المنتج مولدة عزم دوران يدير المنتج، وهو يشبه مبدأ عمل محرك التيار المباشر نوع التوالي.

حيث انه عند توصيل التيار الكهربائي من مصدر الفولطية على طرفي المحرك يتم مرور التيار الى احد اطراف ملفات الاقطاب ثم الى احد الفرش الكربونية ثم الى احد نحاسات الموحد ومنها الى الملف المتصل بها ومنها الى قطعه نحاسية اخرى وهكذا ليعود التيار الكهربائي الى الفرشة الكربونية الثانية ومنها الى ملف الاقطاب الثاني عائدا الى مصدر الفولطية. والشكل التالي يوضح الدارة الكهربائية للمحرك.

خصائص السرعة / الحمل للمحرك العام : 

يظهر الشكل  التالي أن سرعة المحرك عند عمله على التيار المتناوب أقل منها عند عمله على التيار المباشر وذلك بسبب(وجود المقاومة التأثيرية الناتجة من تردد التيار) .ويلاحظ من الشكل التالي أن السرعة عالية جداً عند حالة اللاحمل قد تصل في بعض الأحيان إلى 20.000 د/د وهو ذو عزم بدء عالٍ شبيه بمحرك التيار المباشر نوع التوالي ، وتقل السرعة بزيادة الحمل.الشكل التالي :

 وكذلك الشكل التالي يظهر بعض الخصائص للمحرك العام  .

Read More

المحرك العام Universal motor بالصور

احد الاشكال التجارية للمحرك العام Universal Motor

وسبب تسمية المحرك بهذا الاسم لانه يمكن ان يعمل بالتيار المباشر (المستمر)، او بالتيار المتناوب (المتردد)، وبنفس السرعة تقريبا (وان كانت سرعته اعلى في حالة تشغيله على التيار المباشر) يستخدم المحرك العام في التطبيقات المنزلية مثل خلاطات الطعام وماكينات الخياطة والمكانس الكهربائية والغسالات الآلية والمقادح اليدوية (الشنيور).

,المحركات العامة هي محركات توالي، ولها عزم دوران ابتدائي عالي، وهي تدور بسرعة عالية تبلغ في ارتفاعها درجة الخطورة عندما لا تكون محملة، ولذلك فهي تعمل وهي محملة بالحمل الذي تعمل على ادارته، ومن سلبياتها انها متغيرة السرعة.

تركيب المحرك العام 

العضو الساكن ويتكون من الاجزاء التالية :

الهيكل الخارجي او الهيكل Yoke 

يصنع الهيكل الخارجي غالبا من الحديد الزهر او المطاوع او الصلب ووظيفة يعمل كمسار يستكمل الدارة المغناطيسية وكذلك لحمل وتثبيت الاقطاب المغناطيسية بتثبيتها على المحيط الداخلي للهيكل. الشكل التالي.

القلب الحديدي :

ويصنع من صفائح الصلب ويتم ضغطها وتثبيتها في الاطار الخارجي وتصمم هذه الصفائح (الشرائح) لتكون في النهاية بشكل قطب وهذا هو المنتشر. وهي تعمل على توزيع وانتظام خطوط المجال المغناطيسي (الفيض المغناطيسي) في الثغرة الهوائية - وهي المسافة بين العضو الساكن والعضو الدوار-. ويوجد حول الاقطاب ملفات المجال وتسمى في المحرك العام بملفات التوالي وذلك بحسب طريقة توصيلها. الشكل التالي.

القلب الحديدي للمحرك العام 

ملفات المجال:

ووظيفة هذة الملفات توليد الفيض المغناطيسي عند مرور التيار. وتصنع هذه الملفات من اسلاك النحاس المعزولة بالورنيش.

القلب الحديدي وعليه ملفات المجال

العضو الدوار (المنتج) ويتكون من الاجزاء الاتية :

قلب المنتج Armature Core :

وهو جزء اسطواني مصنوع من صفائح من الصلب مضغوطة مع بعضها البعض ومعزولة كهربائيا بوساطة طبقة رقيقة من الورنيش لتقليل مفاقيد التيارات الدوامية ويوجد على محيط المنتج مجاري يوضع بها ملفات المنتج ويركب بداخله محور دوران (عامورد دوران ) الذي يثبت عليه من احد اطرافه كرسي الحركة الاول (البيلية) ومن الطرف الاخر عضو التوحيد Commutatorثم كرسي الحركة الثاني ثم مروحة التبريد.

القلب الحديدي للمنتج مع عامود المحور

العضو الساكن كاملا وبيان نوعي الموحد

عضو التوحيد او العاكس او المبدل (Commutator) :

يبين الشكل السابق نوعي الموحد من حيث توصيل اطراف ملفات المنتج عليه ويتكون من ثلاثة اجزاء .

- نحاسات الموحد 

- المادة العازلة

- حامل الموحد

وتصنع نحاسات الموحد من النحاس الاحمر الموصل الجيد للتيار الكهربائي ويوضع في اخر كل نحاسة قطعة صغيرة من النحاس على شكل حرف U حيث يثبت فيها بداية ونهاية ملفين مختلفين من ملفات المنتج وتعزل قطع الموحد بعضها عن بعض بمادة الميكا. الشكل التالي:

الفرش الكربونية : 

وتضنع من الكربون النقي او خليط من مسحوق النحاس الاحمر والكربون وتركب على حامل خاص يحتوي على صندوق يشكل مجرى للفرشة الكهربونية ويطلق عليه بيت الفرشة الكربونية او ماسك الفرش الكربونية ويضغط عليها بوساطة زنبرك (يأي) لضمان التلامس بينها وبين نحاسات الموحد. ووظيفة الفرش الكربونية ان تعمل على توصيل التيار الكهربائية من الدارة الخارجية الى ملفات المنتج. 

الغطاءان الجانبيان :

يصنع الغطاءان من نفس المعدن المصنوع من الهيكل الخارجي ويثبتان بوساطة براغي بصواميل والفائدة منهما حمل العضو الدوار (المنتج) بيحث يدور دوران منتظم ولا يحتك بالعضو الساكن ويحتوي كل من الغطاءان الجابينان على كراسي محور (بوكسات او بيل)

مراوحة التبريد : 

ووظيفتها تبريد ملفات المحرك. وتركب احيانا خلف المحرك ا امامه 

كراسي المحور : 

وتكون غالبا بالغطاءين الجانبيين وهي التي تحمل العضو الدوار وتعمل على اتزانه وتسهل حركة دورانه وتجعله في وضع يسمح له بحرية الحركة ويوجد نوعات لكراسي المحور.

- البوكسات (الجلب)

- البيل (رولمان البلى) 

والشكل التالي يوضح اجزاء المحرك العام 

Read More

كيفية توصيل المحركات الاحادية الطور

• كيفية توصيل محرك الطور الواحد ذو مفتاح الطرد المركزي :

للمحرك اربعة اطراف، طرفي تشغيل وطرفي بدء حيث يتم توصيل احد اطراف ملفات البدء واحد اطراف ملفات التشغيل مع خط من خطي المصدر، ثم يتم توصيل طرفي مفتاح الطرد المركزي مع الطرفين المتبقيين لملفات البدء والتشغيل ثم يتم توصيل الطرف الثاني لخطي التغذية بطرف مفتاح الطرد المتصل بطرف مفتاح الطرد المركزي المتصل مع طرف ملف التشغيل. والشكل التالي يوضح طريقة التوصيل.والشكل التالي يوضح ذلك . 

• توصيل محرك الطور الواحد ذو مفتاح الطرد المركزي ومواسع (مكثف ) بدء التشغيل:

للمحرك ايضا اربعة اطراف، حيث يتم توصيل طرف تشغيل مع طرف بدء بخط من خطي التغذية. ثم يتم توصيل طرف من مفتاح الطرد المركزي مع طرف التشغيل الثاني ويتم توصيل الطرف الثاني لمفتاح الطرد مع طرف من طرفي المواسع (المكثف) والطرف الثاني للمواسع مع الطرف الثاني للتقويم ويتم وصل الطرف الثاني لخطي التغذية بطرف مفتاح الطرد المركزي المتصل بطرف التشغيل والشكل التالي يوضح ذلك. 

• توصيل المحرك ذو مواسع (مكثف) التشغيل

للمحرك ايضا اربعة اطراف، حيث يتم توصيل طرف تشغيل مع طرف بدء بخط من خطي التغذية. ثم يتم توصيل طرفي المواسع مع الطرفين المتبقين للبدء والتشغيل، ومن ثم وصل الخط الثاني لخطي التغذية بطرف المواسع المتصل بالتشغيل.. والشكل التالي يوضح ذلك.

• طريقة توصيل المحرك الاحادي الطور ذو مواسعي البدء والتشغيل

المحركات الاحادية الطور ذات العزم العالي تكون مجهزة بمواسعين احدهما ذا سعة كبيرة وجهد تشغيله في حدود 250 ويسمى مواسع البدء ويوصل بالتوالي مع مفتاح الطرد المركزي وملفات البدء وينفصل عن الدارة الكهربائية للمحرك بعد ان تصل سرعته الى حوالي 75% من سرعته المقررة والثاني ذي سعة صغيرة وجهد تشغيله لا يقل عن 350 فولت ويوصل بالتوالي مع ملفات البدء ويستمر في الدائرة اثناء تشغيل المحرك ويسمى مواسع التشغيل. والشكل التالي يوضح كيفية توصيل المحرك.

Read More

المجسات Electrical Sensors والمفاتيح الكهربائية

المجسات Electrical Sensors والمفاتيح الكهربائية 

يعرف المجس (الحساس) على انه جهاز يحول المقادير الفيزيائية إلى مقادير كهربائية مثل الحرارة والضغط والإضاءة الى قيم فولطية أو تيار أو مقاومة يمكن التحكم بها. 

وسوف نستعرض هنا بعضا من هذه االمفتاتيح والمجسات

1- المفاتيح الحدية (Limit Switches) 

وهو عبارة عن مفتاح عادي له نقطة ملامس مفتوحة أو مغلقة أو أكثر. والاختلاف الوحيد بينه وبين المفتاح العادي هو أن شكل رأس المفتاح العادي مصمم للضغط عليه بأصابع اليد أما رأس مفتاح نهاية الشوط فهو مصمم على عدة أشكال تبعاً لطبيعة عمله ويسمى أيضا بمفتاح نهاية الشوط . ووظيفة مفتاح نهاية الشوط هي فصل أو وصل دارة كهربائية عند وصول الحمل الى مسافة محددة. فأي محرك عند دورانه يحرك حملا معينا حركةً راسية أو عاموديه، ويجب أن يكون لهذه الحركة حدودا. فمثلا المصعد عند صعوده يجب أن يتوقف عند نقطة معينة لا يمكن حسابها بالوقت بشكل دقيق. فمن الممكن أن تتغير قيمة هذه المسافة ولو قليلا بسبب زيادة الحمل مثلا. ولذلك يتم تثبيت مفتاح نهاية الشوط عن نقطة معينة وعند وصول الحمل الى هذه النقطة المعينة يضغط جزء بارز على هذا المفتاح مما يؤدي الى تغير وضع الملامسات وبالتالي يعمل على إيقاف أو تشغيل محرك آخر. يبين الشكل طريقة عمل احد انواع المفاتيح الحدية. 

2- المجسات الاقترابية (Proximity Sensors):   

استخدامات المجسات الاقترابية تشابه الى حد ما استخدامات مفاتيح نهاية الشوط ولكن في مجالات وبإمكانات أكثر والمجسات من هذا النوع لا تحتاج الى تلامس أو ضغط ميكانيكي كما يحدث مع مفاتيح نهاية الشوط ولكن فقط أن يقترب الحمل من المجس أو يدخل مجال حساسيته فيتغير وضع نقاط تلامس المجس. ويوجد منها عدة أنواع مختلفة فمنها ما يستشعر الأجزاء الحديدية فقط مثل المجسات الاقترابية الحثية (Inductive Proximity Sensor)، ومنها أنواع تستشعر الأجزاء العازلة مثل البلاستيك والكرتون. مثل المجسات الاقترابية السعوية (Capacitive Proximity Sensor) ومدى حساسية مثل هذه الأنواع يكون قصير بالمليمتر أو عدد قليل من السنتمترات الشكل (1) يبين احد الاشكال التجارية للحساس والشكل الثاني يوضح مبدأ عمل الحساس. 

الشكل (1)

الشكل (2)

3- المجسات الكهروضوئية (Photo Electric Sensor)  

تستخدم المجسات الكهروضوئية في المجالات التي تحتاج الى مسافات كبيرة، ومثل هذه الأنواع تتكون مـن جزئيين (مرسل ومستقبل) يثبت المرسل في بداية المسافة والمستقبل في نهايتها. ويبعث المرسل شعاع الى المستقبل. فإذا قطع أي شيء هذا الشعاع يغير المجس وضع ملامساته. ويستخدم في السلالم المتحركة أو الأبواب الكهربائية للمصاعد وغيرها. وتصل مسافة استشعار أنواع منها إلى عدة أمتار والشكل التالي يوضح احد هذه الانواع طريقة عملها على طول خط انتاج.

4- مجس الازدواج الحراري (Thermocouple) :

يتكون هذا المجس من معدنين مختلفي معامل التمدد بينهما. يعتمد مبدأ عملها على انه عندما يتصل معدنان مختلفان في عامل التمدد الطولي فإنه سيتولد فولطية صغير الشكل التالي. يتم وصل بدايتهما ثم توضع في منطقة باردة والنهايات يتم وصلها ثم توضع في المنطقة المراد قياس درجة حرارتها. تتولد فولطية بالملي فولت (mV) تتناسب مع قيمة درجة الحرارة بمعنى أنه كلما زاد فرق درجات الحرارة بين الوصلة الباردة والمنطقة المراد قياس درجة حرارتها كانت الفولطية المتولدة أعلى. أي أن فولطية الخرج ستناسب الاختلاف في الحرارة ما بين الوصلات الباردة والساخنة. 

5- المقاومــة ذات معامل الحراري الموجب (Positive Temperature Coefficient- PTC) 

تزود بعض المحركات الكهربائية بمقاومة حرارية (PTC) وهي عبارة عن مقاومة تتغير قيمتها بتغير درجة الحرارة فكلما زادت الحرارة كلما ارتفعت قيمة مقاومتها. 

لا تتصل أطراف المقاومة (PTC) الشكل بدارة التحكم مباشرة، ولكن يتم وصلها بدارة الكترونية خاصة تستشعر التغير في قيمة المقاومة فتفصل عند وصول قيمة مقاومة (PTC) إلى قيمة معينة، تدل على ارتفاع درجة حرارة ملفات المحرك. 

توضع مجسات (PTC) بداخل المحرك ملامسة لملفاته. وغالبا ما تكون ثلاثة مجسات كل مجس يلامس ملفات طور. ويتم وصلها معاً بالتوالي ويخرج منها طرفان على لوحة المحرك الاسمية . أما المحركات أحادية الطور فيوضع بداخلها مجس (PTC) واحد. 

أما إذا كان المحرك لا يوجد بداخله حساس (PTC) وتريد حمايته من ارتفاع الحرارة، يمكن شراء مجس (PTC) يوضع هذا المجس ملامساً لجسم المحرك من الخارج. كما يمكن الاستفادة هذه المجس في حماية الدارات الكهربائية المختلفة من ارتفاع الحرارة.

6- مفتاح الطفو- العوامة الكهربائية (Float Switch)

من خلال هذا المفتاح يتم التحكم في مستوى سائل. عند الوصول لهذا المستوى تتغير وضعية الملامسات من ملامسات مفتوحة (NO) إلى ملامسات مغلقة (NC) أو العكس ويتم استغلال هذا التغير في دارات التحكم. الشكل التالي.

7- مفتاح التحكم بالضغط (Pressure Switch) :

هو عبارة عن مفتاح يتم ضبطه مسبقا عند قيمة محددة ( ضغط سائل أو غاز ) و عند تحقيق هذا الضغط يتغير وضع الملامسات من ملامسات مغلقة  (NC) الى ملامسات مفتوحة (NO)  أو العكس و يمكن استغلال هذا التغير في التحكم الكهربائي ويستخدم في ضاغطات الهواء ومضخات الماء الكهربائية.الشكل التالي يوضح احد اشكال مفاتيح الضغط .

8- مفتاح التدفق (Flow Switch) :

هو عبارة عن مفتاح يستشعر مرور السوائل فيسمح بسريان السائل خلال مسار معين. ولا يسمح بعودة السائل من نفس المسار و به جزء الكتروني يغير من وضعية ملامسات الجهاز من مفتوحة الى مغلقة أو العكس و حيث يتم غلق المسار عند سريان السائل في الاتجاه المعاكس الشكل التالي(1) يوضح احد الاشكال التجارية، اما الشكل (2) فيوضح مبدأ العمل:

الشكل (1)

الشكل (2)

9- الخلية الضوئية (Photocell) :

هي عبارة عن مقاومة ضوئية تعتمد قيمتها على مقدار الضوء المسلط عليها. يتكون سطحها من مقاومة حساسة للضوء يعتمد مقدار توصيلها علــى شدة الضوء المسلط عليها. يطلق على هذه الخلية المقاومـة الضوئيـــــة .(Photo Resistor or Photocell)  وتستخدم في نظام تشغيل الإنارة الضوئي الموجود في الشوارع أو في المنازل. الشكل التالي :

Read More

كيفية عمل وحدة الحاكم المنطقي المبرمج PLC

كيفية عمل وحدة الحاكم المنطقي المبرمج PLC  

إن طريقة عمل الوحدات المنطقية المبرمجة تعتبر بسيطة نسبيا، حيث ان المعالج يستقبل ويقرأ بيانات المدخل (input data) مثل المفاتيح الحدية، عن طريق جهاز المداخل (input interfaces) ثم يترجم إشارة المداخل ويقوم المداخل ويقوم بعمليات التحكم طبقا للبرنامج المخزن في الذاكرة (memory) ثم يرسل التعليمات عن طريق جهاز المخارج (output interfaces) الى المخارج (output devices) مثل المفاتيح الكهرومغناطيسية وغيرها والشكل التالي يوضح ذلك.

حيث تعمل وحدة المعالج (processor) في الحاكم المنطقي المبرمج على إجراء عملية مسح دوري ومستمر (Scanning) للبرنامج. وقبل بدء عملية المسح وعند تشغيل الوحدة سيقوم المعالج بإجراء فحص ذاتي داخلي (self-diagnostic) للتأكد من عمل وحدة الحاكم والتاكد من عدم وجود أي أخطاء داخلية في المكونات الأساسية للوحدة.

يمكن اعتبار إن عملية المسح (PLC Scan Cycle) تتكون من ثلاثة خطوات رئيسية مهمة وهي كالتالي:

1. فحص حالة المداخل(Input Scan): حيث تقوم وحدة الحاكم بفحص حالة كل مدخل وذلك لتحديد ما إذا كانت في وضعية (on أو off) ثم تقوم بتخزين البيانات في الذاكرة لإستعمالها في الخطوة التالية.
2. تنفيذ البرنامج (Logic Solve/Scan): حيث تقوم وحدة الحاكم بتنفيذ برنامج المستخدم بعد تحديد حالة المداخل و قراءة أوامر البرنامج المترتبة على كل حالة من حالات كل مدخل ومن ثم تخزين نتائج التنفيذ لإستخدامها في الخطوة التالية.
3. تحديث حالة المخارج(Output Scan) :حيث تقوم وحدة الحاكم بتحديث حالات المخارج وفقاً لأوامر البرنامج الصادرة في الخطوة الثانية. (تشغيل/إيقاف)

   بعد الانتهاء من الخطوة الثالثة تقوم وحدة الحاكم بالرجوع للخطوة الأولى لتعيد نفس الخطوات بصورة مستمرة. والشكل التالي يبين دورة المسح :

 حيث انه يمكن تعرف زمن المسح الواحد على أنه الزمن الذي تأخذه وحدة الـحاكم لتنفيذ الخطوات الثلاث المذكورة سابقاً وهذا الزمن يختلف حسب حجم البرنامج ونوع وحدة PLC المستخدمة من أجزاء من الميلي ثانية إلى 100 ميلي ثانية لكل دورة.

Read More

البوابات المنطقية Logic Gates

وتعرف الدوائر المنطقية بانها عبارة عن دوائر كهربائية تستقبل مدخل واحد أو أكثر، وتخرج مخرج واحد فقط.

Logic Gates:

Circuits that take one or more input signals and send out a single output signal

وهي تتعامل مع درجتين من الفولت ( كخرج و دخل ) , أحدها   (High)  (1) و الأخر (Low) ( 0) تتواجد هذه البوابات داخل دوائر متكاملة ( IC ) تحتوى الواحدة منها على العديد من البوابات. وهذه البوابات يكون لها دخل واحد أو أكثر بينما يكون لها خرج واحد. 

ولفهم مبدأ العمل بشكل افضل نورد الشكل التالي :

دارة كهربائية مبسطة لشتغيل مصباح بوساطة ضاغط

يوضح الشكل السابق انه عند الضغط على ضاغط التشغيل(A) ستصل الفولطية للمصباح وهذا يعبر عن (الحالة 1)  وعند رفع اليد عن الضاغط (A) سوف ينقطع التيار الواصل للمصباح ولا يضئ المصباح وهذا يعبر عن الحالة (الحالة 0).
وأهم سبع بوّابات في عالم الكهرباء:

AND,NOT, NAND, OR, NOR, EX-OR and EX-NOR

وهنا شرح مبدأ عمل كل بوابة:

البوابة " و " AND 

وهي عبارة عن بوابة لها مدخلين ومخرج منطقي واحد بحيث تتغير قيمة مخرج البوابة حسب الإشارات الداخلة على المدخلين.
وفي هذا النوع يكون مخرج البوابة 1 ( أحياناً تسمى True) إذا كان مدخلي البوابة الأول (1) والثاني(1). وأي قيمة أخرى لأي من المدخلين غير ذلك فإن المخرج سيكون (0) (أحياناً يسمى False).
يرمز للبوابة AND بالرمز المبين بالشكل التالي.

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

يمكن تمثيل البوابة AND بالدائرة الكهربائية المكافئة المبينة في الشكل التالي

تلاحظ من الدائرة الكهربائية المكافئة أن المصباح يضئ (الحالة 1)  إذا كان كلا ضاغطي التشغيل (A-B) في وضعية إنضغاط ، أما إذا كان أحد الضاغطين أو كلاهما في وضعية عدم انضغاط أو وضعية فتح فإن المصباح لا يضئ (الحالة 0). 

البوابة " أو " OR 

وهي عبارة عن بوابة لها مدخلين ومخرج منطقي واحد بحيث تتغير قيمة مخرج البوابة حسب الإشارات الداخلة على المدخلين.

وفي هذا النوع يكون مخرج البوابة 1 ( True) إذا كان أحد المداخل 1 أو كلاهما 1 . أما إذا كان كلا المدخلين 0 فإن المخرج سيكون 0 (False).

يرمز للبوابة OR بالرمز المبين بالشكل التالي:

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

يمكن تمثيل البوابة OR بالدائرة الكهربائية المكافئة المبينة في الشكل التالي :

تلاحظ من الدائرة الكهربائية المكافئة أن المصباح يضئ (الحالة 1)  إذا كان أحد  ضاغطي التشغيل ( A أو B ) في وضعية إنضغاط ، أما إذا كان كلا الضاغطين في وضعية عدم انضغاط أو وضعية فتح فإن المصباح لا يضئ (الحالة 0).

البوابة " لا " NOT 

وتسمى أيضاً بالعاكس ، وهي عبارة عن بوابة لها مدخل واحد ومخرج واحد بحيث يكون مخرج هذه البوابة معاكس للحالة المنطقية لمدخل الدائرة ، و يرمز للبوابة NOT  بالرمز المبين بالشكل التالي:

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

يمكن تمثيل البوابة NOT بالدائرة الكهربائية المكافئة المبينة في الشكل التالي:

البوابة " لا / و" NAND 

وهي عبارة عن تركيبة بوابة AND و NOT معاً ويرمز لها بالرمز المبين بالشكل التالي:  وجدول الحقيقة (Truth Table) للبوابة يبينه الجدول المبين في الشكل(13-3ب) ، بحيث يكون المخرج 

C = NOT   ( A AND  B )

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

يمكن تمثيل البوابة NAND بالدائرة الكهربائية المكافئة المبينة في الشكل التالي:

البوابة " لا / أو" NOR 

وهي عبارة عن تركيبة بوابة OR و NOT معاً ويرمز لها بالرمز المبين بالشكل التالي:

 بحيث يكون المخرج:

C = NOT   ( A OR  B )

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

يمكن تمثيل البوابة NOR بالدائرة الكهربائية المكافئة المبينة في الشكل التالي.

البوابة XOR

وهي عبارة عن دائرة مركبة من البوابات AND و OR ويبين الشكل التالي  رمز البوابة XOR .

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

يمكن توضيح عمل البوابة XOR بإستخدام الدائرة الكهربائية المكافئة الشكل التالي:

نلاحظ من الدائرة الكهربائية المكافئة  بأنه تم استخدام ضاغطي تشغيل S1 و S2 من نوع الضاغط المزدوج المكون من ضاغطين يعملان بزر واحد بحيث يكون أحدهما (N.O) والآخر(N.C)

البوابة المنطقية ( XNOR (Exclusive-NOR

وهي عبارة عن تجميع لبوابة XOR متبوعة ببوابة AND أي   inverter وفي هذه الحالة يكون المخرج 1 "true" اذا كان المدخلين متشابهين . ويكون  المخرج 0  "false" إذا كان المداخل مختلفة.

اذا كان المدخلين متساويين كان الخرج true والشكل التالي يبين رمز البوابة المنطقية XNOR

رمز البوابة المنطقية وجدول الحقيقة للبوابة

Read More

تعرف بالصور على الحاكم المنطقي المبرمح PLC

ما هو الحاكم المنطقي المبرمج (PLC)

الحاكم المنطقي المبرمج ينتمي إلى عائلة الحاسب الآلي و هو عبارة عن معالج دقيق يستخدم للتحكم في العمليات المختلفة مثل التحكم في الألات والتحكم في العمليات الصناعية المختلفة هذا الحاكم له القدرة على تخزين التعليمات لينفذ وظائف تحكم مثل التوقيت، العد، معالجة البيانات، الإزاحة، الحساب والإتصال للتحكم في الألات و العمليات الصناعية.

يبين الشكل التالي احدى انواع وحدة PLC.

المكونات الأساسية لوحدة الحاكم المبرمج منطقياً

يتكون الحاكم المبرمج منطقياً من برمجيات (Software) 

ومكونات صلبة (Hardware) وتتكون المكونات الصلبة من الوحدات الأساسية والتي يوضحها الشكل التالي:

والشكل التالي يمثل دارة دخول الاشارة لوحدة الحاكم من المداخل ومعالجتها وخروجها الى المخارج (الاحمال)

وحدة المداخل    Input Module

يتم توصيل وحدة المداخل بمجموعة من العناصر الفيزيائية مثل المفاتيح الكهربائية و المجسات و مقاييس الحرارة و الوزن و مجسات مستوى السوائل وغيرها حيث تقوم وحدة الدخل بإستقبال الأشارات التماثلية و الرقمية المرسلة من هذه العناصر و تقوم بتحويلها إلى إشارات منطقية يمكن ان تتعامل معها وحدة المعالجة المركزية.  الشكل التالي:

وحدة المعالجة المركزية CPU         

وهي عبارة عن معالج دقيق يحتوي على ذاكرة النظام وهي كذلك مركز اتخاذ القرارات لوحدة الـ PLC وتقوم بمايلي:

• أستقبال و معالجة الإشارات المنطقية المرسلة من وحدة الدخل
• إتخاذ القرارات المناسبة حسب التعليمات المخزنة في ذاكرة البرنامج.
• إصدار اوامر التحكم لوحدة الخرج حسب تعليمات البرنامج المخزنة في الذاكرة
• حيث تقوم وحدة الـ CPU   بعديد من العمليات مثل العد، التوقيت، مقارنة البيانات ، العمليات المتسلسلة و الإزاحة. الشكل التالي:

وحدة الذاكرة Memory unit 

يوجد نوعين رئيسيين من الذاكرة في وحدة الـ PLC :

الذاكرة العشوائية (RAM) :
Random access memory وبمعنى ذاكرة الوصول العشوائي.
سهولة قراءة البيانات وان كانت كثيرة حيث ان كل موقع من المواقع على هذه الذاكرة له عنوان. وهي الذاكرة التي يمكن إدخال البيانات (DATA) لها مباشرة من أي عنوان (Address). كما أنه يمكن كتابة وقراءة البيانات من هذه الذاكرة. وهي ذاكرة غير دائمة أي مؤقتة يعني هذا أن البيانات المخزنة فيها ستفقد في حالة فقد الطاقة الكهربية المشغلة لها و لذلك يتم تركيب بطارية لتجنب فقد البيانات في حالة فقد الطاقة الرئيسية المشغلة لها  ذاكرة القراءة فقط (ROM)
Read memory only
وهي الذاكرة التي يمكن قراءة البيانات منها و لكن لا يمكن كتابة البيانات فيها. هذه الذاكرة تستخدم لحماية البيانات أو البرامج المخزنة فيها من المحو، و هي ذاكرة دائمة و هذا يعني أن البيانات المخزنة فيها لن تفقد في حالة فقد الطاقة الكهربائية. تنقسم هذه الذاكرة إلى:
 ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة و المسح (EPROM)
Erase prom read memory only
 و هي ذاكرة للقراءة فقط و لكن يمكن مسح البيانات منها وذلك بتعريضها للاشعة فوق البنفسجية لتصبح جاهزة لأستقبال بيانات جديدة بواسطة كاتب بيانات خاص بها.
 ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح و البرمجة إلكترونياً (EEPROM )
Electrically erase prom read memory only
وهي كذلك ذاكرة للقراءة فقط و لكن يمكن ان يتم مسح البيانات المخزنة بها وذلك بوضعها على (صيغة عدم الحماية)       (Unprotected Mode) و من ثم إدخال بيانات جديدة لها.

وحدة المخارج (Outputs Module)

تقوم وحدة الإخراج على استقبال تعليمات التحكم المنطقية المرسلة من المعالج وتحويلها على إشارات رقمية أو تماثلية ويمكن استخدامها للتحكم بمجموعة متنوعة من لمبات الإشارة وملفات المرحلات وملفات المفاتيح المغناطيسية وملفات الصمامات اللولبية(Solenoid Valves). الشكل التالي:

وحدة التغذية الكهربائية (Power Supply)

   حتى يعمل الحاكم المبرمج منطقياً بوحداته المختلفة لا بد من توفر مصدر تغذية كهربائية وتعمل هذه الوحدة على تحويل فولطية التشغيل للجهاز (0-24 Vdc ) أو (120 – 240Vac) على الفولطية المناسبة لتشغيل الوحدات المختلفة لحاكم المبرمج منطقياً وتشغيل وحدة المعالج التي تعمل على فولطية 5 Vdc  .

جهاز البرمجة (Programming device)  

   وهو جهاز خاص يتم توصيلة بوحدة الـ PLC و يستخدم فيما يلي:

 - يتم كتابة البرنامج فيه.

 - يتم بواسطته نقل البرنامج إلى وحدة الـ PLC.

   في الأجهزة الكبيرة يوجد لوحة برمجة تحمل باليد  (Hand-held) وتبرمج وحدة PLC  من خلالها كما انه يمكن استخدام الكمبيوتر كجهاز برمجة اوحدة الـPLC.والشكل (1) يبين أحد أنواع لوحة البرمجة وتوصيلها مع وحدة PLC.

    في الأجهزة الحديثة أصبح بالإمكان ربط وحدة PLC مع جهاز الحاسوب الشخصي، والشكل (2) يوضح توصيل الحاسوب الشخصي(PC) مع وحدة PLC.

الشكل (1)

الشكل (2)

اقرأ ايضا :

البوابات المنطقية

مبدأ عمل الحاكم المنطقي (plc)

Read More