Ladder Logic: لغة السلالم المنطقية — أساس برمجة PLC

التلامسات: المفتوحة والمغلقة

لغة السلالم (Ladder Logic) هي أقدم وأشهر لغات برمجة PLC. تشبه المخططات الكهربائية التي اعتاد عليها فنّيو الكهرباء.

التلامس المفتوح عادةً (NO - Normally Open)

يمرّر التيار عندما يكون المتغير المرتبط به مُفعّلاً (TRUE).

     المدخل
──┤ ├──

مثال: زر بدء التشغيل Start_Button - عند الضغط عليه يصبح TRUE فيمرّ التيار.

التلامس المغلق عادةً (NC - Normally Closed)

يمرّر التيار عندما يكون المتغير المرتبط به مُعطّلاً (FALSE).

     المدخل
──┤/├──

مثال: زر إيقاف الطوارئ E_Stop - عندما لا يكون مضغوطاً (FALSE) يمرّ التيار، وعند الضغط (TRUE) ينقطع التيار ويتوقف النظام.

التوصيل على التوالي (AND)

  شرط_1    شرط_2      مخرج
──┤ ├──────┤ ├──────( )──

المخرج يعمل فقط عندما كلا الشرطين متحققان.

التوصيل على التوازي (OR)

  شرط_1      مخرج
──┤ ├────┬──( )──
         │
  شرط_2  │
──┤ ├────┘

المخرج يعمل عندما أي من الشرطين متحقق.

الملفات: تشغيل المخارج

الملف (Coil) هو العنصر الذي يُفعّل المخرج عند وصول التيار المنطقي إليه عبر التلامسات.

أنواع الملفات

النوع	الرمز	الوصف
ملف عادي	`( )`	يُفعّل طالما التلامسات تمرّر التيار
ملف معكوس	`(/)`	يُفعّل عندما لا يصل تيار
ملف ضبط	`(S)`	يُفعّل ويبقى حتى يُعاد ضبطه
ملف إعادة ضبط	`(R)`	يُطفئ ملف الضبط

مثال: تشغيل مضخة بشرطين

  حسّاس_مستوى_منخفض    صمام_مفتوح      مضخة_تعبئة
──────┤ ├───────────────┤ ├────────────( )──────

المضخة تعمل فقط عندما يكون مستوى السائل منخفضاً و الصمام مفتوحاً.

المؤقت الزمني TON في السلم

المؤقت TON (Timer ON Delay) يُؤخّر تفعيل المخرج بعد تحقق الشرط بمدة محددة.

الرسم في السلم

  شرط_التشغيل          TON
──────┤ ├──────────┤ T#5s ├──
                    │      │
                    │ Q ───┼──── مخرج_مؤجّل
                    │ ET   │
                    └──────┘

السلوك

عند تفعيل شرط_التشغيل، يبدأ العدّ
بعد مرور 5 ثوانٍ، يُفعّل المخرج Q
إذا انقطع الشرط قبل انتهاء الوقت، يُعاد العدّ من الصفر

تطبيق صناعي

في خط تغليف، بعد اكتشاف الحسّاس لوجود منتج على السير، ننتظر ثانيتين حتى يصل المنتج تحت ذراع التغليف قبل تشغيله.

العدّاد CTU في السلم

العدّاد التصاعدي CTU (Counter UP) يعدّ عدد مرات تفعيل إشارة الدخل.

الرسم في السلم

  نبضة_العدّ            CTU
──────┤ ├──────────┤ PV=10 ├──
                    │       │
  إعادة_ضبط        │ Q ────┼──── وصل_للهدف
──────┤ ├──────┤R  │ CV    │
                    └───────┘

السلوك

كل نبضة صاعدة على نبضة_العدّ تزيد العدّاد بواحد
عندما يصل CV (القيمة الحالية) إلى PV (القيمة المحددة = 10)، يُفعّل Q
إشارة إعادة_ضبط تُرجع العدّاد إلى صفر

تطبيق صناعي

عدّ 12 زجاجة على السير الناقل، وعند اكتمال العدد يُشغّل ذراع الدفع لنقل المجموعة إلى صندوق التغليف.

دائرة القفل الذاتي (Self-Holding)

القفل الذاتي هو أهم نمط في برمجة PLC. يسمح لزر لحظي (يعود لوضعه عند تحرير الإصبع) بتشغيل مخرج يبقى عاملاً حتى يُضغط زر الإيقاف.

المبدأ

  زر_بدء      إيقاف_طوارئ    محرك
──┤ ├────┬────┤/├───────────( )──
         │
  محرك   │
──┤ ├────┘

كيف يعمل

الضغط على زر_بدء يُمرّر التيار ويُشغّل محرك
تلامس محرك المتوازي مع زر_بدء يحتفظ بالتيار بعد تحرير الزر
إيقاف_طوارئ (NC) يقطع التيار عند الضغط فيتوقف المحرك
بعد التوقف، لا يوجد مسار للتيار، فيبقى المحرك متوقفاً

هذا النمط يُستخدم في كل دائرة تشغيل محرك تقريباً.

مثال عملي: تشغيل محرك بزر بدء وإيقاف

وصف النظام

محرك سير ناقل في مصنع تعبئة يُتحكم به عبر:

I0.0: زر بدء (أخضر، لحظي)
I0.1: زر إيقاف (أحمر، لحظي)
I0.2: مفتاح إيقاف طوارئ (فطر أحمر)
I0.3: حماية حرارية للمحرك (تفتح عند الحمل الزائد)
Q0.0: كونتاكتور المحرك
Q0.1: لمبة بيان التشغيل (خضراء)
Q0.2: لمبة بيان العطل (حمراء)

البرنامج بلغة السلم

الشبكة 1: تشغيل المحرك مع قفل ذاتي
  I0.0     I0.1    I0.2    I0.3      Q0.0
──┤ ├──┬──┤/├─────┤/├─────┤/├──────( )──
       │
  Q0.0 │
──┤ ├──┘

الشبكة 2: لمبة التشغيل
  Q0.0       Q0.1
──┤ ├──────( )──

الشبكة 3: لمبة العطل
  I0.2       Q0.2        I0.3       Q0.2
──┤ ├──────( )──    أو  ──┤ ├──────( )──

شرح الشبكة 1

I0.0 (زر بدء) أو Q0.0 (قفل ذاتي) يمرّر التيار
I0.1 (إيقاف عادي) يجب ألا يكون مضغوطاً (NC)
I0.2 (إيقاف طوارئ) يجب ألا يكون مضغوطاً (NC)
I0.3 (حماية حرارية) يجب ألا تكون مُفعّلة (NC)
إذا تحققت جميع الشروط، يُفعّل Q0.0 (كونتاكتور المحرك)

ملاحظات مهمة

أزرار الإيقاف توصّل كتلامسات مغلقة (NC) لضمان الأمان: إذا انقطع السلك، يتوقف المحرك
هذه دائرة أمان أساسية تُطبّق في كل مصنع

الخلاصة

لغة السلالم تعتمد على مفهومي التلامسات والملفات لبناء منطق التحكم. أنماط مثل القفل الذاتي والتوصيل على التوالي والتوازي تُشكّل أساس معظم برامج PLC. فهم هذه الأساسيات ضروري حتى لو كنت ستستخدم Structured Text لاحقاً، لأن كثيراً من المصانع لا تزال تعتمد على السلالم. في الدرس القادم سننتقل إلى لغة Structured Text الأكثر مرونة.