الفصل 5

تشغيل/إيقاف مع التثبيت الذاتي

التمرين 6001: محرّك ثلاثي الأطوار من مكانين، بتشغيل لحظي وبتشغيل دائم

🎯 أهداف التعلّم

في نهاية الفصل ستستطيعون:

شرح ما هو التثبيت الذاتي، ولماذا نحتاجه عند التشغيل بزرّ لحظي.
ترجمة دائرة تحكّم بالملامسات إلى سطر سلّم في متحكّم أومرون.
اختيار تلامس مفتوح أو مغلق في السلّم حسب طريقة توصيل الزرّ.
توصيل أزرار تشغيل وإيقاف من عدّة أماكن.
استخدام بِت العمل للتمييز بين التشغيل اللحظي والتشغيل الدائم.

❓ سؤال افتتاحي

في بيت لتغليف الفاكهة، يضغط عامل على زرّ أخضر فيبدأ الناقل بالحركة. الزرّ لحظي: هو مغلق فقط ما دام الإصبع عليه.

كيف يستمرّ الناقل بالحركة بعد أن يرفع العامل إصبعه؟ وماذا يجب أن يحدث كي يتوقّف؟

في نهاية الفصل ستعرفون الإجابة عن ذلك بطريقتين: بالملامسات وبالمتحكّم.

معرفة سابقة

الملامس، والتلامسات المساعدة، ودائرة تحكّم أساسية.
العمليات «و» و«أو» و«لا»، والجبر البولياني الأساسي.
مداخل المتحكّم ومخارجه (الفصل 3) ورموز السلّم (الفصل 4، وباختصار في غلاف الكرّاسة).

المعدّات والوقت

المعدّات	الكمية
متحكّم أومرون مدمج مع مخارج مرحّل، وكابل برمجة	1
مزوّد قدرة من 230 فولت متناوب إلى 24 فولت مستمرّ	1
زرّ مفتوح أخضر، للتشغيل	4
زرّ مفتوح أحمر، للإيقاف	2
ملامس بملفّ 24 فولت وتلامس مساعد مفتوح	1
مرحّل حراري بتلامسات 95-96 و97-98	1
محرّك ثلاثي الأطوار وقاطع رئيسي ثلاثي الأقطاب	1
مصباح بيان 24 فولت	2

⏱️ الوقت المقترح: أربع حصص. حصّة للتحكّم بالملامسات، وحصّة للبرمجة والمحاكاة، وحصّتان للتوصيل والفحص.

⛑️السلامة

وصّلوا دائرة القدرة فقط عندما يكون القاطع الرئيسي مفصولًا، ولا تشغّلوا إلا بإذن المعلّم.
المتحكّم والأزرار والملفّات تعمل بـ24 فولت مستمرّ. ممنوع توصيل 230 فولت بأطراف المداخل.
افحصوا البرنامج بالمحاكاة قبل تحميله إلى المتحكّم.

5.1 نبدأ بالملامسات: دائرة التحكّم

قبل أن نلمس المتحكّم، نبني الدائرة الكلاسيكية. هكذا نرى أنّ المتحكّم لا يخترع منطقًا جديدًا. هو فقط يستبدل الأسلاك ببرنامج.

شكل 5.1: دائرة التحكّم: تشغيل/إيقاف مع التثبيت الذاتي

شكل 5.2: دائرة القدرة للمحرّك

كيف يعمل ذلك

نضغط على S1. يُغلَق مسار من الخطّ L، عبر المصهر والحماية الحرارية والإيقاف، إلى ملفّ الملامس K1.
يجذب K1. تغذّي تلامساته الرئيسية المحرّك، وفي اللحظة نفسها يُغلَق أيضًا التلامس المساعد 13-14 الموصول على التوازي مع S1.
نترك S1. ينفتح الزرّ، لكنّ التيار يستمرّ بالمرور عبر التلامس المساعد لـK1. الملامس يثبّت نفسه.
نضغط على S0. ينقطع المسار، ويتحرّر الملفّ، وينفتح التلامس المساعد. تبقى الدائرة مطفأة حتى بعد أن نترك S0.
الحِمل الزائد. ينفتح التلامس 95-96 للمرحّل الحراري، ويعمل تمامًا مثل زرّ إيقاف.

📘تعريف

التثبيت الذاتي (החזקה עצמית) هو توصيل تلامس مساعد مفتوح للملامس على التوازي مع زرّ التشغيل. هكذا يستمرّ الملامس بتلقّي الجهد حتى بعد أن نترك الزرّ. في الصناعة يسمّونه أيضًا «الإقفال» (Latch).

✏️تمرين

تتبّعوا بقلم الرصاص مسار التيار في الشكل 5.1 في حالتين: مباشرةً بعد الضغط على S1، وبعد أن تتركوه. علّموا بلون آخر الفرع الذي يمرّ عبره التيار في كلّ حالة.

5.2 المنطق نفسه في المتحكّم: سطر سلّم

مخطط السلّم هو دائرة التحكّم وقد أُديرت على جانبها. الخطّ الجانبي الأيسر يحلّ محلّ الخطّ L، والخطّ الجانبي الأيمن يحلّ محلّ N. كلّ عنصر في دائرة التحكّم يصبح تلامسًا في السطر، وملفّ الملامس يصبح المخرج 100.00. هذا المخرج يشغّل الملامس الحقيقي في اللوحة.

شكل 5.3: سطر السلّم للتشغيل/الإيقاف. تلامس التثبيت الذاتي مُبرَز بالأخضر

ثلاثة تمثيلات، منطق واحد

العنصر في دائرة التحكّم	في السلّم	في المعادلة
F2 التلامس 95-96 للحماية الحرارية	تلامس مغلق 0.00	OL
S0 زرّ الإيقاف	تلامس مغلق 0.01	STOP
S1 زرّ التشغيل	تلامس مفتوح 0.02	START
K1 التلامس المساعد 13-14 (التثبيت الذاتي)	تلامس مفتوح 100.00	M
ملفّ الملامس K1	ملفّ 100.00	M

M = OL · STOP · ( START + M )

التوصيل على التوالي هو «و»، والتوصيل على التوازي هو «أو». تقول المعادلة: المحرّك يعمل إذا لم يكن هناك حِمل زائد، ولم نضغط على الإيقاف، وضغطنا على التشغيل أو كان المحرّك يعمل أصلًا.

لاحظوا أنّ M يظهر في طرفَي المعادلة. هذه ذاكرة: الحالة التالية تتعلّق أيضًا بالحالة الحالية.

STOP	START	M الآن	M التالي	الحالة
0	0	0	0	مطفأ ويبقى مطفأ
0	0	1	1	التثبيت الذاتي
0	1	0	1	تشغيل
0	1	1	1	يستمرّ بالعمل
1	X	X	0	الإيقاف هو الغالب

الجدول عندما تكون الحماية الحرارية سليمة. X تعني «لا يهمّ».

⚠️انتبهوا

التلامس المغلق في السلّم ليس زرًّا مغلقًا. في هذه الكرّاسة، زرّ الإيقاف موصول بالمتحكّم كتلامس مفتوح، والحماية الحرارية موصولة عبر تلامسها المفتوح 97-98. لذلك يبقى المدخل غير فعّال ما دام كلّ شيء سليمًا، ويتفعّل فقط عند الضغط أو عند العطل.

كي يوصل السطر عندما يكون المدخل غير فعّال، نكتب في السلّم تلامسًا مغلقًا. القاعدة: التلامس المغلق في السلّم يوصل عندما يكون البِت الخاصّ به غير فعّال.

5.3 توصيل المتحكّم

قبل التوصيل نكتب قائمة المداخل والمخارج (רשימת מבואות ומוצאים). هذا هو الجدول الذي يربط بين اللوحة والبرنامج، ومن هنا فصاعدًا نستخدم فقط العناوين الموجودة فيه.

العنوان	الوسم	العنصر	التلامس في الميدان	الوظيفة
0.00	O.L	F2 (97-98)	مفتوح	حماية حرارية
0.01	Stop	S0	مفتوح	إيقاف
0.02	Start	S1	مفتوح	تشغيل
100.00	Motor	K1	ملفّ	ملامس المحرّك
100.01	Run_Lamp	H1	مصباح بيان	مصباح التشغيل

شكل 5.4: توصيل المتحكّم: المداخل في الأعلى، والمخارج في الأسفل

⚠️انتبهوا

حماية مزدوجة. يبقى التلامس 95-96 للمرحّل الحراري على التوالي مع ملفّ الملامس حتى في التوصيل بالمتحكّم. هكذا يبقى المحرّك محميًّا حتى لو كان هناك خطأ في البرنامج أو علِق تلامس المخرج.

💡تلميح

الفحص بالمقياس المتعدّد. نوصل المِجسّ الأسود بـ0 فولت والمِجسّ الأحمر بطرف المدخل. عند الضغط يجب أن يظهر جهد نحو 24 فولت، ويضيء مصباح المدخل في المتحكّم.

5.4 مثال محلول: ماذا يحدث في كلّ مسح

يعمل المتحكّم في دورة ثابتة تُسمّى المسح (סריקה). في كلّ مسح يقرأ جميع المداخل، ثمّ ينفّذ السلّم من اليسار لليمين ومن أعلى لأسفل، وعندها فقط يكتب المخارج.

يستغرق المسح أجزاء من الألف من الثانية، لذلك يبدو لنا متواصلًا. الترتيب مهمّ: الحالة التي يكتبها السلّم للمخرج تُحفَظ في الذاكرة، وتلامس التثبيت يقرؤها في المسح التالي.

شكل 5.5: دورة المسح في المتحكّم

✅مثال

نتتبّع سطر السلّم في الشكل 5.3 على امتداد خمس حالات. 1 تعني أنّ المدخل أو المخرج فعّال.

الحالة	ماذا يفعل المشغّل	0.02	0.01	100.00 قبل	100.00 بعد	السبب
1	لا يلمس شيئًا	0	0	0	0	فرع التشغيل وفرع التثبيت كلاهما مفتوحان
2	يضغط على التشغيل	1	0	0	1	يمرّ التيار عبر تلامس التشغيل 0.02
3	يترك التشغيل	0	0	1	1	يمرّ التيار عبر تلامس التثبيت 100.00
4	يضغط على الإيقاف	0	1	1	0	ينفتح التلامس المغلق 0.01 ويقطع السطر
5	يترك الإيقاف	0	0	0	0	تلامس التثبيت مفتوح أصلًا، ولا يوجد مسار

شكل 5.6: المخطط الزمني: يبقى المحرّك يعمل بين t2 وt3 بفضل التثبيت الذاتي

⚠️انتبهوا

الأولوية للإيقاف. إذا ضغطنا على التشغيل وعلى الإيقاف في اللحظة نفسها، يبقى المحرّك متوقّفًا. تلامس الإيقاف على التوالي مع كلّ السطر، لذلك يتغلّب على كلّ فرع يقع على يساره. هذا مبدأ سلامة: عند الشكّ، تتوقّف الآلة.

5.5 تدريب

✏️تمرين

المستوى 1 · أساسي أضيفوا إلى سطر التشغيل/الإيقاف مصباحَي بيان:

مصباح التشغيل في المخرج 100.01، يضيء ما دام المحرّك يعمل.
مصباح العطل في المخرج 100.02، يضيء عندما تعمل الحماية الحرارية.

السطر 0 معطى. أكملوا السطرين 1 و2.

✏️تمرين

المستوى 2 · متوسّط يُشغَّل المحرّك ويُوقَف من مكانين: زرّا التشغيل 0.02 و0.03، وزرّا الإيقاف 0.01 و0.04. تبقى الحماية الحرارية في 0.00.

قبل أن تكتبوا: أيّ التلامسات ستوصَل على التوالي، وأيّها على التوازي؟ علّلوا بجملة واحدة.

✏️تمرين

ماذا يحدث لو... أجيبوا بجملة أو جملتين.

وصلنا تلامس التثبيت 100.00 على التوازي مع كلّ السطر، بما في ذلك تلامسات الإيقاف والحماية. ماذا يحدث عند الضغط على الإيقاف؟
زرّ الإيقاف موصول بالمتحكّم كتلامس مفتوح، وانقطع سلكه. ماذا يحدث عندما يريد المشغّل الإيقاف؟

✏️تمرين

المستوى 3 · متقدّم · التمرين 6001 محرّك ثلاثي الأطوار يُشغَّل من مكانين. في كلّ مكان يوجد زرّان:

تشغيل لحظي (הפעלה רגעית): يعمل المحرّك فقط ما دام الزرّ مضغوطًا.
تشغيل دائم (הפעלה קבועה): يستمرّ المحرّك بالعمل بعد أن نترك الزرّ.

يوجد زرّ إيقاف واحد وحماية حرارية واحدة، وكلاهما يوقف أيّ نوع من التشغيل.

العنوان	الوسم	الوظيفة	العنوان	الوسم	الوظيفة
0.00	O.L	حماية حرارية	0.04	Cont_1	تشغيل دائم، المكان 1
0.01	Stop	إيقاف	0.05	Cont_2	تشغيل دائم، المكان 2
0.02	Jog_1	تشغيل لحظي، المكان 1	100.00	Motor	ملامس المحرّك
0.03	Jog_2	تشغيل لحظي، المكان 2	W0.00	Cont_Mem	ذاكرة: اختير التشغيل الدائم

💡تلميح

إذا كتبتم التثبيت الذاتي باستخدام 100.00، فسيُقفَل التشغيل اللحظي أيضًا. استخدموا بِت العمل (ביט עבודה) W0.00 لتتذكّروا أنّه اختير التشغيل الدائم، وثبّتوه هو، لا المخرج. بِت العمل هو مرحّل داخلي في ذاكرة المتحكّم، بلا مربط، ويُسمح باستخدام تلامساته عددًا غير محدود من المرّات.

السطر 0: المحرّك. السطر 1: بِت الذاكرة.

🖥️تدرّبوا في المحاكي

تدرّبوا على التشغيل والتثبيت الذاتي والإيقاف في محاكيات متحكّم أومرون في الموقع:

جميع تجارب أومرون: fahed-lab.com/plc-omron/

5.6 تلخيص

الزرّ اللحظي يوصل فقط أثناء الضغط، لذلك نحتاج إلى التثبيت الذاتي.
التثبيت الذاتي هو تلامس للمخرج نفسه، على التوازي مع زرّ التشغيل.
نوصل أزرار الإيقاف وتلامسات الحماية على التوالي. ونوصل أزرار التشغيل على التوازي.
تلامس الإيقاف على التوالي مع كلّ السطر يعطي الأولوية للإيقاف.
التلامس المغلق في السلّم يوصل عندما يكون البِت الخاصّ به غير فعّال.
المتحكّم يمسح: يقرأ المداخل، وينفّذ السلّم، ثمّ يكتب المخارج.
معادلة التشغيل/الإيقاف: M = OL·STOP·(START+M)
بِت العمل هو مرحّل داخلي في الذاكرة، بلا مربط خارجي.
تبقى الحماية الحرارية في التوصيل أيضًا، على التوالي مع ملفّ الملامس.
أوّلًا المحاكاة، ثمّ التحميل، وبعدها فقط التشغيل مع الجهد.

المصطلحات

المصطلح	بالعبرية	بالإنجليزية	شرح مختصر
التثبيت الذاتي	החזקה עצמית	Latch	تلامس للمخرج على التوازي مع التشغيل، يُبقيه فعّالًا
تلامس مفتوح	מגע פתוח	Normally Open	يوصل عندما يكون البِت فعّالًا
تلامس مغلق	מגע סגור	Normally Closed	يوصل عندما يكون البِت غير فعّال
المسح	סריקה	Scan	دورة قراءة وتنفيذ وكتابة تتكرّر طوال الوقت
بِت العمل	ביט עבודה	Work bit	مرحّل داخلي في ذاكرة المتحكّم
المرحّل الحراري	ממסר תרמי	Overload relay	يحمي المحرّك من تيار زائد يستمرّ طويلًا
قائمة المداخل والمخارج	רשימת מבואות ומוצאים	I/O list	جدول يربط بين اللوحة والبرنامج

فحص ذاتي

ما وظيفة تلامس التثبيت الذاتي في سطر التشغيل؟
لماذا نوصل أزرار الإيقاف على التوالي وأزرار التشغيل على التوازي؟
زرّ الإيقاف موصول بالمتحكّم كتلامس مفتوح. أيّ تلامس نكتب في السلّم، ولماذا؟
نضغط في اللحظة نفسها على التشغيل وعلى الإيقاف. ما حالة المحرّك، ولماذا؟
ما الفرق بين المخرج 100.00 وبِت العمل W0.00؟

الأجوبة في نهاية الفصل.

حلول تمارين الفصل

المستوى 1: مصباحا التشغيل والعطل

شكل أ.3: حلّ الفصل 5، المستوى 1

مصباح التشغيل يحصل على تلامس مفتوح للمخرج 100.00 نفسه. مصباح العطل يحصل على تلامس مفتوح لـ0.00: يتفعّل المدخل فقط عندما تعمل الحماية الحرارية، لذلك نكتب هنا تلامسًا مفتوحًا لا مغلقًا.

المستوى 2: التشغيل والإيقاف من مكانين

شكل أ.4: حلّ الفصل 5، المستوى 2

كلّ زرّ إيقاف يجب أن يكفي وحده لقطع السطر، لذلك هي على التوالي («و»). كلّ زرّ تشغيل يكفي وحده للتشغيل، لذلك هي على التوازي («أو»)، مع تلامس التثبيت.

المستوى 3: التمرين 6001، تشغيل لحظي ودائم من مكانين

شكل أ.5: حلّ التمرين 6001

السطر 0، المحرّك. يعمل المحرّك إذا ضغطنا على أحد زرَّي التشغيل اللحظي، أو كان بِت العمل W0.00 فعّالًا. لا يوجد هنا تلامس لـ100.00، لذلك لا يُقفَل التشغيل اللحظي.
السطر 1، الذاكرة. الضغط على أحد زرَّي التشغيل الدائم يفعّل W0.00، وهو يثبّت نفسه في الفرع الأخضر. من هنا يرى السطر 0 البِت W0.00، فيستمرّ المحرّك بالعمل.
التلامس المغلق 100.00 في السطر 1. يسمح بالانتقال إلى التشغيل الدائم فقط عندما يكون المحرّك متوقّفًا. إذا كان المحرّك يعمل أصلًا بالتشغيل اللحظي، فلن يُقفَل الضغط على التشغيل الدائم.
الإيقاف والحماية في السطرين. كلاهما يطفئ المخرج والذاكرة معًا، بحيث لا يعود المحرّك للعمل من تلقاء نفسه بعد الإيقاف.

✅مثال

أجوبة «ماذا يحدث لو».

لن يعمل الإيقاف. عندما يعمل المحرّك، يتجاوز تلامس التثبيت كلّ السطر، بما في ذلك الإيقاف والحماية الحرارية. هذا عطل خطير.
لا يمكن الإيقاف. يبدو السلك المقطوع للمتحكّم تمامًا مثل زرّ لم يُضغَط. لذلك نوصل زرّ الإيقاف في الصناعة كـتلامس مغلق، ونكتب في السلّم تلامسًا مفتوحًا: السلك المقطوع يطفئ المدخل، فتتوقّف الآلة. في تمارين الكرّاسة سنحافظ على الأزرار المفتوحة، لكن من المهمّ معرفة هذه الطريقة.

أجوبة الفحص الذاتي

وظيفة تلامس التثبيت. يتجاوز زرّ التشغيل، ويُبقي المخرج فعّالًا بعد أن نترك الزرّ.
التوالي والتوازي. كلّ زرّ إيقاف يجب أن يكفي وحده لقطع المسار، وهذا توصيل على التوالي («و»). كلّ زرّ تشغيل يجب أن يكفي وحده لإغلاق المسار، وهذا توصيل على التوازي («أو»).
تلامس مغلق. ما دمنا لا نضغط، يبقى المدخل غير فعّال، والتلامس المغلق يوصل عندما يكون البِت غير فعّال. عند الضغط يتفعّل المدخل، فينفتح التلامس وينقطع السطر.
المحرّك متوقّف. تلامس الإيقاف على التوالي مع كلّ السطر، لذلك يتغلّب على فرع التشغيل. هذه هي الأولوية للإيقاف.
المخرج مقابل بِت العمل. 100.00 موصول بمربط، ويشغّل مرحّل مخرج حقيقيًّا. W0.00 موجود فقط في ذاكرة المتحكّم، ويُستخدَم لحفظ الحالة وللمنطق الوسيط.