أجهزة التحكم المبرمج وتطبيقاتها العملية طبعة ثانية

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 1 أجهزة التحكم المبرمج PLCsوتطبيقاتها العملية

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 2 بسم الله الرحمن الرحيم

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 3 سلسلت التحكن العوليت2 أجهزة التحكن الوبرهج PLCsوتطبيقاتها العوليت إعداد م / أحود عبد الوتعال

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 4 الكتاب : أجهزة التحكم المبرمجPLCs وتطبيقاتها العملية المؤلف:م. أحمد عبد المتعال رقم الطبعة : الثانية تاريخ الاصدار: 1/7/0222 م حقوق الطبع : محفوظة للناشر الناشر: دار النشر للجامعات المصرية رقم الايداع : 9119/1999 م الترقيم الدولى: I. S. B.N: 977-5526-08-6

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 5 بسم الله الرحمن الرحيم {رَبِّ أَوْزِعْنِي أَنْ أَشْكُرَ نِعْمَتَكَ الَّتِي أَنْعَمْتَ عَلَََّ وَعَلََ وَالِدَيَّ وَأَنْ أَعْمَلَ صَالًِِا تَرْضَاهُ وَأَصْلِحْ لِِ فِِ ذُرِّيَّتِي إِنِِّّ تُبْتُ إِلَيْكَ وَإِنِِّّ مِنَ الُْْسْلِمِيَ (51)} [15] . شكر و تقدير أتقدم بخالص الشكر للدكتور خالد السيد صالح الأستاذ ا لمساادد نددساع داتُ واذ ككاللك الادكتور لطفى بن دمر المحاضر بالكليع التقديع بالدمام قسم الكهرباء دلى ما قدماه مان تاااكن صاابن بدااء إدداب هلا الكتاب . كمااا أتقاادم بخااالص الشااكر للمهداادس : صاا ا أرااور لياااد الماادرس بداماام التاادر المهااتٍ با وامد ااع كالأستاذ كاصل دبد الله ا سن بالماهد الصدادد بالدمام دلى تااكنهما الصابن فى إدداب هلا الكتاب كلا فاااوتتٍ أن أتقااادم بالشاااكر اة ااال لشاااركع سااايمد SIMENS كشاااركع MITSUBISHI كشاااركع SPRECHER+SHUH كشاركع TELEMECANIQUE فالب نشكان إداداب ماال هالا الكتااب إلا بتااكن مال هله الشركات. كأختَا أسأل الله د كجل أن نزوز هلا الامل رضاء كل من قرأه المؤلف

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 6

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 7 الباب الأول أساسيات التحكم المبرمج

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 8

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 9 أساسيات التحكم المبرمج 1-1 مقدمة صاادم أكل جهاااز بركاام ماا مك شااركعوجدرال موتااورز دااام 1986 ككااان اةهاااز بااابئ الأماار نزال لال المفااتيل الكهركمطداييسايع فقاأ ةاتَ أراع لد كان قاابرا دلاى برقيال متطلباات الشاركع المصاداع كلكدع كان ا قيقع بابرة ختَ صدادع ا اكمات القابلع لل مجاع Programmable Logic Controllers ك التي تطورت فيما باد ك ارتشرت بكارة بصيم مياب ن الصدادع ك الفتًة ما ب و1970 : 1974 ك رتياااع للتقاادم التقااتٍ صاادادع الميكركبركسساايور أصاابلق ا اكمااات القابلااع لل مجاع PLC’S أكااار مركراع ك ذكااء ك اصاابل مان الساهل دلااى الفدياتُ كالمهددساتُ الاال ن لايذلهاام برا اع كليااع بالااوم الكمبيااوتر ك الإلكتًكريااات الرقميااع التاامال ماهااا. باال كأصاابلق هااله الأجهاا ة قااابرة دلى القيام بالامليات ا سابيع ك المدطقيع ك برسدق لطتها دن ذا قبل. أما الفتًة ما بتُ و1975 : 1979 حدث تقدم كبتَ صدادع ا اكمات القابلع لل مجع كاشتمل هلا التطور دلى ز ابة ساع اللاكرة ك ددب المداخل ك المخارج الرقميع بل ارتقى استخدام هله الأجه ة من التلكم الرقمد إلذ التلكم التداظرا حيث أصبل من السهل دمل بررامك لاستخدام أجه ة التلكم الم مك لتلل لل حاكم تداسبي تفاضلد تكاملد PID للتلكم برجع حرارة ةرفع أك سردع لرك … الخ ككللك أصبل من السهل بز ن أا بررامك كحدة ذاكرة خارجيع ك أصبل من الممكن تطيتَ البيارات سابقع التخ ن أثداء التشطيل . فأصبل بوسم المشطل تطيتَ ثوابق المؤقتات ال مديع ك الادابات …الخ بدكن إ قاف الامليع الصداديع كما كان السابل كرتياع ل تطور دلوم الاتصالات هله الفتًة . أصبل من الممكن استخدام مجمودع من أجه ة التلكم الم مجع للامل سو ا شبكع لليع للتلكم مصدم كما لو كارق جهازا كاحدا . كأ ضا من الممكن دمل تقار ر كافيع دن الإرتاج ك الصيارع كالأدطال بواسطع الوحدات الطرفيع مال الطاباات ك بزدم هله التقار ر إبارات المصارم لتلستُ مادل الإرتاج ك رتياع لهله التطورات الملهلع التي حدثق الفتًة الأختَة حلق أجه ة التلكم الم مك PLC’s لل الميتٍ كمبيوتر Mini Computer ماظم التطبيقات الصداديع . أما الاماريدات فتدافسق الشركات المصدا ع تطو ر صدادع أجه ة التلكم الم مك ككان

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 11 رتياع التطورات الهائلع تقديات صدادع أجه ة التلكم الم مك PLC’s ما لد- 1- أصبلق تكلفع اةهاز مدخفضع إلذ ا د اللا سمل باستخدامه بدلا من دشرة مفاتيل كهركمطداييسيع ELectromagnetic Relays . 2- أصااابل مااان امكااان اساااتخدام أجهااا ة الاااتلكم المااا مك PLC’s صاااطتَة ا اااام الاااتلكم التداظرا . 3- أصاابل ماان الممكاان توصاايل أجهاا ة الااتلكم الماا مك ماام أجهاا ة الاادخل التداظر ااع مااال الإزبكاجااات ا رار ع ك أجه ة قياس الريوبع كالارفاال التداظر ع … الخ . 4- ظهاارت أحاااام ةتلفااع ماان ا اكمااات الق ابلااع لل مجااع PLC’s فمدهااا مااا كااون داادب مداخلااع كةارجاه 10 فقاأ ك مدهاا ماا صال دادب مداخلاع كةارجاه إ 8000 . أماا سااع ذاكر اا فتبادأ مان 1KB وكاحد كيلو با ق 5- تم بذ ئااع أجهاا ة الااتلكم الماا مك PLC’s إلذ أقسااام مدفصاالعModules بحيااث أصاابل ماان الممكن تفصيل جهاز التلكم الم مك PLC’s تباا ام المشركع والامليع الصداديع أما التطورات الهائلع تقديات ال مجع لأجه ة التلكم الم مك PLS’s فقد أبت إلذ ما لد- 1- استخدام لطات سهل دلى من ليذ له برا ع دلوم ا اسبات استخدامها 2- استخدام لاات داليع المستوى تشبه رظمهالطع البيسيك Basic . 3- إمكاريع برد د الأدطال ك تاد ل البيارات المدخلع أثداء تشطيل الامليع الصداديع 4- أصبل زمن الاستاابع لأجه ة التلكم الم مك PLC’s صال إلذ ملاد ثارياع لكال كيلاو با اق من بررامك المستخدم . 1-0 مصطلحات فنية فيما يلي أىم المصطلحات الفنية في ىذا الكتاب :- 1- الإشارة التناظريةAnalog Signal كهد إما أن تكون إشارة جهد أك إشارة تيار ك تاطد القيمع الادب ع للئشاارة مادلول دان كمياع مايداع دلى سبيل الماال جهد الخرج لمولد تاكو مستمر مابق دلاى لاور بكران المحارك المطلاوب قيااس ساردته فإذا كان سبع برو ل مول د التاكو 300 RPM/V ككاان خارج مولاد التااكو 5V ااتٍ هالا أن ساردع المحرك تساكا : - N=300*5=1500 RPM كاةد ر باللكر أن إشارات اةهد التداظر ع دابة تتًاكح ما بتُ و 0 : +10V أك و0 : 1V أك

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 11 و0 : 5V أما إشارات التيار التداظر ع فاابة تتًاكح ما بتُ و 4 : 20 mA. 0- الإشارة الرقميةDigital Signal كهااااد إشااااارة جهااااد كتكااااون قيمااااع جهااااد الإشااااارة الرقميع 0 V أك24 V دلااى ساابيل الماااال اةهااد المدقول د ر شع تلبمذ فإذا كارق ر شع التلبماذ مفتاوحع كااان اةهااد المدقااول 0 V إذا كارااق الر شااع مطلقع كااااان اةهااااد المدقااااول24 Vكمااااا هااااو مباااا بالشكلو1-1 . الشكل1-1) 3-حالة الإشارة الرقميةDigital Signal State فااإذا كاااان جهاااد الإشاااارة الرقميااع 0 V قاااال أن حالاااع الإشاارة 0 أا مدخفضاعLow ك إذا كاان جهاد الإشاارة الرقمياع 24 V قاال أنحالاع الإشاارة الرقمياع 1 أا داليع High كما هو موضل بالشكلو1-2. الشكل1-0) 9-الخانة (البتBAT كهاو مكاان بزا ن حالاع إشاارة رقمياع كاحادة إماا 0 أك1 كماا هاو مبا بالشكل و1-3. الشكل (1-3) 5-البايتBYTE تكااون البا ااق ماان بشااا خارااات8 Bits نساا ن فاايهم بشا إشارات رقميع كما بالشكل و 1-4. الشكل1-9 )

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 12 6-الكلمةWORD تتكون الكلمع من و16 خارع نس ن فيها حالع و 16 إشارة رقميع أا أن الكلمع تتكون من ددب و2 با ق 7- المسجلاتREGISTER كهد أماكن لتخ ن البيارات صورة 0 أك1 كهى تتكون من خارع كاحدة أك أربام خاراات أك 16 خارع كتوجد المسالبت باخل ماالج أجه ة التلكم الم مك كسيتضل كظيفتها الباب الاا 8- الأعلامFLAGS ك طلل دليها أحيارا ر ليهات بركم باخليعInternal Control Relays أك كحادات التخا ن الداخليع Markers ك تكاون الالام مان خاراع كاحادةBit ك نسا ن فيهاا حالاع الاملياات الوسايطع صااورة 0 أك 1 ك توجااد الأداالبم الاالاكرة الداخليااع لأجهاا ة الااتلكم الم مجااع PLC’s ك ستخدم الدظام الاما لتًقيم كحدات التخ ن الداخليع والأدلبم دلى سبيل الماال F0.0,F0.1,F0.2,………………….,F0.7 F1.0,F1.1,F1.2,……………..…..,F1.7 F100.0,F100.1,F100.2,………,F100.7 1-3 النظم المختلفة للأعداد و الأكوادNumber Systems إن مارفاااع القااارئ بااالدظم المختلفااع للؤدااداب ك الأكااواب سااهل دليااه التااماال ماام ا اكمااات ال قابلااع لل مجع ك أجه ة ا اسبات بصافع داماع ك قبال البادء سارب الادظم المختلفاع للؤداداب كالأكاواب سدشاتَ إلذ باض المصطللات التي تستخدم دابة مم رظم الأدداب المختلفع هد :- 1- إن أا ددب تكون من مجمودع من الخارات Digits 2- كل رظام أدداب له أساس ثابق ك له مجمودع أدداب أساسيع 3- نشكن برو ل أا رظام أدداب إلذ الدظاام الاشارا للؤداداب ك المساتخدم حياتداا اليومياع ك ذلاك باستخدام الماابلع التاليع : Z=A0B0 + A1B1+A2B2+ ............

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 13 حيث إن:- الادب الاشرا المكافئ Z الأدداب الأساسيعA0,A1,A2, الأساس B 1-3-1 نظام الأعداد العشريةNumbers Decimal الأدداب الأساسيع9 , ............................. 0,1,2, الأساس 10 فيمكن القول أن الادب الاشرا 456 ساكا 456=4*102+5*101+6*100 ك ستخدم الدظام الاشرا ترقيم دداك ن أكامر بررامك المستخدم باض أجه ة التلكم الم مك 1-3-0 نظام الأعدادالثنائية Binary Number الأدداب الأساسيع0.1 الأساس 2 مثال- حول الادب الادائد 2 و10110110 لمكافئع الاشرا Z=1*27+0*26+1*25+1*24+0*23+1*22+1*21+0*20=(182)10 ك تستخدم باض أجه ة ا لتلكم الم مك رظام الأدداب الادائد للتاامل مم الأدداب . 1-3-3 نظام الأعداد الثمانيةOctal Numbers الأدداب الأساسيع7 0,1,2,……….. الأساس 8 مثال- حول الادب الاما 8و1763 لمكافئع الاشرا Z=1*83+7*82+6*81+3*80=(1067)10 كتستخدم الأدداب الاماريع لتًقيم المداخل ك المخارج ك الأدلبم لأجه ة التلكم الما مك فماالب إذا كاان ددب مداخل جهاز بركم م مك PLC’s و24 مدخل ك ددب ةارجه و 16 ةرج كبادتبار أن I ترم للمداخل ،Q ترم للمخارج فإن المداخ ل ك المخارج ترقم كالآتي :- أولا المداخل :- I0.0,I0.1,I0.2,……………………,I0.7 I1.0,I1.1,I1.2,……………………,I1.7 I2.0,I2.1,I2.2,……………………,I2.7

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 14 ثانيا المخارج - Q3.0,Q3.1,Q3.2,…………………,Q3.7 Q4.0,Q4.1,Q4.2,…………………,Q4.7 1-3-9 نظام الأعداد السداسية عشريHexadecimal Number الأدداب الأساسيع0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F كفيما لد المكافئ الاشرا للؤدداب الأساسيع السق الأختَة D=13 A=10 E=14 B=11 F=15 C=12 الأساس 16 مثال- حول الادب السداسد دشر 16و1A6 لمكافئع الاشرا Z=1*162+A*161+6*160 = (422)10 كتستخدم باض أجه ة التلكم الم مك الدظام السداسد دشر ددورع أكامر بررامك التشطيل ك كاللك للتاامل مم الأدداب . 1-3-5 الأعداد العشرية المكودة ثنائياBCD ) نشكن بسايل الأدداب الاشر ع بأدداب حيث إرأا ددب دشارا أساساد أا تكاون مان خاراع كاحادة نشكن بسايله بادب ثدائد له أربم خارات . مثال :- حول الادب الاشرا 10 و7493 لادب دشرا مكوب ثدائيا 7493)10 =(0111 0100 1001 0011)BCD حيث إن:- 0111=7 1001=9 0100=4 0011=3 كتستخدم باض أجه ة التلكم الم مك الأدداب الاشر ع المكوبة ثدائيا التاامل مم الأدداب 1-3-6 العمليات الحسابية للأعداد الثنائية إن الامليات ا سابيع المختلفع واةمام ك الطارح ك الضارب كالقسامع دلاى الأداداب الادائياع تشابه مايلتها دلى الأدداب الاشر ع

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 15 أ-قواعد الجمع بالنظام الثنائي 0 0 1 +0 +1 +1 الداتك 0 كالباقد 0 1 1 0 ب- قواعد الطرح بالنظام الثنائي 0 1 1 0 -0 -0 -1 -1 الداتك1 باد استاارة 1 11 0 1 0 ج- قواعد الضرب في النظام الثنائي 0 0 1 1 *0 *1 *0 *1 0 0 0 1 د– قواعد القسمة في النظام الثنائي 0/1=0 1/1=1 1-9 الأنواع المختلفة للحاكمات يوجد نوعان من الحاكمات المستخدمة في التحكم في العمليات الصناعية و ذلك تبعا لنظرية عملها و ىما كما يلي : - 1- حاكمات غير قابلة للبرمجة 0- حاكمات قابلة للبرمجة 1-9-1 الحاكمات غير القابلة للبرمجة كهله ا اكمات إما بكائر مدطقيع Logic Circuitsأك بكائر بركم بالمفاتيل الكهركمطداييسيع

نهىصىل نهفهشط اضغظ ػهًCtrl+ End ، ونهىصىل لأٌ ػُىاٌ اضغظ ػهً انضس الأَغش نهًبوط ػهً انؼُىاٌ انًطهىة فٍ انفهشط، وثىاعطخ Page Up, Page Down أو ػدهخ انًبوط رُمم ثٍُ انصفسبد. 16 Electromagnetic Circuits أما بكائر التلكم المدطقيع فهد تتكون من دداصر إلكتًكريع توصل مااا ماال البواباات المدطقياع Logic Gates كالقلبباات Flip-Flops ك الااداباتCounters ك المؤقتات ال مديع Timers … ا أمااا بكائاار الااتلكم بالمفاااتيل الكهركمطداييساايع فتلتااوا دلااى الأجهاا ة التاليااع مفاااتيل كهركمطداييساايع Electromagnetic Relays كالمؤقتات ال مديع كالادابات …الخ ك الشاااكل و1-5 بااااتُ البوابااااات المدطقياااع الأساساااايع ك مكافئهااااا ماااان بكائااار الااااتلكم بالمفاااااتيل ففااااد الشكل وأ فإن اللمبع H1 تساكا1 إذا كارق حالع S1 تسااكى0 كالاكاذ باالاكذ كنشكان بسايال ذلك ببوابع وNOT مدخلهاS1 ك ةرجها H1 . ك الشااكل وب فااإن اللمبااعH1 تضاادء ددااد الضااطأ دلااى الضاااةأS1 كتدطفاائ ددااد إدااابة الضاةأ S1 لوضاه الطبياد أا أن حالعH1 تكون1 دددما تكون حالعS1 مساك ع1 كالاكاذ باالاكذ ك نشكان بسايال ذلاك ببواباع وYES مادخلهاS1 كةرجهاا H1 ك الشاكل جاا فاإن اللمباع تضئ ددد الضطأ دلد الضاةأ S1 أك الضاةأS2 أك كليهما أا أن حالع H1 تكون1إذا كان حالاع الضااةأ S1 أك الضااةأS2 أك كليهماا سااكا 1 كنشكان بسايال ذلاك ببواباعOR ماداخلها S1,S2 ك ةرجها H1 . الشكل1-5)