لماذا غالبًا ما يكون مصدر الطاقة في وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة 24 فولت تيار مستمر

ما الذي يميز المجلس التشريعي الفلسطيني الصغير

وحدات التحكم المنطق المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة متناهية الصغر أو من النوع الطوبي هي وحدات تحكم آلي صغيرة مناسبة لتشغيل تطبيقات التحكم الأساسية. إن طبيعتها المبسطة وسعرها المنخفض وسهولة تركيبها في الأماكن التي يحتمل أن تكون محدودة المساحات تجعلها شائعة جدًا. وعادةً ما يتم تزويد وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة بتكوينات مدخلات/مخرجات محددة مسبقًا ومكونات مدمجة، مثل وحدة المعالجة المركزية ومحطات الإدخال/الإخراج، وفي كثير من الأحيان، وحدة إمداد الطاقة.

هذه الوحدات صغيرة الحجم شائعة في ماكينات التعبئة والتغليف، وأحزمة النقل، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والتطبيقات القائمة على بيئة التحكم في العمليات الصغيرة. وتشمل مثل هذه السيناريوهات الدلالات ذات الحد الأدنى من المتطلبات للعمليات المنطقية وحيث تلعب القيود البيئية دورًا أساسيًا. يؤدي ذلك إلى إنشاء وحدة تحكم صغيرة وجديرة بالثقة مع إمكانية التوصيل والتشغيل والتركيب.

تتميز وحدات التحكم المنطق المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة بخاصية الكل في واحد كميزة محددة. هذا التكامل لا يسهل عملية التوصيل فحسب، بل يوفر وقت الأسلاك، وكذلك مساحة اللوحة، وهو اعتبار مهم بشكل خاص لمصنعي المعدات الأصلية وبناة الماكينات الذين يرغبون في زيادة كفاءة عمليات التصنيع الخاصة بهم. لا يعيق عامل الشكل المنخفض الأداء الوظيفي حتى وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة لا تزال مزودة بميزات متطورة، مثل التحكم PID، ومنافذ الاتصال (RS-232/RS-485، والإيثرنت) وحتى إمكانية الربط الشبكي المحدود.

قبل الشروع في موضوع الطاقة، من الضروري فهم هيكل وحالة استخدام وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة. نظرًا لأنه يتم تصميم هذه العائلة من وحدات التحكم القابلة للبرمجة الصغيرة ليتم نشرها في بيئة ضيقة الإمداد بالطاقة، يصبح شكل/مصدر الطاقة والجهد والتكامل عوامل حاسمة. تحتوي معظم وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة على وحدات طاقة داخلية تلتزم بمعيار 24 فولت تيار مستمر، وترد المناقشة التالية في القسم التالي.

لماذا أصبح التيار المستمر بجهد 24 فولت هو المعيار

ليس من قبيل المصادفة أن يصبح مزود الطاقة القياسي لوحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة 24 فولت تيار مستمر؛ نتيجة لسنوات من التقارب في الأتمتة الصناعية في مجالات السلامة والتوافق والتطبيق العملي.

السلامة أولاً: N/a يصنف على أنه 24 فولت تيار مستمر هو __24 فولت تيار مستمر ضمن فئة الجهد المنخفض جداً للسلامة (SELV). وهو أقل خطورة بكثير من حيث الصدمة الكهربائية أو خطر الحريق من الأنظمة ذات الفولتية الأعلى من التيار المتردد. وهذا مناسب بشكل خاص لأي إعداد من شأنه تعريض الأفراد للوحات التحكم أو الصيانة.

الصناعة التوافق: تعمل المستشعرات والمشغلات والمرحلات وأي أجهزة مساعدة أخرى بجهد 24 فولت تيار مستمر. تعليق: التشغيل بنفس الجهد سيضمن سلاسة التكامل، واستخدام أقل للوحدات لتحويل الجهد لأسفل أو لأعلى، وتبسيط بنية النظام.

التوحيد والموثوقية: لقد برز التيار المستمر بجهد 24 فولت كمواصفات فعلية مستخدمة في صناعة الأتمتة، وقد قامت الشركات المصنعة للمكونات الآن بتحسين تصميماتها إلى 24 فولت تيار مستمر. وهي تضمن إمدادًا محسنًا واقتناءً مبسطًا وأداءً ميدانيًا فعالاً.

التطور التاريخي: صُممت وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) في الأصل لتعمل عبر مجموعة متنوعة من الفولتية - 5 فولت PLCs، و12 فولت PLCs 24 فولت PLCs 24 فولت PLCs حتى 110 فولت! ومع ذلك، أصبح معيار 24 فولت تيار مستمر هو الحل الوسط الأكثر ملاءمة بين كفاية الطاقة وسلامة التشغيل. فهو يوفر تيارًا كافيًا لتشغيل الأحمال المنطقية وأحمال الإدخال/الإخراج دون الحاجة إلى العزل والحماية التي قد تستلزمها لولا ذلك.

تبسيط توزيع الطاقة: أصبح استخدام عمود التوصيل لتوزيع الطاقة لمتطلبات الطاقة في الخزانات مركزيًا إلى 24 فولت تيار مستمر. وهذا يقلل من تعقيد الأسلاك، لأن توزيع الطاقة الموحد يمكن أن تتقاسمه العديد من مكونات التحكم على نفس مستوى الطاقة.

بإيجاز، إن الأساس المنطقي وراء اعتماد التيار المستمر بجهد 24 فولت هو نتاج العملية التاريخية لتطور النظام الذي يوازن بين الكفاءة وقابلية التشغيل البيني والسلامة، وكلها صفات أساسية لأنظمة الأتمتة الصناعية الحالية.

الطاقة المدمجة: المساحة والبساطة

ومن أكثر الخصائص الأخرى التي يتميز بها المجلس التشريعي الفلسطيني الصغير هو أنه يحتوي على مصدر طاقة مدمج في الغلاف. وهذا له آلية مدمجة تشمل دوافعها الرئيسية توفير المساحة وتبسيط عملية التركيب.

• تقليل تعقيد الأسلاك: مع وحدة إمداد الطاقة المدمجة، لا يحتاج المستخدمون إلى توصيل وحدة إمداد طاقة خارجية. وهذا يقلل من خطأ التوصيلات ويسرّع عملية الإعداد.
• تصميم لوحة مدمجة: غالبًا ما يكون استخدام وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) الصغيرة في تصميم خزانة تحكم اقتصادية في المساحة. وستساعد وحدة طاقة مدمجة واحدة في تقليل مساحة اللوحة بأكملها.
• تكلفة أقل: تقلل المكونات الصناعية المتكاملة من فواتير المواد ونشاط الشراء وتتبع المخزون.

ستأخذ وحدة التحكم المنطق المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة المصغرة النموذجية نطاق إمداد واسع من التيار المتردد الرئيسي، لنقل مثلاً 100240 فولت تيار متردد، وتحويله داخليًا إلى تيار مستمر بجهد 24 فولت لتشغيل الدوائر المنطقية/دوائر الإدخال/الإخراج. يتم الاعتناء بهذا التحويل الداخلي عن طريق مزود طاقة تبديلي مدمج مدمج بالماكينة

يصب هذا التصميم أيضًا في صالح الشركات المصنعة. باستخدام إمدادات الطاقة المدمجة، يمكنهم توحيد حاويات PLC الخاصة بهم من خلال وجود عدد أقل من التوصيلات الخارجية ويسهل استخدامها خارج الصندوق. من الناحية الفنية، هذا يعني أيضًا أن هذا يعني أن الأخطاء قد تحدث بشكل أقل وأن التشخيص يكون أسهل.

هذا خيار معماري لصالح الاتجاه الأكبر نحو الأتمتة المعيارية والموزعة. تسمح وحدات التوصيل والتشغيل بتكوين أنظمة الأتمتة وتشغيلها وصيانتها بشكل أسرع مما كان ضرورياً في الماضي في تطبيقات الأتمتة الحساسة من حيث التكلفة.

التحويل من تيار متردد إلى تيار مستمر: داخل التحويل

على الرغم من أن وحدات التحكم المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة تعمل عادةً على تيار مستمر بجهد 24 فولت داخليًا، إلا أن العديد من الطرز تقبل طاقة التيار المتردد كمدخل. وهذا يستلزم وجود نظام تحويل داخلي قوي لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، والذي عادةً ما يكون مدمجًا في المبيت.

عملية التحويل:

1. مدخل تيار متردد (100-240 فولت): يتم توصيل الوحدة بمصدر طاقة رئيسي قياسي.
2. التصحيح: يتم تحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر غير منظم باستخدام مقوم جسر.
3. التصفية: تعمل المكثفات على تنعيم الإشارة المعدلة لتقليل التموج.
4. التنظيم: يضمن منظم الجهد استقرار خرج التيار المستمر بجهد 24 فولت بغض النظر عن تذبذب الحمل.

تستخدم وحدات التحكم المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة الحديثة إمدادات طاقة بالتبديل بدلاً من المنظمين الخطيين. وهي أكثر إحكاماً وفعالية وتولد حرارة أقل - وهي متطلبات أساسية للأنظمة المغلقة بدون مروحة.

توافق الإدخال المزدوج

تقبل أنواع أخرى من PLC كلاً من مدخلات التيار المتردد والتيار المستمر، وبالتالي توفر مرونة أكبر في الترتيبات الكهربائية المختلفة. وفي هذه الحالة، تتم برمجة الدوائر الداخلية لتقوم بالكشف التلقائي والتكيف مع نوع المدخلات وبالتالي تجعل عملية استخدامها سلسة.

سيوفر هذا التصميم انتقالًا متطورًا بين الحلول القائمة على التيار المتردد والتيار المستمر في الماضي وبنى التحكم القائمة على التيار المستمر في المستقبل. ويعني أيضًا أنه حتى في المرافق التي لا يتم فيها توزيع التيار المستمر بجهد 24 فولت عادةً يمكن تركيب وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) دون الحاجة إلى دمج إمدادات طاقة خارجية منفصلة في التركيب.

اختيار سعة الطاقة المناسبة

يعد اختيار وحدة التحكم المنطق المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة ذات تصنيف الطاقة المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتجنب انخفاض الجهد أو الحمل الزائد أو ضعف الأداء. يجب حساب إجمالي حمل النظام الكلي بناءً على السحب الحالي لكل من الدوائر الداخلية والأجهزة الخارجية التي يتم تشغيلها بواسطة PLC.

العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها:

• إجمالي حمل الإدخال/الإخراج: مجموع جميع أجهزة الإدخال والإخراج المتصلة، بما في ذلك المرحلات، والملفات اللولبية، وأجهزة الاستشعار، إلخ.
• تيار تدفق بدء التشغيل: قد تسحب الأجهزة مثل صمامات الملف اللولبي أو المحركات تياراً أعلى للحظات عند بدء التشغيل.
• احتياطي الطاقة: قم دائمًا بتضمين مخزن مؤقت - 20% شائع - لاستيعاب التوسعة المستقبلية أو تقلبات الطاقة.

مثال على جدول ميزانية الطاقة

في هذا المثال، فإن المجلس التشريعي الفلسطيني الذي يحتوي على 0.7 أمبير (700 مللي أمبير) من سعة الطاقة المتوفرة بجهد 24 فولت تيار مستمر.

تسمح بعض وحدات التحكم المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة بتطبيق طاقة خارجية 24 فولت بشكل منفصل على أطراف الإدخال/الإخراج، مما يخفف من إمدادات الطاقة الداخلية. تساعد معرفة البنية على تجنب الإفراط في المواصفات أو إجهاد المكونات.

استكشاف مشكلات مزود الطاقة وإصلاحها

على الرغم من موثوقيتها، قد تواجه وحدات التحكم المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة مشاكل متعلقة بالطاقة يمكن أن تعطل عمليات الأتمتة. ومن الضروري تحديد هذه المشاكل وحلها بسرعة لتقليل وقت التعطل إلى الحد الأدنى.

الأعراض الشائعة:

• مؤشر الطاقة LED غير مضاء: يشير إلى عدم وجود جهد كهربائي أو فشل في الطاقة الداخلية
• إعادة تعيينات غير متوقعة: قد يكون سببها جهد الإمداد المتقطع
• أعطال في الإدخال/الإخراج: يمكن أن يحدث إذا انخفض الجهد تحت الحمل
• أخطاء في الاتصال: قد يؤثر ضعف تنظيم الجهد الكهربائي على الحافلات الداخلية

قائمة مراجعة استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• تحقق من أن جهد الدخل ضمن النطاق المحدد (على سبيل المثال، 100-240 فولت تيار متردد)
• قياس جهد خرج التيار المستمر عبر الأطراف الداخلية، إذا أمكن الوصول إليها
• افحص الوصلات الطرفية المفكوكة أو علامات التآكل
• تأكد من أن التأريض آمن وسليم
• افحص درجة الحرارة المحيطة - يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى إيقاف التشغيل الوقائي

أفضل ممارسات الأسلاك:

• استخدم مقاييس الأسلاك المناسبة لطاقة الإدخال
• قم بتأريض PLC وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة
• تجنب توجيه خطوط الطاقة والإشارة بالتوازي

من خلال الحفاظ على طاقة نظيفة ومنظمة والالتزام بإجراءات التركيب السليمة، يمكن تفادي معظم مشاكل الطاقة. راجع وثائق الشركة المصنعة للاطلاع على التشخيص التفصيلي وإجراءات الاستبدال.

متى تستخدم وحدات الطاقة الخارجية

في حين أن إمدادات الطاقة المدمجة مثالية لوحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصغيرة في سيناريوهات الأحمال المنخفضة إلى المتوسطة، فإن بعض التطبيقات تتطلب مرونة أو سعة أكبر - وهنا يأتي دور وحدات الطاقة الخارجية.

عندما تكون الوحدات الخارجية منطقية:

• عالية الإدخال/الإخراج التحميل: قد تتجاوز الأنظمة التي تحتوي على عشرات المخرجات حدود الإمداد الداخلي.
• متطلبات التكرار: غالبًا ما تستخدم العمليات ذات المهام الحرجة مدخلات طاقة مزدوجة أو إمدادات طاقة قابلة للتبديل السريع.
• هياكل PLC المعيارية المعيارية: وغالباً ما تفصل هذه الوحدات بين وحدة المعالجة المركزية ووحدات الإدخال/الإخراج ووحدات الطاقة من أجل قابلية التوسع.

مزايا إمدادات الطاقة الخارجية:

• قابلة للتطوير: اختر وحدات الطاقة التي تتناسب تمامًا مع احتياجات النظام
• معزول: تقليل الضوضاء والتداخل في الدوائر الحساسة
• قابل للخدمة: سهولة الاستبدال أو الترقية دون التأثير على وحدة التحكم المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة الأساسية

المقايضات:

• يزيد من تعقيد اللوحة وحجمها
• يتطلب تخطيطاً وأسلاكاً إضافية
• يضيف إلى التكلفة الإجمالية للنظام

إذا كان تطبيقك معقدًا، أو ينطوي على توسع متكرر، أو يعمل في ظروف قاسية، فقد يكون من المفيد استكشاف خيارات PLC المعيارية ذات قدرات الطاقة الخارجية.

مكونات الأتمتة الموثوقة من OMCH

بفضل خبرتها التي تزيد عن 30 عامًا في هذا المجال، تُعد شركة OMCH موردًا موثوقًا لمكونات الأتمتة منذ عام 1986. من إمدادات الطاقة إلى أجهزة الاستشعار والعناصر الهوائية، تدعم مجموعة منتجاتنا مجموعة واسعة من الأنظمة القائمة على PLC.

إن مكوناتنا مدعومة بشهادات ISO 9001 و CE و CCC و RoHS، مما يضمن الامتثال والموثوقية في الأسواق العالمية. بالنسبة للمشاريع التي تتطلب تصاميم مخصصة أو حلول تصنيع المعدات الأصلية، تقدم شركة OMCH تصنيعًا مرنًا لتلبية الاحتياجات التقنية والتكاملية المحددة.

سواء أكنت تبحث عن وحدات طاقة مدمجة أو تخطط لنظام تحكم قابل للتطوير، فإن OMCH توفر لك جودة ثابتة ودعمًا يمكن الاعتماد عليه.

تعرف على المزيد في omch.com

الخاتمة

إن الغرض من استخدام التيار المستمر بجهد 24 فولت هو على الحياد بين السلامة والتوحيد القياسي وبساطة النظام. من المهم دائمًا استخدام إمدادات الطاقة المتكاملة وتحسين السعة الفعالة حتى تظل وحدات التحكم المدمجة هذه هي نقطة الانطلاق نحو أتمتة فعالة وموثوقة.

بالنسبة للمهندس أو خبير التكامل، فإن معرفة بنية الطاقة في وحدة التحكم المنطقية المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) هي أكثر من مجرد مواصفات؛ فهي أساسية لاستقرار النظام وقابليته للتطوير وسلامته. وعندما تكون جميع الأجزاء مهمة، فمن المفيد استخدام الشركات المصنعة التي يمكنك الوثوق بها، مثل OMCH.