תפקידי הבקר
בעבר הרחוק מערכות בקרה תעשייתיות כגון מכונות ,מסועים ,מערכי ברזים וכדו' היו מבוססות על רכיבים אלקטרוניים בסיסיים כדוגמת: ממסרים ,מונים ,קוצבי זמן ,מפסקי צעד ,גששי קרבה מתוזמנים ( גששי אצבע אשר היו מופעלים ע"י CAM ) וכדו'.רכיבים אלה שחלקם אלקטרוניים וחלקם אלקטרומגנטיים היו מקבלים אותות מן הפרמטר הנמדד ,שולחות אותו דרך לוגיקה מסוימת (בעזרת חיווט מתאים) אל תחנה כלשהי ומשם חזרה אל הרכיב הנדרש לביצוע פעולת דרישת האות.צורת עבודה זו הינה מסורבלת ,קשה מאוד לאיתור תקלות ,נטולת מצבי אבטחה ריאליים ועוד.כיום מעל לעשור נכנס הבקר המתוכנת והחליף מערכות בקרה שלמות .הבקר המתוכנת הנקרא בשם :P.L.C. ? PROGRAMMABLE LOGICAL CONTROLERבא להחליף את הרכיבים אשר תפקדו בעבר כחלק ממערך הלוגיקה הנדרשת ובכך מקטין בצורה משמעותית את ארונות החשמל ועל כן חוסך כסף ,זמן ועבודה מיותרת.הבקר מקבל מידע מרכיבי המדידה ומעביר אותו לעיבוד דרך תוכנה הצרובה בו וממנו חזרה אל רכיבי הקצה כגון: מנועים ,מנורות ,ברזים וכדו'.
שפות תכנות התוכנה הפנימית ניתנת לכתיבה בכמה שפות עיקריות כגון:
1.LAD - Ladder Diagram
2. FBD - Function Block Diagram
3.STL ? Structure List /IL- Instruction List
4.ST ? Structured Text.
ישנן עוד שפות כגון:
1. SFC - Sequential Function Charts.
2.CFC - Continuous Function Chart.
אילו שפות בשימוש תוכנות מבוססות CODESYS כדוגמת EPAS אשר משמשת בבקרי ELAU בעבר וכיום schneider electric.שפות אלה הינן שפות גראפיות המאפשרות חלוקה לתחנות ע"פ פונקציות ולקשר בין כולם כבלוק יחיד. שיטה זו מקנה נוחות בתפעול תקלות והבנת הלוגיקה .
צורת עבודת הבקר
הבקר סורק את התוכנה הכתובה בו ובכך יודע איזה אות לקשר לאיזה רכיב.הבקר המתוכנת הינו מיקרו מחשב רגיל המבצע תפקידים מסוימים מוגדרים מראש.למיקרו המחשב שפת תכנות מיוחדת המאפשרת להתחבר למכונה או לתהליך תעשייתי באמצעות ממשקים לכניסה ויציאה הנקראים INPUTOUTPUT INTERFACE.ממשקים אלו מופעלים בעזרת התכנית השמורה בזיכרון הבקר וזאת תוך התקשרות פנימית ובסיוע כרטיסיי כניסה ויציאה.לאחר קריאת הכניסות בוחן הבקר את מצבי האותות בשטח ובהתאם לתוכנית הלוגיקה משנה את היציאות שלו אל רכיבי הקצה.תכנות הבקר כולל שימוש בכלים פנימיים לדוגמא: AND,OR,NOT,TON .קיימת אפשרות לבצע לולאות,פעולות מתמטיות נרחבות וכן כל העולה על רוחו של המהנדס או איש השטח וזאת ע"פ הנדרש מן המערכת המבוקרת.
תכונות הבקר
לבקר מספר תכונות המייחדות אותו ואשר שונות ממחשב רגיל:
1. יכולת לעבוד בסביבה תעשייתית.
2. יכולת להתחבר ישירות למכונה או רכיב בקרה.
3. יכולת עבודה במבחר מתחים תעשייתיים כגון 24V,12V,220V.
4. שימוש בחומרה אנלוגית התואמת את השטח.
מבנה הבקר המתוכנת הבקר המוכר לרובנו מחברת SIEMENS מורכב משלושה חלקים עיקריים:
1. ספק כוח -מספק זרם במתח נמוך לממשק עצמי וכן למשלוח אותות יציאה.הספק עצמו מעניק הגנה מפני רעשים חשמליים הנובעים מרשת החשמל ועלולים לפגוע בפעולתו התקינה של הבקר.
2. יחידת עיבוד מרכזית CPU + זיכרון- יחידת העיבוד הינה " המוח " של המערכת המבוססת על מיקרו מעבד CPU שתפקידו העיקרי הוא לבדוק את מצבם של אותות הכניסה ואת מצב היציאות אל הרכיבים השונים ולשנותם בהתאם לאותות הכניסה ולתוכנית הקיימת בבקר.הזיכרון בנוי בעזרת תאים אחד ליד השני ובכל תא יושב מידע שונה.תצוגת המידע ניתנת לשינוי, אם בצורה בינארית ? "0" או "1"ואם בצורה דצימלית/הקסדצימלית ? "0" עד "9" וכן אותיות "A" עד "F".מידע זה יכול להיות הוראה לביצוע או נתון לשימוש, לכל תא מספר סידורי וזו הכתובת המאפשרת לבקר לגשת אליו בשעת הצורך.בתא אפשר לאחסן מספר וכן לשלוף אותו. מספר התאים והכתובות מוגבל בהתאם לסוג הבקר.כיום קיימים מעבדים בעלי מיליוני תאים לזיכרון כאשר כל תא יכול להכיל 8 ,16, 32 או 64 ביטים ( BIT ).
קיימים שלושה סוגי זיכרון:
א. זיכרונות קריאה וכתיבה RAM ? READWRITE MEMORY (נשמרים בזיכרון רק תחת מתח ועל כן לרוב מגובים בבטריות ).
ב. זיכרונות לקריאה בלבד ROM ? READ ONLY MEMORY ( צרובים ע"ג כרטיס זיכרון ).
ג. זיכרונות קריאה וכתיבה מהירים FLASH ? READWRITE MEMORY.
3. ממשקי כניסה ויציאה -הממשק הינו מערכת אלקטרונית המורכבת מכרטיסי בקרה המקושרים לבקר הראשי ומתפקידה לתרגם את אותות יחידת העיבוד לאותות המובנים לציוד ההיקפי לדוגמא : רגשים או חיישנים המשדרים אותות כניסה או לחילופין הפעלת רכיבי קצה.
מבנה בקר מנועי סרוו
ישנם בקרים מחברת ELAU אשר בנויים בצורה שונההבקר וספק הכוח מורכבים כיחידה אחת המתפקדת כמחשב בעל מערכת הפעלהReal Time Operating System VxWorksמעבד הבקר הינו מעבד פנטיום בעל 1GHz ויותר.התקשורת אל רכיבי הקצה מתממשת בעיקר דרך PROFIBUS או CANBUS.הבקר עצמו מדבר עם מפעילי מנועי הסרוו דרך תקשורת SERCOSBUS ( כבל אופטי ).בקר זה הינו מן המהירים בעולם ביכולת עיבוד הנתונים שלו ובתקשורת שלו מול המנועים.יכולות אלו חשובות במיוחד במכונות אשר פעולתם מדויקת עד לרמת עשירית המילימטר ואף פחות.בקריELAU ניתן למצוא במכונות בתעשיית התרופות ,בתעשיית המזון ,בתעשיות המתכת ועוד.
אלי בן אדיבה 0522461657
