بسم اهللا الرحمن الرحيم

إن الحمد هللا نحمده و نشكره و نستعين به و نسترضيه و نستهديه و نعوذ باهللا من شرور أنفسنا و من سيئات أعمالنا ) الحمد هللا الذى هدانا لهذا و ما آنا لنهتدى لوال ان هدانا اهللا (

ضارات من مرحلة ان اعمال نقل العلوم و ترجمتها هى دائما بداية انتقال الح

الخرى و هذا الكتاب يتناول مواضيع التحكم االلى فى الصناعة باللغة العربية و هذا ليساعد اى مواطن عربى على تفهم تلك االمور بطريقة سهلة توفر

،علية وقت و تساعده على االنتقال لمرحلة جديدة اسرع

،لذا اسأل اهللا ان يتقبله عمًال خالصًا لوجهه يساعده هذا الكتاب على فهم اى معنى او توضيح فكرة و اى منكم ان يدعوا لنا و لموتى المسلمين بالرحمة و المغفرة

ووفقنى اهللا و اياآم لصالح االعمال

و صلى اللهم على سيدنا محمد و على آله و صحبه و سلم

وليد الفولى/ م نقًال عن

محمد حافظ/ م

:الفهرس

أساسيات الكهرباء: الفصل األول

المنتجات الكهربية :الفصل الثانى

المواتير :الفصل الثالث

NEMA مواصفات المواتير حسب النظام العالمى : الفصل الرابع

DRIVESالمتحكم فى الماتور : الفصل الخامس

مبادئ للتحكم االلى و مكوناته :الفصل السادس Pilot devices :صل السابع الف

اجهزة االحساس : الفصل الثامن

Basic of PLC: الفصل التاسع

PROFIBUS : الفصل العاشر

bus way الوصالت الكهربية المعدنية : الفصل الحادى عشر

general motion control التحكم فى الحرآات : الفصل الثانى عشر

الفصل األول أساسيات الكهرباء

خالل هذا الفصل سوف تكون قادرًا على معرفة الفرق بين الموصالت و العازل -١ استخدام قانون أوم لحساب التيار و القولت و المقاومة -٢ حساب المقاومة الكهربية المكافئة للمقاومات الموصلة على التوالى و على التوازى -٣ حساب فرق الجهد خالل المقاومات -٤ ة حساب القدر -٥ حساب العوامل المحددة لقوة و اتجاة التيار فى الملفات -٦ تحديد القيمة العليا و اللحظية و المؤثرة فى الموجات المترددة -٧ تحديد العوامل المؤثرة فى المعاوقة للملفات و المكثفاتفى دوائر التيار المتردد -٨ حساب المعاوقة الكلية -٩ معرفة الفرق بين القدرة الحقيقية و الظاهرة -١٠ حساب الفولت و التيار فى الملفات االبتدائية و الثانوية للمحوالت ذات الفاز الواحدة و الثالثية -١١ للمحول KVAحساب الـ -١٢

نظرية االلكترون )١(

مكونات الذرة آل المواد مكونة من جزيئات و هذه الجزيئات عبارة عن مجموعة من الذرات

ولها االلكتروناتالذرة الواحدة تحتوى على نواة و يدور ح النواة مكونة من بروتونات و نيترونات

معظم الذرات تحتوى على عدد من االلكترونات مساوى لعدد البروتونات االلكترونات تمتلك شحنه سالبة و البروتونات تحتوى على شحنة موجبة اما النيترونات فهى متعادلة الشحنات

و االلكترونات مرتبطة بالمدار بواسطة الجذب عن ) بة للبروتونات السالبة لاللكترون تتزن مع الشحنات الموج( طريق البروتونات

الشحنات الكهربية

الحالة المتعادلة مع الذرة

المواد يعبر عنها برقم االلكترونات فى المدار الخارجى و عدد البروتونات الموجودة فى النواةاحد الكترون و واحد بروتونعلى سبيل المثال الهيدروجين يملك و

بروتون مثل هذه الذرة تسمى متعادلة آهربية ١٣الكترون و ١٣و االلومونيوم

الشحنات الموجبة و السالبة

عند مغادرة االلكترونات للذرة تترك اماآنها اماآن فارفة تسمى شحنات موجبة فيزداد النقص فى االلكترونات و لكن الشحنات الموجبة و السالبة ) عدد البروتونات يظل ثابت ( نات سالبة زيادة عدد االلكترونات تسمى شح

تتكون بزيادة او نقصان االلكترونات

تجاذب و تنافر الشحنات الكهربية

القدماء يقولون المختلفون يتجاذبوا و هذا صحيحن متشابهة فان مجالتهم االجسام المشحونه تمتلك مجال آهربى غير مرئى حولها عندما يوضع جسمين من شح

تقوم بعمل تنافر و عندما تكون مختلفة فانها تقوم بعمل تجاذب المجال الكهربى يعبر عنه بخطوط غير مرئية من القوة

الخطوط الخاصة بهذا المجال تغادر الجسم المشحون بشحنات موجبة و تدخل الجسم المشحون بشحنه سالبة

قانون آولوم

شحنات تتجاذب او تتنافر بقوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الشحنتين و عكسيا مع مربع المسافة اآتشف ان ال بينهما

F = Q1*Q2 /r2

االلكترونات الحرة

االلكترونات فى الجزء الخارجى من الممكن ان تكون حرة عن طريق مؤثرات خارجية مثل مجال مغناطيسى و ة احتكاك ،حرآات آيميائي

عند مغادرة الكترون المدار يترك مكانه خاليا اللكترون آخر من الممكن ان يحل محله ذرة آخرى عند حرآة االلكترونات يكون قد تكون انسياب و هذا هو مبدأ الكهرباء

الموصالت و العازل و اشباه الموصالت

الموصالت -١

ة من ذرة الى اخرى التيار الكهربى يتكون عند تحرك االلكترونات الحر المواد تحدد بكمية عدد االلكترونات الحرة المتحرآة

)موصالت(المواد التى تسمح بمرور آميات آبيرة من االلكترونات الحرة تسمى امثال النحاس ، الفضة ، االلومونيوم ، الزنك ، النحاس االبيض ، الحديد تعتب موصالت جيدة

اآثرهم استخدام لرخصة) النحاس (

العازل -٢

المواد التى تؤدى لمرور آميات قليلة تعتبر عازل مثل البالستك و الربر و الزجاج و الميكا و السيراميك

الكابل الكهربى مثال للموصل و العازل و هم مستخدمان سويا بات ، المحرآات االلكترونات تتحرك خالل الموصل النحاس العطاء الطاقة لالجزة الكهربية مثل الراديو و اللم

و العازل من حوله ليحول من خروج االلكترونات من الموصل النحاس

اشباه الموصالت -٣

مثل السليكون يوصل و ال يوصل )امثال الترانسيستورو الدايود( يوصل عند تاثير قوة فى اتجاة معين و ال يوصل عند التأثير فى االتجاة المعاآس

التيار الكهربى

الكهرباء هى انسياب االلكترونات الحرة فى الموصل من ذرة الى التى تليها فى نفس االتجاة و هذا يسمى التيار و عبور التيار فى الموصل يكون بمعدالت مختلفة و يعبر عن هذا المعدل بعدد االلكترونات ) I(يعبر عنه برمز

Ampوحدة القياس هى >..........التى تعبر قطاع منه خالل الثانية الواحدة Amp 6.24 18تعنى ان فى خالل ثانية حوالىx10 الكترون تحرك قطاع من الموصل

وحدات القياس

1KA 1000A 1Ma 1/1000A

1MA 1/1000 000 A هناك فرق بين اتجاة االلكترونات و اتجاة التيار

السالبالتيار يتحرك من الموجب إلى االلكترونات تتحرك من السال للموجب

)Vالفولت (

مثال المياة لمرورها تحتاج الى جاذبية او مضخة مياة ، الفولت بالمثل هو القوة المؤثرة على الموصل التى تؤدى لمرور التيار

االلكترونات سالبة و تجذب بالشحنات الموجبة تجذب من مصدر به زيادة فى االلكترونات اى لديه شحن سالبه الى مصدر له شحنه موجبه القوة المطلوبه لجعل دائما

او الفولت (EMF)الكهرباء تمر خالل موصل تسمى فرق الجهد او القوة الكهروحرآيه (volt)ووحدة قياس الفولت (E)، (V)يأخذ رمز

مصدر الفولت

و هناك تستخدم شحن مغناطيسي آلها تتفق فى وجود زيادة فى االلكترونات ) الكتروآميائية تستخدم عملية( البطارية

فى احد االطراف و نقص فى اآلخر هذا هو الفرق فى الجهد

الرمز الكهربى للفولت

وحدات القياس

1KV 1000V 1Mv 1/1000 V 1MV 1/1000 000V

المقاومة .

آل المواد تعوق مرور الكهرباء ، قدر هذه المقومة يعتمد على مكوناتها و طولها ، و مساحتها ، درجة حرارة المادة و هى تزيد مع زيادة الطول و تقل مع زيادة المساحة

)أوم( Ohm (Ώ)ووحدة قياسها (R)رمزها

الرمز الكهربى لها

1k Ώ 1000 Ώ 1M Ώ 1000 000 Ώ

الدوائر الكهربية البسيطة

الدائرة الكهربية البسيطة مكونة من مصدر لفرق الجهد و حمل معين و موصل لمساعدة االلكترونات من االنتقال من و لمبة هى المقاومة و . ك آهربية هى الموصل المصدر الى الحمل فى هذا المثال بطارية هى مصدر الجهد و اسال

عند غلق المفتاح االلكترونات تتحرك من الطرف السالب الى الموجب عبورًا باللمبة . مفتاح

تمثيل الدائرة الكهربية

قانون أوم

مع المقاومة هو العالقة بين التيار و الفولت و المقاومة و ينص على التيار يتناسب طرديا مع الفولت و عكسيا

I=E/R

E=voltage الفولت I=current التيار

R=resistance

DC دوائر التيار المستمر المتوالية

النهاية لالول مع البداية للثانية و هكذا فيكون مرور التيار فى اتجاه . تتكون عند توصيل عدد من القاومات تلى االخر .واحد

ه المقاومات مقاومات فعلية او اجهزة ذات مقاومة من الممكن ان تكون هذ

حساب المقاومات المتتالية مجموعهم فى المثال الموضح= القيمة الكلية للمقاومات المتتالية

R Total = 11k Ώ + 2 k Ώ + 2 k Ώ + 0.1 k Ώ + 1 k Ώ

= 16.1 k Ώ = 16100 Ώ

التيار فى الدوائر المتتالية

اى ان التيار فى اى مكان من الدوائر متساوى عند قياسه

الفولت فى الدوائر المتتالية

(voltage Drop)الفولت من الممكن قياسة بين آل مقاومة و يسمى هذا الفولت وى قيمة مصدر الجهد االصلى فى الدائرة المغلقة يسا) منخفضات الفولت(العالم آيرشوف اوضح ان مجموع

الموصل بالدائرة

مثال

V 3= المقاومات عند قياس فرق الجهد على احد R1,R2 =6Vمقاومة عند قياس فرق الجهد على R1,R2,R3 =9V عند قياس فرق الجهد على فولت المصدر = R1,R2,R3,R4 =12V عند قياس فرق الجهد على

قانون لحساب فرق الجهد على احد المقاومات فى الدوائر المتوالية

الدوائر المتوازية فى التيار المستمر

عند وضع مقاومات بجانب بعضها فى دائرة فالتيار يمر فى مسارات متعددة

فى هذا المثال مسارين للتيار عند وضع مقاومتين بجانب بعضهما R2و االخر R1 هما يرمزالمسارين من الطرف السالب الى الطرف الموجب احد

الصيغة العامة لقيمة مجموع المقاومات

الفولت فى الدوائر المتوازية

آل مقاومة فرق الجهد عليها يساوى نفس قيمة المصدر

التيار فى الدوائر المتوازية

)آيرشوف( فى الدوائر المغلقة التيار المسحوب آليا من المصدر= التيار المسحوب فى جميع المسارات

مثال

ممكن الحساب بطريقة اخرى

الدوائر المتوالية و المتوازية

٢مثال

POWERالقدرة

عندما يكون هناك قوة من اى نوع تسبب حرآة ذلك يسمى شغل : الشغل -١

ق الجهد على موصل االلكترونات سوف تسير لذلك فى الدوائر الكهربية عند وجود فر: القدرة الكهربية -٢معدل حدوث الشغل هو القدرة ( فرق الجهد او الفولت هو القوة و سريان االلكترونات او التيار هو الحرآة

( P وحدتها : Watt

حساب القدرة

معدل القدرة لالجهزة

على سبيل ( يل الطاقة الكهربية الى صورة اخرى من الطاقة مثل ضوء او حرارة هى معيار قدرة االجهزة على تحو 120V 100Wattالمثال اللمبة معيارة

------ الحرارة < لهذا السبب تعاير . عند مرور التيار فى مادة مقاومة ينتج حرارة و هذه الحرارة قد تدمر المكونات الكهربية اذا زادت

انت المعايرة عالية معناها حرارة آثيرة تستخدم فى هذا الجهازاالجهزة الكهربية آلما آ

المغناطيسية

التيار المتردد ال يمكن فهمة اال بعد فهم المغناطيسية و هى جزء مكمل للكهرباء انواع المغناطيسيات

آل المغناطيسيات لة خاصية انها تجذب الحديد لو آان حر

غناطيسية خطوط الفيض الم

) شمالى و جنوبى( آل المغناطيسيات لها قطبين

تتحرك من الشمال الى الجنوب ) الفيض ( الخيوط عند وضع ورقة بيضاء موجود عليها برادة حديد بالقرب من مغناطيس تظهر خطوط الفيض

التحرك من الجنوب الى الشمال داخل القضيب المغناطيسى فقط

ن التجاذب بين مغناطيسي تجاذب عند اختالف االقطاب

تنافر عند مواجهة االقطاب المتشابهة القطبية

الكهرومغناطيسية قاعدة اليد اليسرى

عند مرور الكهرباء فى موصل يتولد مجال مغناطيسى هناك عالقة بين اتجاة المجال المغناطيسى و اتجاة التيار

سملف من االسالك يحمل آهرباء يمثل مغناطي

قاعدة اليد اليسرى للملف

اصابع اليد اليسرى تلف على الملف االبهام يدل على اتجاة المجال المغناطيسى او الشمال

الكهرومغناطيسيات

لتمرر خطوط المغناطيسية بسهولة ) من حديد ناعم ( تتكون من ملف ملفوف حول قطب

ممكن التحكم فى القوة و االتجاة من ال. عند مرور التيار فى الملف يتمغنط القلب و الكونتاآتور و الريالى و بوادئ المواتير تستخدم هناك العديد من االجهزة الكهربية مثل المواتير و فواصل الكهرباء

مبدأ الكهرو مغناطيسية

ACمقدمة عن التيار المتردد

دمصدر التيار الكهربى ممكن ان يكون من مصدر تيار ثابت او متردااللكترونات تسير باستمرار فى اتجاة واحد من المصدر خالل الموصل الى الحمل و dcفى مصدر الكهرباء الثابت

تعود مرة اخرى الى المصدر dc الفولت يظل ثابت فى هذة الحالة امثال البطارية و المولد ال

اة المعاآس االلكترونات تسير فى اتجاة واحد ثم فى االتج AC فى التيار المتردد وجب ثم االليكترونات تتحرك من الطرف السالب الى الم. المصدر يعكس شحنة االطراف عدد من المرات فى الثانية

من الموجب الى السالب

AC SIN WAVEموجة الجيب ال

الفولت و التيار يتغيران باستمرار

sineالرسم الموضح لمجة التيار المتردد هى هو االتجاة و القيمة للتيار او الفولت ) الراسى ( هو الزمن و المحور ) المحور االفقى ( حورين هناك م

عندما تكون الموجة اعلى محور الوقت يكون التيار يسير فى اتجاة او االتجاة الموجب و عندما تكون تحت محور الوقت تكون تسير فى التجاة المعاآس او االتجاة السالب

التيار المتردد يعيد هذة الدورة مرات آثيرة فى الثانية ( درجة اى دورة واحدة ٣٦٠دورة آاملة او الموجة تكمل hertz ( HZ) ووحدة قياس عدد الدورات فى الثانية ) الواحدة

single phase & 3 phaseالطور الواحد و الطور الثالثى

لصغيرة مثل فى المنازل و لكن الثالثى االطوار عند االحتياج لكمية الطور الواحد يستخدم فى احتياجات الكهرباء ا قدرة عالية مثل فى االحتياجات الصناعية

درجة آهربية ١٢٠الثالثى االطوار هو عبارة ثالثة دورات مترددة و متداخلة آل واحدة تمثل طور و الفرق بينهم

مولد التيار المتردد المولد االساسى

و ذراع و حلقة منسابة و فرش و مقاومة مجال مغناطيسى يتكون من

المجال المغناطيسى دائما آهرو مغناطيسى الذراع عبارة عن عدد من االسالك الموصلة ملفوفة فى حلقات و تدور خالل المجال المغناطيسى ر عند تحرك الموصل خالل المجال المغناطيسى هناك فولت بتولد فى الموصل بسبب مرور تيا

و هناك حلقة مرتبطة بالذراع و تدور معة و فرش آاربونية موجودة فوق هذة الحلقة لتوصيل التيار من الذراع الى المقاومة

مبدا التشغيل االساسى للمولد

فيكون الفولت الذراع الموصل يكون موازى للمجال المغناطيسى و ال يقطع اى خطوط فيض مغناطيسى ٠عند درجة

٠المتولد

درجة ٩٠الى ٠الذراع يدور من الذراع الموصل يقطع خطوط الفيض المغناطيسى حتى يحدث اعلى قيمة فولت فى االتجاة الموجب

٠و الفولت يقل من اعلى قيمة موجبة الى ١٨٠الى ٩٠من الذراع يدور

ى االتجاة المعاآس حتى يحدث اعلى يقطع خيوط فيض اآثر و لكن ف ٢٧٠الى ١٨٠الذراع يستمر فى الدوران من قيمة سالبة

٠و الفولت التولد يقل من اعلى قيمة سالبة الى ٣٦٠الى ٢٧٠الذراع يستمر فى الدوران من

frequencyالتردد

عدد الدورات التى تتم فى الثانية الواحدة تسمى تردد

hz ٦٠ن التردد دورة فى الثانية معناها ا ٦٠عندما يتكون

اربعة اقطاب لمولد تيار متردد

زيادة االقطاب تزداد عدد الدورات فى اللفة الواحدة عندمولد التيار المتردد يكون دورة للفة الواحدة عند ( فى حالة عدد اربع اقطاب يكون حدث عدد دورتين فى اللفة الواحدة

)المرور بقطبين

الفولت و التيار

تحدث مرتين فى االتجاة الموجب و السالب : لعيا القيمة ا

peak to peak القيمة العليا للعليا

القيمة اللحظية

حسابها

E = V peak ×sin Ө RMS القيمة الفعالة للتيار المتردد

فولت ١٢٠اى اذا آان الفولت فى المتوسط ( لتحويل هذة القيمة التغيرة الى قيمة ثابتة مكافئة ١٦٩.٧* ٠.٧٠٧= القيمة الفعالة

DC تعبر عنها بالتاثير الحرارى المكافئ عند المقارنة بال 1 A RMS= 1 A DC SAME RESISTANCE

inductanceالملفات

ايضا لها ) الملفات ( الذى تم دراستة من قبل هو الفولت و المقاومة و لكنهم ليسوا فقط المؤثرين فى سريان التيار خصائص فى معاوقة التغير فى التيار

المعاوقة تقاوم مرور التيار h hennery ووحدة القياس l الملفات تقاوم التغير فى سريان التيار و يعبر عنها

سريان التيار و قوة المجال

سريان التيار يولد مجال مغناطيسى فى الموصل و قيمة التيار تحدد قوة المجال

ند زيادة التيار تزداد قوة المجال و العكس عاال فى حالة فصل و توصيل ) dc التيار الثابت فى حالة ال ( اى تغير فى التيار يطابق تغير فى المجال المحيط

الدائرة او اذا آان الحمل متغيرفولت متولد ( يولد فولت فى الموصل لذا فالتغير فى المجال المغناطيسى المحيط ac التيار يتغير بصورة ثابتة فى ال

و هذا الفولت يعوق التغير فى التيار و هذا يؤدى الى تاخير التيار فى وصولة للقيمة الثابتة المفترض الوصول ) بنفسة لها

ثحول ان تثبتة لالقل و اذا قل تحاول ان تثبتة للعلى مثل القصور الميكانيكى اذا زاد التيار هذة المعاوقة لف الم

تحدد بعدد اللفات و المسافة بين l هو عبارة عن ملفات من السلك و ممكن ان تكون ملفوفة حول قلب و هى معاوقتة

لب و عدد طبقات اللف و نوعة و شكل الملف امثال الترنسات و المواتير و اللفات و قطر الملف و نوع مادة القل الفالتر

دائرة ملف بسيطة

عادية للمقاومة تغير التيار لحظى فى الدوائر ال

عند استخدام ملف التيار ال يتغير فى نفس الوقتفى هذة الدائرة الحالة االبتدائية ان المفتاح مفتوح لذلك ال يمر تيار عند غلق المفتاح التيار سوف يعلو بسرعة ثم يبدا

ان يقل معدل ارتفاعة عند القرب من القيمة العليا

l/r = الوقت المطلوب للوصول للقيمة العليا ) = τ(اتثابت الوقت للملف

حساب الملفات المتوالية

Lt= L1+L2+L3+L4

=2mh+2mh+ 1mh+ 1mh=6mh

حساب الملفات المتوازية

1/LT=1/L1+1/L2+1/L3 = 7/20

=2.86 MH

المكثفات

هى قدرة الدائرة على تخزين الشحنة الكهربية

مكون من شريحتين موصلتين بينهما طبقة رفيعة من مادة عازلة :المكثف

تحتوى على الكثير من االليكترونات و االخرى ال و ال يمر عند وجود فولت على الشرائح الموصلة فان احد الشرائح التيار فى حالة التيار الثابت

لعلزل قيمة المكثف تعتمد على مساحة الشرائح و المسافة بينهما و نوع مادة ا farad Fوحدة القياس

دائرة مكثف بسيطة

و بعدها يزداد % ٦٣.٢الفولت سيزداد مرة واحدة حتى ، الدائرة مبدئيا المفتاح مفتوح ال فولت يوجد على المكثف ببطء حتى يصل للقيمة العليا

صفراضعاف الوقت الثابتحتى يصل الى ٦دائما عند فصل المفتاح يأخذ

حساب المكثفات الموجودة على التوالى

حساب المكثفات الموجودة على التوازى

المعاوقة المتولدة بسبب الملفات و المكثفات

(Z)المعاوقة فى دوائر التيار المتردد المحسوبة على ملفات و مكثفات ، المقاومة فى دوائر التيار الثابت

XLالمعاوقة المتولدة من الملفات

عند تغير التيار فى دوائر التيار المتردد فان الملفات تعاوق هذ هذا التغير فى التيار بصورة ثابتة التردد، (L)هذه المعاوقة تعتمد على قيمة

عندما يكون التردد منخفض يأخذ التيار وقت اعلى للوصول للقيمة العليا

سرعهعندما يكون التردد عالى التيار يصل للقيمة العليا ب و الفولت يظل ثابت و التيار يصل الى قيمة اعلى فى حالة التردد المنخفض

عالقة التيار و الفولت فى دوائر الملفات

فى دوائر المقاومة و التيار و الفولت يتغيران سويا فى نفس الوقت

درجة ٩٠فى دوائر الملفات فقط التيار يتاخر عن الفولت بـ

المتجهات

هى طريقة للتمثيل الرسمى للقيمة و االتجاة

المعاوقة المتولدة من المكثفات

متوالية R, L , Cدوائر

XL = XC الدائرة مقاومة

المتوازية R, L , Cدوائر

power & power factorالقدرة و معامل القدرة

فى المقاومة تستهلك آحرارة و ال تعود للمصدر و هى القدرة و هى معدل الطاقة المستخدم القدرة المستهلكة )التيار يزداد للقيمة العليا و يعود الكثير من المرات فى الثانية ( فى حالة التيار المتردد

القدرة فى ( ى االتجاة الطاقة المخزنه فى المجال المغناطيسى للملف او المكثف تعود للمصدر عندما يتغير التيار فهى المجموع االتجاهى للقدرة الحقيقة و الغير نشطة) حالة التيار المتردد

PFمعامل القدرة AC هو نسبة القدرة الحقيقة الى القدرة الغير نشطة فى دوائر

اى ان الوائر مقاومة ١= PFعندما تكون اى ان آل القدرة المسحوبة استهلكت فى حرارة

فى دوائر الملفات هذا معناه ان الدائرة رجعت آل القدرة المسحوبة الى المصدر مرة اخرى

المحوالت

هو جهاز آهرومغناطيسى ينقل الكهرباء بالشحن المتبادل

)لتوزيعه( او لخفضه ) لنقلة(المحوالت تستخدم لرفع الضغط .معظم استخدامتها فى نقل الكهرباء و توزيعها

معامل التوصيل

..القيمة العليا تحدث عن انتقال آل الخطوط من الملف االبتدائى الى الثانوى ( تعتمد على التوصيل بين الملفين لزيادة هذا المعامل يستبدل القلب الهوائى بقلب حديد لحصر سريان الخطوط

الفولت و التيار و عدد اللفات

االبتدائى اقل من عدد لفات الملف الثانوى تكون عدد ملفات الملف: محوالت رفع الجهد -١ تكون عدد ملفات الملف االبتدائى اآثر من عدد ملفات الملف الثانوى : محوالت خفض الجهد -٢

حسابات

Np/ns=ep/es=is/ip

معايرة المحوالت

(KVA) الن االحمال ليست مقاومة (KVA) للملف االبتدائى بالمثل للثانوى

فقدان المحوالت

فى الحرارة و القلب و االسالك بعض الفقدان فى القلب يقلل عن طريق تقسيم القلب الى اجزاء

محوالت ثالثية االطوار ١- Deltta

احياناً يكون التيار المسحوب من جميع االطوار متساوى و احيانا ال

٢- STAR

Vline to line >vline to ground

الفصل الثانى المنتجات الكهربية

pumps مضخات ، compressor ضواغط، motors مواتير -١ buswayوصالت طويلة -٢ circuit breakers قواطع الدوائر الكهربية -٣ control component مكونات تحكم -٤ enclosed switches مفاتيح آهرباء -٥ HMI اآينة لوحات اتصال بين االنسان و الم -٦ lighting control تحكم فى االضاءة -٧ load centers مرآز االحمال -٨ metering عدادات -٩ motion control and servo drives متحكم فى السرعات -١٠ motor control center وحدات تحكم فى المواتير -١١ panel board لوحات الكهرباء -١٢ power monitoring system لكهرباء مرابقة انظمة ا -١٣ power suppliesمصادر الكهرباء -١٤ process control centerانظمة التحكم فى العمليات -١٥ plc الوحدات المرآزية فى التحكم المنطقى -١٦ switch board لوحات الكهرباء -١٧ switch gear توزيع الكهرباء -١٨ transformers محوالت -١٩ variable speed control تحكم فى تغير السرعات -٢٠

توليد الطاقة

مصادر توليد الكهرباء

محطة توليد الكهرباء

محول رفع

باءخطوط نقل الكهر

مصانع

محوالت خفض

مساآن و خدمات

اليورانيوم ، الزيوت ، الفحم

التوليد عن طريق الفحم

التوليد عن طريق الماء

مولد الكهرباء

تعمل بنظرية الكهرومغناطيسية

دوران موصل خالل مجال مغناطيسى يتولد فرق جهد على الموصل عند عند دوران الملفات دورة آاملة يتولد موجة آهربية

هرتز ٦٠يكون التردد RPM مرة فى الدقيقة ٣٦٠٠عند دوران الملف

نقل الكهرباء

البد من رفع الجهد و تقليل ( نحتاج لنقها بعد ما تمكن المولد الكهربى من تحويل الطاقة الميكاتيكية الى طاقة آهربية

و عند وصول الطاقة الى المكان ) مقدار فقد الطاقة فى آابالت نقل الكهرباء ( I2 Tلتقليل فقد الطاقة ) التيار ) محوالت خفض ( المراد نحتاج الى تقليل الفولت و رفع التيار

المحوالت

ase 3 phالكهرباء ثالثية االطوار درجة ١٢٠آل طور يبعد عن االخر ب

محوالت ثالثية االطوار

residential applicationsالتطبيقات المدنية مصدر الكهرباء المستخدم

تستخدم فى اغراض االضاءة و التسخين و التبريد و الطهى

مدخل الخدمة

العداد

لحساب الفاتورة يستخدم لتحديد آمية الكهرباء المسحوبة

مرآز االحمال و التوزيع

مرآز االحمال

circuit breakersقواطع الدوائر الكهربية هى طريقة لتوصيل الكهرباء و قطعها و ايضا يستخدم للحماية من زيادة سحب التيار فولت ٢٣٠- ١٢٠امبير و ١٢٥- ١٥وهى متوفرة من

تيار و توصيلة و الحماية من العلو المفاجئ فى التيار هناك ايضا منتج يقوم بقطع ال

ايضا يوجد بعضهم يحس من اخطاء االرضى ووصول الكهرباء فى االرضى و يوضع فى الحمام

وحدات فصل مغطاة

commercial applicationsالتطبيقات االستهالآية المكاتب و الفنادق و المطاعم

busway الوصالت الكهربية

دخول الكهرباء

توزيع الكهرباء الوصالت الكهربية

Switch board لوحات الكهرباء

الكبيرة لوحات الكهرباء المتوسطة

panelboard Load center مراآز

االحمال تفتح من االمام و الجانب

تثبت فى االمام مفاتيح و ايضا اجهزة قياس

……>>>>>6000A 600 V

تثبت على الحائط125 A ….1200 A

120 V…..600 V

تستخدم لالضاءة و االشياء الصغيرة

تثبت على الحائط- تفتح من االمام-- max 240 volt, 255 A

circuit breakersقواطع الكهرباء

15-- 1200 amp

….>>>>> 5000 amp

Fusable 30- >>12000 amp

panel boardمثال ل

switch boardمثال ل

Switch board construction

لقياس التيار و الفولت و الطاقة و معامل القدرة ) rms( لقياس القيمة المطلقة : العدادات

TBS اجهزة حماية زيادة الفولت اثناء التوصيل تثبت على وصالت الكهرباء

رباء مواتير الكه

يستخدم فى االستهالآيات امثال المراوح و المضخات و المصاعد و السيور

motor starterبادئ الماتور يوجد منه متغير السرعاتو متغير االتجاهات

يتكون من آونتاآتور لتوصيل و فصل الماتور عند الطلب و ايضا حامى من زيادة التيار لحماية الملفات و الكابالت هربية الك

industrial applicationالتطبيقات الصناعية

low voltage فولت ١٠٠٠الضغط المنخفض اقل من medium voltage آيلو فولت ١٠٠فولت الى ١٠٠٠الضغط المتوسط

)الموزعين للمصانع ( high voltage آيلو فولت ٢٣٠آيلو فولت الى ١٠٠ الضغط العالى extra high voltage آيلو فولت ٨٠٠آيلو فولت الى ٢٤٠ العالى اوى الضغط

Switch gear الذراعى ( المفتاح العمومى (

يستخدم للتحكم فى التوزيع و حماية المحوالت و المولدات و بنوك المكثفات و المواتير

KV -> 38 KV 16.5 الضغط المتوسط

الضغط النخفض

٦٠٠و ٤٨٠و ٤٠٠و ٢٠٨ت الفول امبير ٥٠٠٠التيار حتى

قواطع الكهرباء المستخدمة

التطبيقات الصناعية

مثل الصناعات المستمرة من صلب و حديد ( عمليات صناعية -١ انتاج االجزاء االليكترونية او المعدات او اجزاء الطائرات ( عمليات صناعية مجزئة -٢ و العربات و الطائرات و الكمبيوترات- الترآيب -٣ صناعات آميائية مستمرة -٤

العمليات المجزئة

plc تستخدم بعض الماآينات التى تعمل بناء على برنامج مخزن فى متحكم

PLC

الدخل

الخرج

مج على حالة الدخل من حساسات بتنفيذ برنامج معين مخزن على الذاآرة الخاصة بة و يعتمد هذا البرنا plc يقوم ال و مفاتيح و بعد التنفيذ يخرج الخرج الخاص بة على وحدات الخرج امثال البادئ للمواتير و لمبات البيان

االتصاالت

بالكمبيوتر و ذلك لمتابعة البرنامج من علية او انزال برنامج علية و ايضا plc من الممكن ايضا ان يتم توصيل ال اخر او وحدة ادخال بيانات او متحكم فى السرعات plc ن ان يتوصل ب من الممك

وحدة الوصل بين االنسان و الماآينة

HMI

يستخدم الدخال بيانات للتحكم فى البرنامج و ايضا لعرض نتائج او حالة الخرج

siemensالمتحكمات من شرآة

s7 200 فى التصبيقات البسيطة

s7 300المتوسطةت فى التصبيقا s7400المعقدة فى التصبيقات

plcاجهزة مد الكهرباء لل

عند ups و ايضا من الممكن ان يكون هناك plc لل vdc 24 يستخدم فى التغلب على تغيرات الكهرباء لمد plcانقطاع الكهرباء تحمى عدم الفصل المفاجئ لل

مثال لماآينة

trolled machine CNC con

ماآيانات امثال المخرطة او الشنفرة و المستخدمة النتاج اجزاء دقيقة

للتحكم عن طريق االرقام cnc و plc تتكون من

Sinumerik ويستخدم لهذة الماآينات التى تتحرك فيها محاور مختلفة فى نفس الوقت و siemens هذا المنتج من شرآة

و مسافات معينة بسرعات معينة

مثال لماآينة المخرطة

Assembly processعمليات الترآيب

المواتير) ٢

تستخدم لنقل الطاقة الكهربية الى صورة حرآة ميكانيكية

لمقاسات و طريقة التثبيت) NEMA(هناك مواصفات عالمية لصناعة المواتير

التحكم فى المواتير

الجهد عند البداية خفض

للمواتير مرة فجائية فان الزيادة قد تنتج عن صدمات من الممكن ان تحرق الملفات او الكابالت و عند بداية التشغيل ايضا صدمات ميكانيكية لذلك يتم خفض الجهد تدريجيا عند بدأ التشغيل حتى يصل الى الحد المناسب بانسيابية

SOFT STARTERو هناك اجهزة لذلك مثل

فى سرعات المواتير (DRIVES)متحكمات

AC : للتحكم فى سرعة المواتير و ايضا العزم المطلوب و ايضا الفولت DC : يوجد ايضا متحكمات فى سرعة المواتير الـDC ..............Simorig

يستخدم فى التحكم فى الماآينة

LAN و متحكمات السرعات و ذلك لتسهيل الحسابات PLCتصالت بين الكمبيوتر و الـ هى الشبكات المستخدمة لال

امثال الصناعات الكيمائية: مجزئةعمليات

عمليات مستمرة

عمليات التحكم المغلق

ة دائماً و بدون حيودلزيادة التحكم فى العمليات يستخدم هذا النظام للتأآد من أن العملية تتم بالصورة المطلوب

و قد تكون العملية يستخدم فيها ماتور و الذى يشعر بحرآته او مكانه هو جهاز ينقل القراءة للمقاومة مع القيمة المطلوبه و يحسب الفرق الرساله لجهاز التحكم العادة ادخال القيمة المالئمة لعدم الحيود و الحقاً سوف يتم التحدث

ا النظام باستفاضة عن اجزاء هذ

الفصل الثالث المواتير

و تستخدم فى العديد من التطبيقات مثل المضخات و ) حرآة ( تستخدم فى تحويل الطاقة الكهربية الى طاقة ميكانيكية ....................المراوح او تستخدم فى بعض الحرآات او السيور

NEMA عالمى للمنتجات الكهربية يستخدم فى امريكا الشمالية هو نظام

IEC

نظام عالمى ايضا يستخدم لتحديد المقايس للمنتجات الكهربية

قبل بدا الحديث عن المواتير البد التحدث عن الحرآة و القوانين الخاضعة لها

او جاذبية او اى صورة طبيعية هى دفع او شد و من الممكن ان يكون سببها قوة آهرومغناطيسية: القوة -١ القوة المحصلة -٢

هى مجموع القوى

امثلة

torque العزم -٣ هى القوة الملتوية او قوة الدوران التى تسبب دوران الجسم

) الدوران بين القوة و مرآز ( المسافة ×القوة = مثال اذا اثرت قوة على ذراع مثبت فانها تجعلة يدور و العزم

T=F×R

inertia عزم القصور -٤

الجسم يظل فى حالتة اذا لم تؤثر علية اى قوة خارجية

اذا اثرت قوة على جسم ساآن فانها تحرآة الى مسافة حتى توقفة قوة اخرى

friction االحتكاك -٥ هناك قوة مستمرة لتعمل على استمرار الحرآة هذة القوة تنزع الطاقة من االجزاء الميكانيكية لذلك البد ان تكون

الماتور يحتاج قوة مبدائية للتغلب على القصور بعدها الستمرار الحرآة نحتاج قوة للتغلب على

االحتكاك بين الماتور والبلى -١ الفقد فى الطاقة الحرارية و لفات الماتور -٢ االحتكاك بين السير و عجل الدوران -٣

speed السرعة -٦ ) نسبة المسافة الى الوقت هى السرعة ( جسم يتحرك مسافة معينة فى وقت معين

الوقت /المسافة = السرعة

سرعة االجزاء الدورانية -٧

مثل اطار السيارة او عامود الماتور و هى عبارة عن الوقت الذى تاخذة نقطة على الجزء الدائر لعمل دورة آاملة للدقيقة دورة RPM ووحدة قياسها

accelerationالعجلة -٧ التى تجعلة يعجل من سرعتة ) اى عند تغير القوة المؤثرة ( عند تغير السرعة

هناك ايضا تغير من السرعة العالية الى الصغيرة و ايضا هى تؤثر على االجسام الدائرة

energyالطاقة -٨

طالما فى قوة تسبب حرآة اذن هناك شغل المسافة ×القوة = شغل ال

W= F ×D powerالقدرة -٩

w/T =معدل عمل الشغل القدرة بالحصان

الطاقة الكهربية

E×I = P ( watt )= القدرة التيار ×الفولت =

ACالقدرة فى الدوائر الكهربية المترددة

رة ترجع الى المصدر و هى المخزنة فى تلك الملفات و المكثفات فى هذة الدوائر توجد الملفات و المكثفات و توجد قد

VAR و هذا يحدث عند تغير القطبية للتيار و هذة الطاقة تقاس ب

يكون افضل ١نسبة القدرة الحقيقية الى الكلية هى معامل القدرة و آلما اقترب الى

Watt/EI= PF=COSӨ الحصان نسبة تحويل القدرة بالكيلو وات و

KW=3/4 HP HP=1.341 KW

ACترآيب الماتور ال

3PHASE فى هذا المثال سوف نعرض ماتور يوصل على غير متزامن asynchronous induction و

مختلفة عن سرعة المجال المغناطيسى المتحرك و يتكون من ثالث اجزاء اساسية rotorيكون فية سرعة ال ١- stator ٢- rotor ٣- enclosure ١- stator هو الجزء الثابت فى الماتور و statorهم دوائر آهربية تكون الكهرومغناطيسية و ال rotor و ال stator ال

يتكون من مئات الشرائح الرقيقة

statorلف ملفات ال مفرغة و الملفات المكونة من اسالك معزولة توضع بداخلها هذة الشرائح تجمع مع بعضها لتكون اسطوانة

آل مجموعة من الملفات مع القلب المعدنى المحيط لها تكون قطب آهرومغناطيسى و هذا هو مبدأ حرآة الماتور و توصل هذة الملفات بالمصدر الكهربى

Rotor squirrel cage هو الجزء المتحرك فى الماتور و معظمهم

يتكون من صفائح معدنية رقيقة و بداخلها اعمدة موصلة حول المحيط هذة الصفائح تتجمع مع بعضها و بداخلها الومونبوم ليكون الجزء الموصل الذى يكون الجزء الكهرومغناطيسى و هذا

فت معدنى الذى يدور الموصل موصل آهربيا و ميكانيكيا بالحلقة النهائية من آال الناحييتين و آالهما مثبت على شا

enclosureالجزء الخارجى

يتكون من االطار الخارجى و مكان تثبيت البيل

مثبت داخل االطار statorال ) ال يوجد اتصال بينهم ( مع وجود فراغ هوائى صغير stator يثبت داخل ال rotor ال

مروحة لتبريد shaft و تجعلة يتحرك ايضا و يثبت على ال rotor shaft تثبت ال ) ball bearing ( البيل الماتور

رآيف يدور الماتو

المغناطيسية

) لو آانت حرة الحرآة ( آل المغناطيسيات لها خاصية مهمة و هى جذب االجزاء الحديدية و التقاطها مثل الحديد

خطوط الفيض المغناطيسى

لتى تجذب الحديد هى خطوط الفيض التى تكون المجال المغناطيسى المحيط القوة الغير مرئية االمغناطيس يمتلك قطبين شمالى و جنوبى و الخطوط تتحرك من الشمال الى الجنوب و هى غير مرئية و من الممكن

رؤيتها باحضار ورقة بيضاء و احضار برادة حديد و سيتكون الشكل التالى

تتنافر و المختلفة تتجاذباالقطاب المتشابهة

الكهرومغناطيسية

عند مرور تيار آهربى فى موصل يتولد مجال مغناطيسى حوله و يتكون من خطوط فيض مغناطيسى ايضا مثل المغناطيس الحقيقى و يزداد بزيادة التيار الذى يمر فى الموصل

قاعدة اليد اليسرى

اة المجال المغناطيسى هناك عالقة بين اتجاة التيار و اتج

الكهرومغناطيس

يتكون من ملفات من موصل و موصل مصدر آهربى لها

عندما يكون القلب حديدى يمر خاللة خطوط الفيض المغناطيسى و ايضا تزداد قوتة

و ايضا من الممكن زيادة شدة المجال بزيادة عدد اللفات

تغير القطبية

ر تتغير القطبية و سوف يتغير بنفس تغير التردد للمصدر الكهربى عند تغير اتجاة التيا

الفولت المتولد

فى المثال induction عندما يتحرك جزء موصل داخل مجال مغناطيسى يتكون علية فولت و هذا مبدا المواتير المبين

يوصل ملفين االول بمصدر آهربى و الثانى بعداد و ال يوجد بينهم اتصال فى الحالة االولى

اليوجد تيار او فولت موصل فى الملف السفلى و ايضا ال توجد قراءة فى العلوى فى الحالة الثانية

الفولت و التيار يزداد فى الملف السفلى فيتكون مجال مغناطيسى فى الملف السفلى و خطوطة تقطع الكهرومغناطيس العلوى و يتكون علية فولت

فى الحالة الثالثة التيار و الفولت يصل القيمى العليا

و يتغير التيار من االعلى لالسفل حسب المصدر المتردد و بهذا الحدث عند التغير يتكون تيار يسير فى الملف العلوى بسبب قطع خطوط الفيض المغناطيسى للملف السفلى الملف العلوى مما يسبب مجال مغناطيسى خاص بة

ر تكوين مجال مغناطيسى دائ

stator ترتيب مافات ال

لفات ٦ لكل طور من الثالث اطوار ٢

الملفات تلف على القلب المغناطيسى و هى تعتبر لفات الماتور و هى ترتب على اساس عند مرور تيار يكون احداهما قطب شمالى و االخر جنوبى

تيار جنوبى و العكس عند عكس ال A2 شمالى يكون A1 مثال لو آان

A,B,C درجة ١٢٠يبعدان عن بعضهم

٢عدد االقطاب يحدد بكم عدد مرات ظهور الملفات للطور الواحد فى هذا المثال

عند وجود مصدر تيار متردد التيار يمر فى الملف و المجال المتولد يتكون يعتمد على اتجاة التيار

١-

٢-

السائر يتغير اتجاه المجال المغناطيسى و يتولد مجال مغناطيسى دائر و بذلك عند تغير اتجاة التيار

السرعة المتزامنة Synchronous speed

السرعة تقل بزيادة عدد االقطاب

rotorحرآة الـ

يتفاعل المغناطيس الموجود بالداخل له مغناطيسة تجعلة . عند تولد المجال المغناطيسى المتحرك بعد توصيل الكهرباء

القطب الشمالى للمجال المغناطيسى المتحرك يجذب القطب الجنوبى للمغناطيس و القطب ( مع المجال المتولد )الجنوبى للمجال المغناطيسى المتحرك يجذب القطب الشمالى للمغناطيس

و عند دوران المجال المغناطيسى يجذب المغناطيس معه ليدور ايضا و هذا النظام يستخدم فى حاالت ) (permanent magnet synch motor

و يتولد بذلك فولت فى الموصل و يؤدى الن يسير rotorعند تولد مجال مغناطيسى يقطع الجزء الموصل فى الـ ) ٢

تيار فى هذا الموصل و حول الحلقة التى فى النهاية و بسبب هذا التيار مجال مغناطيسى حول آل موصل و عند تغير بعد ان اصبح مغناطيس rotorيتغير ايضا المجال المتولد على الـ statorالقطبين للمجال المغناطيسى المتولد فى الـ

ايضا

عند دوران sيكون على احد االسنان rotorالمجال المغناطيسى المتولد فى ال A1 (N)فى لحظة عندما يكون rotorالمجال المغناطيسى يدور ال

lipsالفرق

و هذا الفرق ضرورى لتكوين عزم rotorهناك فرق فى السرعة بين سرعة المجال المغناطيسى الدائر و حرآة ال و انخفاضة يقلل الفرق) زيادته تسبب زيادة الفرق ( يتغير هذا الفرق على الحمل ايضا

مثال

Wound rotor motor

موصلة بفرش آربون و ايضا الى مقاومات ) ملفات (من البار الموصل يكون بدال rotorفى انواع اخرى من ال متغيرة

rotorعند تولد مجال مغناطيسى يسبب فولت فى ال زيادة المقاومة المتغيرة يقل التيار و تقل السرعة و العكس

Synchronous motors

فى البداية يبدا مثل ال ( خارجى dcت باالضافة الى البارات الموصلة يضاف اليها ملفات و يوصال بمصدر فول

squirrel cage القفص الدائرى عند الوصول الى السرعة القصوى ليجعل المجال المغناطيسى متزامن مع االخرى و يدور dcو بعدها يمد مصدر بنفس سرعة المجال المغناطيسى rotorفى هذه الحالة ال

مواصفات المواتير

ليها االسم الموجود ع -١

الفولت و التيار -٢

٣- Rpm

السرعة عند القدرة او الفولت و التردد فى حالة الحمل الكامل

١٨٠٠= NSالسرعة المتزامتنه

1.9% (slip)و لكن عند توصيل الحمل الكامل يكون هناك فرق ١٧٦٥عندما يكون الحمل الموصل غير آامل ممكن ان تزداد السرعه عن

service factorلخدمة او عامل ا -٤

على المواصفات و لكن % ١٥يعمل زيادة ) 1.15(يعمل على المواصفات المبينة عليه و عند ) ١(اى انه عند عندج االستمرار بالعمل بهذه القيمة يقلل للعمر االفتراضى له

(class insulation )طبقة العزل -٥

A, B ,FHطبقا للمواصفات العالمية

ميم الماتور تص-٥

طبقا لممواصفات العالمية

efficiencyالفاعلية -٦

تحويل القدرة الميكانيكية الى آهربية

الفصل الرابع NEMAمواصفات المواتير حسب النظام العالمى

ة و تصمم المواتير طبقا لخصائص و عالقة السرعة مع العزم حتى تالئم خصائص السرعة و العزم لالحمال المختلف

NEMA A,B,C,D هناك انظمة متعددة A نادر االستخدام ،B االآثر انتشارا ،C,D لتطبيقات مخصصة

الماتور البد ان يكون قادرا على انشاء عزم للبداية و العجلة و تشغيل الحمل فى الظروف المالئمة

HP = T×RPM/5250

T= HP×5250/RPM و العزم الرسم البيانى لعالقة السرعة

starting torqueعزم البداية -١

ثابت ال يتحرك rotor او العزم الذى يكون عندة ال

وقت بسيط ال يتحرك فية و rotorياخذ ال stator اى عند توصيل الفولت و التردد المناسب لملفات ال من عزم الحمل الكامل % ١٥٠يعطى فية

accelerating & breakdown torqueالتعجيل و عزم االنكسار -٢

حتى يصل لنقطة ) يبدا العزم يقل مع زيادة السرعة ( فى الدوران و التعجيل rotor بعد ذلك يبدا ال

B و بعدها مع زيادة السرعة يزداد العزم حتى يصل الى اعالة اعلى قيمة C اآثر من ( للماتور ممكن ان يعطيها زيادة للحمل على الماتور مم يسبب عرقلتة عن الحرآة و يسبب وقوفة هذة القيمة يكون

) full load torque( عزم الحمل الكامل -٣

١٠٠بعد نقطة العزم االعلى يبدا العزم يقل مع زيادة السرعة حتى يصل الى عزم الحمل الكامل عند سرعة اقل من من السرعة المتزامنة %

السرعة عند ( للتردد و الفولت و الحمل ) rated( يحدث عندما يكون الماتور عند القيم المحددة هذا العزم هو الذى الحتياجات مثل ) NEMA B ( تستخدم هذة المواتير slip الحمل الكامل تكون السرعة المخالفة للعليا بسبب ال

السيور و المراوح و المضخات

تيار البداية و تيار الحمل الكامل

من تيار الحمل الكامل % 650-600 ال يتحرك يكون rotor تيار البداية عندما يكون ال

اى التيار الذى يكون عندة الحمل موصل و السرعة هى العليا و الفولت و التردد االعتيادى

NEMA A motors ة عالى مما يكون علية ضرورى و ايضا يكون تيار البداي NEMA A عند االحتياجات الخاصة يكون هناك

استخدام اجهزة حماية عند البداية

NEMA C motors تستخدم فى تطبيقات التى تكون البداية فيها صعبة مثل السيور الثقيلة و % ( ٢٢٥لهذة المواتير حوالى بداية العزم

- HP 5 مضخات الكبس و الضواغط و يتخدم لمواتير السرعة الواحدة 200 HP

NEMA D motors تستخدم فى البدايات الصعبة جدا مثل اوناش الرفع و مضخات الزيت % ٢٨٠عزم البداية

تغير السرعة و تنعيم و تقليل البداية

ضرورية لحد التيار العالى عند البداية

derating factorsالعوامل المتغيرة د ان تدرس بعناية العوامل التى تؤثر على اداء المواتير الب

تغير الفولت -١

من % 20 فسوف يعطى الماتور عزم اقل ب rated اقل من الفولت ال % ١٠ عند تغير الفولت على سبيل المثال عزم البداية فمن الممكن ان ال يستطيع الماتور تدوير الحمل او اعطاء السرعة المعتادة

او مثال سير يتحرك حرآة . قد يسبب آسر للحمل الموصل او تلفة % ٢٠ يزيد عزم البداية ب % ١٠و ايضا زيادة مفاجئة لالمام و ايضا تغير الفولت سيؤثر فى تيار البداية و تيار الحمل الكامل و زيادة فى درجة الحرارة

التردد -٢

يغير فى خصائص و عالقة السرعة و العزم التغير فى التردد

altitude) ى المستو( التثبيت -٣ الهواء اقل فى المستوى االعلى و الحرارة ال تفرغ بسرعة ( قدم ٣٣٠٠المواتير تصمم على تثبيت اقل من

motors & drivesالمواتير و المتحكم فيها

ير العزم و بعض التطبيقات تحتاج لتغير السرعة و لذلك من الممكن تغير التردد المعطى للماتور و علية سوف يتغ التيار

الفولت مع التردد

v/f تصمم المواتير و هناك

و تيار المغنطة و العزم آلهم يعتمدان على هذة النسبة ,Ф الفيض

سوف تزيد السرعة و الفيض يقل و سوف تقلل عزم الماتور ( زيادة التردد مع عدم زيادة الفولت

Фيتاثر العزم بالفيض

W Iو ايضا يتاثر بالتيار المسحوب بسبب الحمل المتوصل

T ά Ф, I W

و آل هذة القلة سوف stator سوف يقل و سوف يقلل من التيار فى ملفات ال و ايضا تيار المغنطة تؤثر على قدرة الماتور على تحمل الحمل

العزم الثابت

و هذا هو المدى الذى hz ٦٠حتى التردد المعتاد ٠تستطيع ان تقود الماتور بفيض بداية من drives بعد ال

يكون فية العزم ثابت العزم ثابت --- ثابتة يكونا الفيض ثابت v/f طالما

محافظة على الفيض ثابت و بالتالى العزم تغير التردد لتغير السرعة و ايضا بالنسبة لها الفولت و ذلك لل drives ال

v 230 و الفولت hz 30 لتشغيل الماتور على سرعتة المتوسطة يكون التردد القدرة الثابتة

بعض التطبيقات تحتاج لماتور يعمل بسرعات اعلى و سيكون فى هذة الحالة العزم اقل V 460 و لكن الفولت ال يمكن ان يزيد عن

تظل القدرة ثابتة و تزداد السرعة و يقل العزم اذن

تقليل الفولت و تردد البداية

NEMA B

من العزم للحمل الكامل % ١٥٠ من التيار للحمل الكامل % ٦٠٠

يبدا عند تردد اقل و فولت اقل و بعدها يزداد driveال

عزم الحمل الكامل عند اى سرعة حتى السرعة الموجودة من % ١٥٠من الممكن ان تعطى drives باستخدام ال عند الفولت الكامل

من العزم عند % ٢٠٠احيانا بعض التطبيقات تحتاج لعزم فى البداية اعلى و عندما يكون الماتور يستطيع اعطاء ) تيار % ٢٠٠اي اعطاء ( قادر على ذلك drive من التيار و ايضا يكون ال % ٢٠٠

يعطى تيار drive دقيقة و عند طلب المزيد يفضل ان يكون ال ١عزم لمدة % ١٥٠قادر على اعطاء driveال .اعلى العطاء عزم اآبر للماتور

اختيار الماتور

تقل و ال يكون v/f تعمل على تردد اعلى من الماتور الموجود و لكن عند التردد العالى drive دائما ال و ايضا فى السرعات االقل و الحمل الموصل آامل يكون التبريد غير آافى % ١٠٠ر على الزيادة عن العزم قاد

مشاآل البد التغلب عليها spikes و زيادة الفولت لحظيا harmonic ال

فالتر لتقليل الزيادة فى الحرارة drives يوجد فى بعض ال

اختيار الماتور

السرعة المطلوبة -١ وع الحمل و عزمةن -٢ درجة الحرارة القصوى -٣

و الماتور مهمة drives المسافة بين ال

آل آابالت المواتير بينها و بين بعض و االرضى قيمة مكثف و آل ما ازداد الطول زادت القيمة للكثافة لذلك تزداد

و البد الحرص من ذلك spikesال

harmonics و ال spikes مل هذة ال لتح 1.15 يفضل ان يكون معامل الخدمة مطابقة الماتور مع الحمل

مقارنة الحمل الذى يتحملة الماتور و الحمل الموصل

حساب عزم الحمل

على سبيل المثال توصيل دائرة معدنية حول الذراع الموجود على الحمل الذى سوف يدور بواسطة الماتور ثم ربط

ندما تبدأ فى الدوران تحسب القوة وقتها حبل علية لشدة و ع

F×R= لحساب العزم F القوة R نصف القطر من مرآز الذراع

مضخات قوة الطرد المرآزية Centrifugal pump من الحمل الكامل لكى تبدأ و عند زيادة السرعة تصل للحمل الكامل % ٢٠المضخة تحتاج فقط

زم الماتور اعلى من عزم الحمل البد دائما ان يكون ع NEMA B 200 HP و ليكن

بهذة الصورة يكون الماتور قادر بسهولة على تشغيل الحمل

مثال اخر لحمل

Screw down actuator

لنفس قدرة الحمل Nema B من الحمل الكامل و عند استخدام % 200يكون عزم البداية تشغيلة داية للحمل اآبر من عزم بداية الماتور لذلك ال يستطيع الماتور تشغيل الحمل يكون عزم الب

NEMA D بقدرة اعلى او استخدام NEMA B الحلول قد تكون استخدام

الماتور المستخدم للحمل البد ان يكون يستطيع بدا الحرآة و يعجل السرعة و يشغل الحمل

طيع ذلك فسوف يقف و يكون حمل زائد علية و يتم فصلة عن مصدر الكهرباء عن فى اى وقت اذا آان الماتور ال يست

طريق اجهزة الحماية

Enclosure الغطاء الخارجى

ماتور بفتحات تهوية

ماتور مغلق تماما

ماتور مغلق و بداخلة مروحة

ماتور ضد االنفجار لالماآن التى تكون ظروفها صعبة لاللياف واد الكيميائية و االتربةوالم

ضد االنفجارات للغازات

Mounting التثبيت

المقاسات

NEMA بالنسبة للنظام العالمى

IEC بالنسبة للنظام العالمى

اوضاع التثبيت

الفصل الخامس

DRIVESالمتحكم فى الماتور

على المتحكمات من شرآة سيمنز االلمانية و البداية سوف تكون مراجعة للمنهج السابق الخاص هذا الفصل مرآز

بالمواتير السترجاع بعض المعلومات عن HPالقدرة بالحصان ، القدرة ، الشغل ، االحتكاك ، قوانين عزم القصور ، العجلة ، السرعة ، العزم ، القوة -١مثل التوصيل و السرعة و معامل name plateلمعطيات على الشريحة المعدنية مراجعة ا، ترآيب الماتور -٢

و الكفاءة nema a b c d الخدمة و نوع العزل و المقياس توليد مجال مغناطيسى دائر -٣

التردد / المجال المغناطيسى المتولد يتناسب مع الفولت

) سرعة المجال المغناطيسى( السرعة المتزامنة

rotorالقوة الدافعة الكهربية المتولدة على ال ( الفولت المتولد

K ثابت يعتمد على تصميم الماتور

و العالقة بين السرعة و العزم nemaمواصفات -٣

مكونات الماتور

تغير التردد و الفولت يؤثر على تيار الماتور و عزمة و سرعتة

VS الفولت المتولد على اطراف الstator يحدث بعدها نقص فى الفولت . من مصدر التيار المتردد )voltage drop ( و يتكون E و هو الفولت المسئول عن توليد العزم و الفيض المغناطيسى

Imتيار المغنطة

من التيار % ٣٠و هذا التيار تقريبا rotor مع دائرة ال هو المسئول عن توليد خطوط الفيض التى تقوم بالربط

المسحوب للماتور و هو مثل الفيض يتناسب مع آل من الفولت و التردد

Iw) المسحوب مع الحمل( تيار العمل

قيمة التيار و يسبب العزم و هو يعتمد على الحمل و زيادة الحمل تسبب زيادة فى rotor هو الذى يمر فى دائرة ال

stator Isتيار ال stator ممكن قياسة من على خطوط ادخال الكهرباء و هو الذى يمر فى ال

s Iالتيار المسحوب فى الحمل العادى و الذى يكتب على الماتور هو هذا التيار

Im ثابت ال يتغير Iw يتغير مع الحمل

الفراغ الهوائى بين الStator

الذى rotor و ال Фيتكون فية الفيض

مصدر الكهرباء الطراف ال stator

statorتيار ال

LS للstator مقاومة ال statorr

مقاومة ال rotor

م العز مع تيار المتولد

الفولت المولد فى الهواء

المغنطة lm معاوقة

IMتيار المغنطة

LRال rotorملفات

V/Fالفولت و التردد

ثابتة و يتغيران مع بعض v/f م يظل ثابت ما دامت العز -

التيار للحمل الكامل % ٦٠٠عند توليد فولت تيار آامل يسحب تيار -

t= Ф 2فقط% ١٥٠لها قدرة على توليد عزم البدا آامل و مع تيار driveال

% ٢٠٠يعطى driveتيار و ال % ٢٠٠عزم عند % ٢٠٠لو آان الماتور % ٢٠٠احيانا بعض االحمال تحتاج

تيار و لكن التيار اآبر من تيار الماتور % ١٥٠ drive تيار او يكون ال

Field weakening المجال الضعيف

التردد يزيد و لكن الفولت يظل ثابت ، المواتير التى تعمل فوق التردد العادى تكون فى هذة المنطقة

الماتور قادر على اعطاء هذا العزم فى اى سرعة و لكن اآثر من السرعة ، العزم ثابت ( ادية اقل من السرعة الع العادية او اعلى من التردد العادى يكون الماتور غير قادر على اعطاء العزم الكامل

و هناك معامل لهذة المنطقة

هرتز ٩٠امل عند من العزم الك% ٤٤هرتز يعطى فقط ٦٠على سبيل المثال ماتور

اختيار الماتور

دائما لها قدرة اآثر من الماتور و تستطيع العمل على تردادات اعلى و ايضا تردادات اقل و لكن الماتور driveال يكون فى هذة الحالة محتاج تبريد احسن

من العزم % ٣٧لحصول على هرتز من الممكن ا ١٢٠من الممكن اعطاء قيم اعلى من العزم لكن لحظيا اى عند الكامل لكن لحظيا

% ٢٥الماتور من الممكن ان يظل عزمة ثابت فى جميع التردادات عند من العزم العادى بكفاءة و من الممكن الحصول على اآثر من ذلك % ١٠٠الماتور يظل حتى التردد العالى يعمل ب

يستطيع اعطاء تيار اعلى drive اذا آان ال % ١٥٠

AC DRIVESمبادئ ال siemens المصنعة بواسطة

Siemens motor inverter Simovert

تتسلم الفولت و التردد العادى و تحولهم الى الفولت و التردد المطلوب driveال

inverters انواع ال VVI variable voltage inverter- اعطاء فولت متغير

- current source inverter CSI محول لمصدر التيار - PWI و تغير عرض االشارة )pulse width modulation (

بالتردد و الفولت المطلوب AC ثم بعض ذلك تحولة الى DCالى AC آل المحوالت تحول الفولت ال

VVI

٦٠٠الى ٠و هو يتحكم فى قيمة الخرج من DCلمتردد الى فولت جهاز لتحويل المصدر ا SCRيستخدم

VDC و يستخدم الملف L1 و المكثف C1 لتنعيم ال DC و اما عن جزء المحول الinverter , thyristor bipolar transistor , MOSFETاجهزة مفاتيح و يستخدم فيها عدة اجهزة امثال ال ٦يتكون من IGBT , و يستخدم متحكم microprocessor لتشغيل ثلث االجهزة للحصول على فولت و تردد معين

بالرغم من ان الماتور يفضل . درجة ليكمل دورة آاملة ٦٠×٦النة ياخذ six-step هذا النوع من التشغيل يسمى

sin الموجة ال و هى مالحظة اآثر فى السرعات switchingمرة يعمل بهذة ال عيب هذا النوع النبضات التى تحدث عند آل

) sinالموجات المربعة تزيد من حرارة الماتور اآثر من الموجات ال ( البطيئة

CSI مصدر تيار متغير

رج لتخريج الخ SCR يستخدم inverter متغير و ايضا ال ال DC لتوليد مصدر فولت SCRيستخدم ايضا

drive للماتور و هذا يتحكم فى التيار المعطى للماتور و لذلك يرعى ان يكون الماتور مكافئ لل و ايضا يحدث علو لحظى للتيار اثناء العمل و التقطيع و تالحظ اآثر فى السرعات البطيئة

pulse width modulationالتحكم فى عرض الموجة للتحكم فى التردد و الفولت و هى sin تعطى تيار اآثر موجية siemens drives و هذة هى المستخدمة فى

المستخدمة drivesاحسن ال

DC (Converter)إلى ACالمحول من

VDCبالتنعيم و القيمة لل L1,C1و يقوم DCإلى ACفاز ٣تحول Diodesقناطر من الديود ٦يتكون من ACل فولت ا 1.5=

480VACللـ VDC 650و هى تقريبا

INVERTERو ال INVERTERوحدة التحكم فى ال

تشغيل و غلق للحصول على قيمة فولت و التردد المطلوب ON, OFFيعملون IGBTال

IGBT هو احد انواع الترانزيستور التى تقوم بعملية التقطيعON , OFF ت فى بسرعة تقوم بذلك آالف المرا الثانية

نانو ثانية ٥٠٠نانو ثانية ووضع الغلق فى ٤٠٠فى ONو هو يتحول الى وضع التشغيل

OFFلوضع IGBTيتحول الى GATEمن على ال VDC 15عند نزع ال لضمان منع التشغيل 15VDC-على وضع GATEو ايضا يترك ال

ACآيفية استخدام اجهزة التقطيع للحصول على

+يكون موجب A, Bالفولت بين -A+ ،Bهذا المثال عند غلق فى

Zeroالفرق يكون +A+,Bو عند المرحلة الثالثة يكون الخرج سالب +A- , Bالمرحلة الرابعة

لالجهزةON ,OFFو قيمة التردد تعتمد على سرعة عمل CONVERTERقيمة الفولت تعتمد على خرج ال

PWMخرج

التوصيل لفترات طويلة يستطيع الماتور اخذ تيار اعلى للوصول الى القيمة العليا و عند ال IGBTعند السماح لل

IGBT يعمل لفترات قصيرة ال يستطيع الماتور الحصول للقيمة العليا للتيار و للحصول علىsin wave فى الجزء DCالسالب يستخدم الجزء السالب من الفولت لل

PWMالتيار ، الفولت

تقل عملية النبضات فى العزم و السرعات البطيئة و الفقد يكون اقل SINمن موجة ال قربااآثر يكون الخرج عندما

الكترونيا DRIVEالفولت و التردد يتم التحكم فيهم عن طريق ال DC 650الفولت ال

يستخدم فولت قليل و يكون عند التردد المنخفض ، للحصول منهم على فولت و تردد مختلف PWMيتم استخدام تولد التيار اقل و عندما يكون التردد عالى و الفولت المستخدم على الجهاز يعمل لفترات اطول و الفولت يزداد و

التيار فى الماتور

SIEMENSالمستخدمة فى ال DRIVESال

ENCLOSURE الغالف الخارجى

(NEMA)يصمم طبقا النظمة عالمية

nema 1من االتربة المتساقطة حماية ) nema 4(حماية من االتربة و االمطار و الثلوج

(nema 4X)حماية من الصدأ و االمطار )( nema 12حماية من الكيماويات و آل ما سبق

درجة الحرارة

° ٥٠- ٠و ° ٤٠-٠مصممة عند درجة حرارة

التثبيت

٣٣٠٠ feet

المسافة الى الماتور

ما بين الكابالت و الكابل و االرضى مكثفكابالت لها قيمة آل ال فى الكابل المشحونعند الماتور بسبب التيار SPIKESعند زيادة الطول تزداد هذه القيمة و تحدث

و الماتور DRIVEالكابل الطويل يقل من عمر ال Shieldلل 25MTللكابل العادى و MICRO, MINI , (50MT)فى القصوى المسافة

الفولت المصدر و التردد

DRIVESو هناك جداول لل 3HZ >>6 ----47التردد

الفولت الذى يخرج و التردد الفولت المصدر ----- 0الفولت HZ 650 ------ 0التردد

SIEMENSل MICRO ،MINIشرح ال

Parameters

ثانية 650-0و هو قيمة من P202 rampسبيل المثال وقت هى المتغيرات التى تعطى لها قيمة ثابتة على هذا الوقت للوصول الى السرعه الكاملة driveثوانى على سبيل المثال يحتاج ال ١٠عند اختيار

ثم يتم التنقل بينهم و التغيير pبالضغط على مفتاح driveمثبت على Opيتم التحكم فى هذه القيمة عن طريق ال

فيهم

عن العمل و يعطى آود للعطل على الشاشة driveحالة حدوث عطل يتوقف ال فى

RAMPوظيفة ال )١

هى تغير التردد و الفولت للماتور بطريقة ناعمة و تصاعدية

٢( AIN (analog input)

الختيار السرعه المطلوبة % 0--------100تستخدم الدخال من

٣- digital input ( DI )

دم للبدا و ايقاف التشغيل مثال تستخ و ايضا الختيار اتجاة الدوران و اختيار السرعات المضبوطة و اخرى

parametersو يتم برمجة هذة االطراف من داخل ال

٤- thermistor

لفصل الماتور عند زيادة درجة الحرارة

٥- analog output

تيار المسحوب او العزم لعرض التردد او قيمة الفولت او ال

٦- output relay

يعمل او هناك عطل و بعض االختيارات التى من الممكن برمجتها من على ال driveعرض مثال ان ال parameter

٧- serial interface للتحكم فية للتوصيل من الكمبيوتر او ال

٨- current limit ثوان ٣من التيار لمدة % ٢٠٠من الممكن اعطاء تقوية السرعة البطيئة -٩

عند احتياج عزم عالى فى البداية

انواع التحكم

تحكم خطى للفولت و التردد -١ quadrantتحكم قوازى -٢

FCCتحكم فى الفيض و التيار -٣ تحكم فى المتجهات -٤

V/Fالتحكم الخطى -١

quadrantالتحكم القوازى -٢ لبات العزم المختلفة و سوف نتكلم علية بالتفصيل فيما بعد لمتط

FCCتحكم فى فيض التيار -٣

micro master, miniموجود فى ال و االخر يكون ) الغير حقيقى يكون المجال المغناطيسى ( مكون من التيار الحقيقى و غير الحقيقى stator تيار ال بحساب الفيض و تثبيتة drive و الموجودة على الماتور يقوم ال drive لل عن طريق البيانات المدخلة( الشغل

الماتور مع الحمل و لهذا يظل التحكم فى السرعة هو االحسن driveوبهذا التحكم يقوم ال

Sensorless vector control dcالمواتير ال بطريقة رياضية معقدة للحصول على آفاءة مثل AC التحكم فى المواتير

)و السرعة اعتمادا على البيانات الموجودة على الماتور ( التحكم فى الفيض و العزم - ١٥٠التحكم جيد فى السرعات البطيئة و الحصول على عزم عالى فيها و ايضا امكانية الحصول على عزم -

من العزم الكامل فى اى سرعة %

rant operation quad –singleعملية التحكم ربع واحد تزداد السرعة و ايضا العزم للوصول للسرعة المطلوبة للتشغيل- لاليقاف ممكن ازالة الفولت و التردد- DC braking لاليقاف ايضا عن طريق - على اطراف ملفات الماتور لجعلة يقف dcاى ادخال فولت - حمال على الماتور و يقفحتى تتغلب اال) تقليل الفولت و التردد ( للتقليل السرعة - combinationو تقليل السرعة & dc brakingو هناك ايضا طريقة لاليقاف باستخدام -

4 quadrant operation تكون هذة الخاصية ممكنة braking resistor ) مقاومة ايقاف اضافية ( عند التوقف باستخدام

مطلوبة العزم دائما يساعد الماتور للوصول للسرعة الو لكن عندما تقل السرعة يتكون عزم سالب يجعل الماتور يعمل آانة مولد و تتحول الطاقة الميكانيكية لكهربية و تعود

driveلل

يزداد dc linkفى حالة االيقاف يعنى هناك طاقة عائدة الية من الماتور تجعل الفولت فى ال

driveالفولت و حماية ال و لذلك توصل مقاومة المتصاص هذة الزيادة فى

قد تعدت حد معين و DC LINKبادخال و اخراج هذة المقاومة عند االحساس بان الفولت على IGBT يقوم عند العودة للوضع الطبيعى يقوم بفصلها

drive ( micromaster junior ) siemensشرح احد انواع ال

) وات ١٥٠٠( ان حص ٢الى ) وات ١٢٠( حصان ٦/١من

مزايا

عزم عالى فى البداية --parameters v/fتحكم - تردادات اختيارية ثابتة - اظهار اعطال - من تيار الحمل العالى % ١٥٠حماية العطل الآثر من دقيقة على - profibusتوصيل مع ال -

MICROMASTER DRIVE

Masterdrives siemens

لعالية و التحكم األعلى للقدرات ا

IPالحماية NEMA1 NEMA2 NEMA4 NEMA4X

IP20 IP21 IP45 IP56 IP67 وعها للتعريف بدرجة الجماية و ن IPXXهناك جدول للـ

2.5mmحماية من األجزاء اآبر من & حماية من مياة البحار IP36 : مثال

MASTERDRIVESانواع ال MC( motion control)

VC (vector control)

• Vector Control (VC)

م ٢٥اقل من التحكم فى السرعة بالنسبة لالحمال فى زمن . السرعة ،و التحكم فى العزم quadrant 4له خاصية ال التحكم فى العزم الكامل طوال السرعة الكاملة و Tachoمن غير ٤٥أقل من ، Tachoثانية بواسطة

* (MC) Motion Control

لتطبيقات السرعات المتحولة من صفر إلى سرعة عالية مرة واحدة أو التشغيل و االيقاف servoلتطبيقات مواتير ال أوقات سريعة جدًا

AC –AC

AC -DC

استخدام خاصية الموحد الذى يعمل أثناء الطاقة الراجعة من الماتور RECTIFIER REGENERATIVE FRONT END

طريقة العمل

و هذا النظام يجعل الزيادة فى الطاقة ترجع إلى مصدر الطاقة

لتنظيف الطاقة filterنستخدم Harmonicو للحماية من الترددات الزيادة ال active front endطريقة اخرى

sin ،dv/dtتنظيف موجة ال ووجود تيار شحن بسبب قيمة المكثف driveبسبب الكابل بين الماتور و ال

اصة و ايضا خ driveو هى تسبب على الماتور و ال Spikes بين الكابالت بعضها ببعض و االرضى تحدث المواتير الصغيرة

mt 300تسمح باطوال آابالت اآثر من filter dv/dt يستخدم sinwave filterو ايضا

%20يحسن الموجه و لكن يقلل الفولت ب

DRIVEترآيب ال

OP 15و تشغيلة عن طريق وحدة تحكم DRIVEبرمجة ال PARAMETER (PMU)وحدة ادخال

CUعلى آارت أطراف SERIAL INTERFACEآابل اتصال

Parameterال اختيار السرعة و نوع التحكم و حماية الماتور . Rampالحرآة تنعيم مثال

Electronic box

.هذا الكارت االلكترونى موجود عليه اطراف توصيل التحكم فى التشغيل و االيقاف و اختيار السرعة

CUVC :ل و بعض اطراف الحماية اطراف الحمابة امثال للتحكم فى االتصاthermostor , encoder ,

driveترآيب ال

هناك وسيلة اتضال-

plcلالتصال مع ال profibusمثل input &outputمن الممكن توصيل آروت اضافية الضافة -

encoders &Tachoتوصيل ال

النطبيقات امثال التشغيل المتزامن و الدقة فى الحر آة بعض الكروت مصممة خصيصا لبعض

Parameter & Function Blocks

تشغيل عدة مواتير و التسريع و خفض السرعة ، التزامن ،التحكم فى التشغيل االتوماتيكى و اعادة التشغيل

Parameters function parameterممكن قراءتها و اعادة تغير قيمتها -١ visualizationفقط قراءة -٢٣- Bico ممكن قراءتها و تغيرها

function parameter -1

% ١٠٠الى ٠زيادة سرعة الماتور من

P462=30 عند P463=0

ثانية حتى يصل للسرعة القصوى ٣٠اى ان الماتور ياخذ وقت

visualization parameter-2

R002 لعرض الفولت المسحوب للماتور

tion blocksfunc-3

للتحكم فى proportional integral ( PI)مع بعضها للحصول على عملية معينة امثال parametersعدة PIالسرعة مثال

Function parameters

INDEX & data set

لفة ان يحتوى على عدة قيم لالستخدام فى تطبيقات مخت parameterمن الممكن لواحد من ال

data set ( 1-4)على حسب اختيار ال

تكون القيمة و عند التغير تكون االخرى

PI controller driveهذا من انواع التحكم المستخدمة بكثرة فى التحكم فى ال المدخالت هى السرعة المطلوبة و السرعة الحقيقية -

PI و هو الذى يدخل الى ال deviation تطرح تلك القيميتين المدخالت من بعضها للحصول على ال

و احيانا deviationاحيانا يسبب زيادة الحمل تقليل فى سرعة الماتور مما يؤدى الى تغير قيمة ال - التطبيقات تحتاج لتزويد سرعة الماتور او تقليلة

- هو تصحيح السرعة و بسرعة PIو ظيفة ال

oscillation P و overshootتقليل ال

I تقليل الوقت

CONNECTOR & BINECTORS

Connector لتخزين القيم ال analog 16 الناتجة من العمليات bit—32 bit Binectors العطاء داللةdigital للعمليات

Bico parameter

function block ٢بين Bienctors , Connectorsهى لربط

و بذلك من destinationيتم اختيار المصدر للمدخل و المكان الذى تذهب اليها Bico Parameterو عن طريق blocks functionال softwireالممكن

للحصول على وظائف معينة

التطبيقات

Applications

السرعة للحمل. العزم ،معرقة القدرة driveالبد من انه عند استخدام ال

االحمال تقسم الى

القطع الدائرى ،الحمل يقل مع زيادة السرعة امثال المخرطة : القدرة الثابتع -١ العزم يزيد مع السرعة.امثال المضخات : عزم متغير -٢ العزم الثابت طوال السرعات امثال الرفع و السيور -٣

تطبيقات العزم الثابت

للدوران الحمل ثابت طول مدى السرعات يعنى ان العزم المطلوب معنى ان العزم ثابت اى البد ان يكون الفيض ثابت

مثال لذلك السيور

4:1نسبة التروس pully 18 “, rpm , ٧٥٠لو آانت السرعة المطلوبة للسير

ايضا تشغيل مجموعة من السيور بسرعات مختلفة drivesمن مميزات استخدام ال

Te الشد

V السرعة تتناسب مع Te

وزن الحمل - طول السير - االحتكاك بين الحمل و السير - pulleyالسير و القصور للماتور و , المقاومة لكل من -قوة التعجيل عند اضافة حمل -

Zeroماتور يقوم بذلك عند السرعة قادر على جعل ال driveالعزم الكامل و ال 1.5العزم فى البداية قد يكون اآبر لزيادة السرعة فى اى وقت مع االحمال الكاملة driveو يفضل اختيار ماتور و

العزم ، القدرة ، السرعة

, Ф , Iwتتاثر عند زيادة التردد تزداد السرعة و د سوف يقوم بجعل العزم ثابت بالتحكم فى نسبة الفولت و الترد Driveالـ

و يزداد العزم بثبات و لكن عند التردد االآثر ال يظل العزم ثابت بل Iwيزداد التيار >---- عند زيادة السرعة يقل

تطبيقات العزم المتغير

عند زيادة السرعة يزداد عزم الحمل مثال المضخاتا

عند زيادة سرعة المضخة يزداد السائل المضخ و يزداد العزم

الكهرباء، الميكانيكا ، يكون بالنسبة للسائل HPاب ال حس

حساب فرق الضغط بين نقطتين بالنسبة للمكان و الضغط و السرعة

) x Gallonsالوزن ( xفرق الضغط بين نقطتين = للسائل HPحساب ٨.٣٤الوزن ثابت

) hp( عند زيادة مقدار ضخ المياة تزداد Mechanical HP = HP liquid / pump efficiency

Electrical HP = Mechanical HP / motor efficiency

العزم ، السرعة ، القدرة

-عند زيادة التردد تزداد السرعة -العزم يتأثر بالفيض و تيار الحمل

بتثبيت الفيض عن طريق الفولت و التردد اعتمادا على السرعة Driveسوف يقوم ال

لحمل مع زيادة السرعة و يؤدى لزيدة العزم سوف يزداد تيار ا- N3القدرة سوف تزداد مع ،للسائل HPالعزم يزداد بسبب زيادة

اعطاء الفيض المطلوب و لذلك يزداد عزم الحمل عن العزم المطلوب Driveفوق التردد العالى ال يستطيع ال -

بالنسبة للمراوح

تطبيقات القدرة الثابتة

الى قوة ثابتة عند تغير نصف القطر امثال المخرطة جنحتا

سرعة السطح

بزيادة السرعة و البد من زيادة السرعة للحصول على نصف سرعة driveتقل نصف القطر يقوم ال عندما

السطح آلما قل نصف القطر و ذلك يؤدى الى ان العزم يقل و القدرة تظل ثابتة

عزم عند قلة نصف القطر يقل ال

تطبيقات المواتير المتعددة

واحد لتشغيل العديد من المواتير Driveمن الممكن استخدام

الفصل السادس

مبادئ للتحكم االلى و مكوناته

١- دوائر التحكم

و هذة ، صول على المطلوب المقصود بالتحكم انة عن طريق مفتاح واحد يمكن ان تعمل اشياء آثيرة معقدة للح االشياء التى تعمل قد تكون منها دوائر قوى و اخرى دوائر تحكم و آل منها له مكوناته و طريقة عملة

ابسط مثال هو مفتاح انارة الغرفة و لكن هناك تطبيقات اعقد تستخدم فى الصناعة مثال تشغيل الماتور و عكس

ماتيكيا او يدوياحرآتة و التحكم فى سرعته و تشغيلة اوتو ( manual )التحكم اليدوى automatic (التحكم االلى)

هو التشغيل الذى يعمل بدون تدخل العامل او يقوم العامل ببدا التشغيل ثم التوقف يكون اليا سان لبدا العمل اى مثلهو التشغيل الذى يحتاج الن بدون التدخل

الضغط على مفتاح للتشغيل

مكونات التحكم هى آل المكونات المرتبطة بدوائر التحكم بداية من الغالف الخارجى و الموصالتو الريالى و الكونتاآتور و اجهزة و

عتمد على فهم آيفية عمل و اختيار هذة المكونات ي) اوفرلود( لمبات البيان و اجهزة حماية الدوائر من زيادة الحمل العملية المطلوبة

الرموز الكهربية

هى رموز لتدل على ان المسار الكهربى مفتوح او مغلق و هى دائما : الكونتاآت

Normally close ) او ( Normally open تنقسم الى مفتوح ) .مغلق و تلك النقط التالمسية تحتاج لجهاز لتشغيلها

Normally open ( NO )

فى الحالة العادية قبل تعريض الكونتاآت المفتوح للكهرباء تكون الدائرة مفتوحة و عند تعريض الملف الكهربى ) وضع التشغيل( للكهرباء تتحول لمغلقة

Normally close ( NC )

) مفتوحة( غيل الملف تفتح الدائرة وتتحول الى اى تعمل و عند شحن او تش) مغلقة ( فى الوضع العادى يكون الدائرة

(Switches ) المفاتيح

يوجد العديد منها و هى مستخدمة لتحديد النهايات و احيانا الضغط او االرتفاع او الحرارة او السريان

NO مثال لمفتاح

NC مثال لمفتاح

PUSH BUTTONS مفاتيح الضغط

NO push buttons مثال ل

NC push buttons مثال ل

COILS الملفات

الملفات تستخدم سواء فى الريالى و الكونتاآتور و آالهما يستخدمان لفتح و غلق الدوائر الكهربية

M للمواتير CR للريالى

NO سطة مفتاح مثال الستخدام الملف فى آونتاآتور لتشغيل الماتور بوا

سحب تيار اعلى ( مثال لريالى مستخدم لحماية الماتور من ارتفاع الحمل OVERLOAD RELAY

الرمز

رمز اللمبات المبينة للتشغيل

و فيما يلى جدول الهم الرموز المعبرة عن االجزاء الكهربية

LINE DIAGRAM الرسومات الكهربية

الخط الرفيع لدوائر التحكم و الثقيل للقوى و عند وجود نقطة ثقيلة عند مكان التقاطع تكون نقطة توصيل و عند عدم

وجودها تكون غير موصلة

لمبة بيان

مفتاح ضغط

PHYSICAL التوصيل الحقيقى

الرسم الكهربى

POWER AND CONTROL دوائر القوى و التحكم

التوصيل

توصيل اجهزة تحكم امثال مفاتيح التشكيل و احمال للتحكم مثل المبات

زيادة االحمال

توصيل االحمال على التوالى توصيل الحمال على التوازى

توصيل اجهزة التحكم على التوالى توصيل اجهزة التحكم على التوازى

التوصيل والترقيم

Overload protection حماية زيادة الحمل

التيار و درجة الحرارة

( سريان التيار فى الموصل يولد درجة حرارة نتيجة المقاومة و آلما زاد التيار المار تزداد درجة حرارة الموصل تحمى من زيادة التيار عليها و تستخدم اجهزة ولذلك تعاير الكابالت بحيث)زيادة الحرارة تدمر االجهزة الكهربية

اى ان هذة االجهزة تسمح بعدم مرور ( الحماية لحماية الكابالت و ايضا االجهزة الكهربية من زيادة التيار عليها ) تيار زائد على هذة المكونات

Short circuit حدوث تالمس او اختصار للدائرة

ولذلك يصل التيار الى االف ٠الموصل تحدث هذة الحالة و تتحول المقاومة الى عند حدوث تالمس لطرفين االمبيرات

24 m ohm المقاومة تتحول الى Short circuit و عند حدوث

هذا التيار العالى سوف يؤدى الى دمار االجهزة الكهربية و لذلك

البد من الحماية منه

ظروف زيادة الحمل ١٠ا يكون الماتور يشغل احمال معينة و يسحب اى مثال عندم

٢٠عند زيادة االحمال التى يقوم بنقلها سوف يسحب . امبير امبير و اذا استمر الوضع على ذلك سوف يسخن ٣٠امبير او

الماتور حتى يحترق و لذلك البد من حمايتة

زيادة الحمل لحظيا اثناء بداية التشغيل

مرات التيار المسحوب للحمل ٦اى % ٦٠٠سحب هذا التيار فى بداية التشغيل و هو حوالى المواتير دائما مصممة ل

الكامل ثوانى و هذا الوقت يعتمد على ٨الى ٢الوقت يكون صغير ليرجع التيار المسحوب الى تيار الحمل الكامل تقريبا من

خصائص الماتور و الحمل الموصل به

حماية زيادة الحمل

. ائر و الفيوزات يستخدمان لحماية الدوائر الكهربية من التالمس او اخطاء االرضى او زيادة الحمل فواصل الدو

يقوم الفيوز او فاصل الدائرة بفصل الدائرة Short circuit فى حالة حدوث الكهربية فى نفس الوقت لحمايتها

البد ان يكون الجهاز المستخدم لفصل الدائرة قادرة على تحمل زيادة التيار عن التيار الخاص بالحمل الكامل لمدة معينة واال سوف يفصل الدائرة آل مرة الماتور يبدأ العمل فيها

Overload relay

تقوم هذة االجهزة ب تيار اثناء بدأ تشغيل الماتورالسماح لزيادة ال -١ تفتح الدائرة فى حالة حدوث زيادة للحمل -٢ تقوم بتوصيل الدائرة مرة اخري بعد ذهاب ظروف زيادة الحمل -٣

Trip class

تعاير هذة االجهزة لتوضح الوقت التى سوف تاخذة حتى تفصل الدائرة و انواع هذة المعايرات

Class 10, 20,30

٦٠٠% ثوانى من استمرار التيار على ١٠لماتور بعد يفصل ا Class 10 على سبيل المثال

من تيار الحمل الكامل

امثال المضخات) القصور الذاتى عالى ( للمواتير التى تحتاج لسحب تيار عالى فى البداية Class 30 يستخدم

فى دوائر المواتير over load relayاستخدام ال

يادة فى الحمل يحس بها الجهاز و يفصل الدائرة الكهربية عند حدوث ز

(bimetal overload)اجهزة قياس زيادة الحمل الثنائية المعدنية

عند زيادة درجة الحرارة يسخن الجزء المعدنى و يميل ليالمس دائرة التحكم التى تقوم بفصل الدائرة

ئرة مرة اخرى عند برود الجزء المعدنى تعود الدا البد من اختيار جهاز مضبوط حتى ال يفصل الموتور آثيراً او يعمل مما يؤدى الى حرقة

بسبب ان احيانا درجة الحرارة المحيطة قد تؤدى الى فصل الجهاز و هذا يكون غي رصحيح لهذا تم استخدام هذا

التعديل

Siemens overload

SIRIUS 3RU11

و من الممكن ان يعمل CLASS 10يوجد داخلة جزء حرارى يسخن و هو مصمم على BIMETAL)(هو ايضا AUTOMATIC RESET وMANUAL و ايضا من الممكن ضبط التيار المطلوب و ايضا هناك مفتاح

OVERLOAD للداللة على حالة ال NO &NCلالختبار و ايضا يوجد نقاط مساعدة

ية زيادة الحملاالجهزة االلكترونية لحما

هى اجهزة ال تتعرض لزيادة درجة الحرارة و هى مصممة للحماية من ذلك و ايضا تقوم باستشعار اذا آان هناك فقد فى احد الفازات و عندها تقوم بفصل الموتور

SIEMENS 3RB12

تظام الفازات و هناك لمبات بيان ايضا باالضافة الى العمليات االخرى فانه يقوم بالحماية من عيوب االرضى و عدم ان CLASS 5 & 10 &15و ايضا تعمل على READY &GRAND FAULT & OVERLOADلكل من

&20 &25 &30 OVERLOADاضافية لبيان حالة ال AUXALIRYو يوجد معه ايضا مفاتيح

عن طريق ال و ذلك لنقل و ضبط المعلومات PROFI BUSيوجد بعض االجهزة يتم توصيلها على شبكة ال PLC

manual controlالتحكم االلى

البداية آانت باجهزة بدائية ثم تطورت اولها آانت السكينة القدمية لتشغيل المواتير

الطريقة التشغيلية

النظم العالمية تريد ان يكون هناك جهاز للفصل والتشغيل و ايضا الفصل اثناء زيادة الحمل

تشغيل يحتوى على مجموعة آونتاآت تسمى بول وآل بادئ لل

فاز ٢بول او ٢بادئ للماتور

للجهد المنخفضاجهزة الحماية

هناك بعض االجهزة للحماية من انخفاض الجهد او انقطاعة حصان ١من و حماية ايضا من زيادة الحمل للمواتير التى اقل on /offبعض المفاتيح siemensتنتج شرآة

و البد من عمل الحماية منفصلة overloadهناك ايضا بعض المفاتيح ال يوجد فيها حماية لل

وتتوالى بعد ذلك المفاتيح للحماية من التيار العالى

لعكس حرآة الماتور drumجهاز يسمى

سرعات ٥جهاز للفصل و التشغيل و اختيار

contactors and startersالتشغيل الكونتاآتور و بادئ

معظم التطبيقات تحتاج للتشغيل و االيقاف عن بعد ولهذا يستخدم الكونتاآتور

طريقة التشغيل االساسية و فكرة العمل

عن طريق لف سلك حول قلب حديدى عندما يتولد فرق جهد على السلك فيتحول القلب الحديدى الى مغناطيسو عند ولت من على السلك يرجع لمل آان و هذا هو المبدأ المستخدم ازالة مصدر الف

تكوين الكونتاآتور

دائرة التحكم -٢دائرة القوى -١هناك دائرئتين

دائرة القوى مرتبطة باطراف الكهربية الثابتة -١ دائرة التحكم مرتبظة بملف آهرومغناطيسى -٢

طريقة العمل

ولد مجال آهرومغناطيسى يمغنط الكهرومغناطيس مما يؤدى لجذب الذراع عند تعريض الملف الى آهرباء بتarmature ) ( للمغناطيس فيحدث تالمس بين اطراف الكونتاآت الثابتة مع المتحرآة فتمر الكهرباء من المصدر

ث عدم للخلف ويحد ( armature) للماتور و عند ازالة الكهرباء عن الملف يفقد المغناطيس المغنطة و يرتد ال تالمس للكونتاآت و تنقطع الكهرباء عن الماتور من المصدر

بادئ الماتور

motor starterعند دمج آل من جهاز الحماية و الكونتاآتور يسمى هذا بادئ الماتور موجودة على NC نقطة . يوجد بعض الريالى الموجودة فى الكونتاآتور و جهاز الحماية و ذلك لبعض الوظائف

حيث عند حدوث زيادة فى الحمل يتحول OL جهاز الحماية من زيادة الحمل يوصل على التوالى فى دائرة التحكم لنقطة مفتوحة تفصل االشارة المرسلة للملف الموجود للكونتاآتور لكى يعمل

تستعوض عمل مفتاح التشغيل ليظل عملة تغلق الدائرة و على الكونتاآتور بحيث عند بداية NOو ايضا توجد نقطة MAالدائرة تعمل بدون الضغط طوال الوقت

معايرة بادئ الماتور

IEC , NEMA هناك انظمة عالمية امثال الكونتاآتور يتم معايرتها حسب تيار الحمل الكامل و التيار المسحوب فى بداية التشغيل و هناك جداول آثيرة يقوم

لتسهيل اختيار المضبوط للعمل بعملها المصنعين

ا ختيار سرعات متعددة

تصميم الماتور SLIPالسرعة المحسوبة هى سرعة المجال المغناطيسى و لكن السرعة الحقيقية اقل بفرق يسمى ال

و عندما يكون ١٨٠٠تكون سرعتة ٦٠HZبول و التردد ٤و الحمل الموصل هو الذى يحدد هذة القيمة مثال ماتور بول تكون سرعتة الضعف ٢

طرق اختيار السرعات توصيل منفصل -١

آم (يكون هناك توصيل داخلى داخل الماتور لسرعتين مختلفتين و يكون آل توصيل يختلف عن االخر فى عدد البول ) تواجد الفاز الواحد داخل الماتور

لسريعة التى يكون فيها عدد البول اقلالسرعة البطيئة يكون فيها عدد البول اآثر من السرعة ا ٥و ٤و فى السرعة العالية تغلق ٦و ٥و ٤و تفتح ٣و ٢و ١فى هذا المثال الختيار السرعة القليلة تغلق آونتاآتور

٣و ٢و ١و تفتح ٦و ل الملف يتم تقسيم السرعة من خالل التوصيل خال tabيوجد ايضا ماتور من ملف واحد و عن طريق ا جزاء -٢

الختيار السرعة هناك ثالث طرق يبدأ الماتور فى العمل عند السرعة المختارة مسبقا ثم يقوم العامل باختيار السرعة المطلوبة( اختيارى -١ يبدا بلسرعة البطيئة ثم يختار العامل السرعات االعلى -٢ تبدا بالبطيئة ثم تزداد تصاعديا اتو ماتيكيا -٣

عكس السرعة

ن التطبيقات تحتاج الماتور ليدور فى آال االتحاهين و عن طريق عكس اى اثنين من الثالث فازات الموصلة الكثير م

للماتور يتم عكس حرآة المجال المغناطيسى الدائر و بالتالى الماتور

voltage starting –reducedتقليل الفولت عند البداية

لعمل مع فرق الجهد الكامل اغلبية المواتير الشائعة تبدا او لكن فى . من تيار الحمل الكامل و احيانا اعلى% ٦٠٠عند اعطاء فرق الجهد آامال عند البداية فانة يسحب حوالى

المواتير الكبيرة عند بدايتها قد يؤ دى الى رعشة فى االنارة و اعطال فى اجهزة الكمبيوتر و مما تتطلب استخدام جهد فى البداية اجهزة لتقليل فرق ال

من عزم الحمل % ٢٠٠او % ١٧٥ايضا مشكلة اخرى ان العزم المتولد عند توصيل فرق الجهد آامال يكون عالى

الكامل و لذلك فى بعض التطبيقات امثال حرآة السيور نحتاج العزم ليتزايد تصاعديا لحماية االجزاء الميكانيكية

الطرق المستخدمة

ستخدم عند الرغبة فى حماية زيادة التيار او زيادة العزم هذة الطرق ت عند تقليل الفولت يقل ايضا التيار و العزم

محول اتوماتيكى لتقليل الفولت -١

من الفولت الكملمن المصدر % ٨٠الى % ٥٠يمكن ضبطة بحيث يتم الحصول على فولت من

٣و١و يفتح ٧و٦و٥و٤و٢للبداية يتم التشغيل الكونتاآت يغلق ٤و ٣و ١و غلق ٧و٦و٥و٢للتشغيل يتم فتح

توصيل جزء من الملفات -٢

٦و ٥و ٤و ٣و ٢و ١و للتشغيل يتم غلق ٦و ٥و ٤و تفتح ٣و٢و١للبداية يتم غلق امثال مواتير المضخات و المراوح و الثالجات و الضواغط

٣- delta –star

غير موصل من الداخل و آل االطراف الستة متوفرة statorن ملفاتها ال للمواتير التى تكويعمل بالتيار آلة و لكن هذة الطريقة deltaيسحب الماتور التيار االقل و عند التوصيل لل starعند التوصيل

تعطى عزم بداية اقل من الطرق االخرى و امثال ذلك الضواغط و التكيفات

٩و٨و٧و فتح ٦و٥و٤و٣و٢و١تشغيل يتم غلق عند بداية ال ٦و٥و٤و فتح ٩و٨و٧و٣و٢و١و عند التشغيل يتم غلق

من الفولت الكامل % ٨٠او % ٧٠يوجد طريقة اخرى بتوصيل مقاومة على خط الكهرباء تقوم بتقليل الفولت الى امثال السيور

rو للتشغيل غلق آل rو فتح sللبداية توصيل آل

solid state reduced voltage controllerطرق خفض الفولت عن طريق االجهزة االليكتورونية

نتمكن من خاللة التحكم فى فولت البداية و التوقف و التشغيل و من الممكن اعطاء قيم للفولت من قيم صغيرة حتى

و يعتمد على ذلك فى استخدام السيارستور% ١٠٠

رسمية لتوضح عملة و يوجد مقارنة

HP ١٠٠٠حتى HP ٢٥من SOFTSTARTER تسمى بانتاج اجهزة siemens تقوم شرآة

٥٧و بذلك يرى DELTAمع الماتور SIKOSTARTمن الممكن ايضا عند توافر ا طراف الملف توصيل ال اقل SIKOSTARTوبذلك ممكن اختيار من التيار الكامل%

و فى هذة الحالة فانة يرى تيار الماتور الكامل DELTAو من الممكن توصيلة على مواتير موصلة

الفصل السابع

Pilot devices

او توضح حالة بعض العمليات ) المفتاح الضاغطاو االختيارى ( هذة االجهزة هى التى تطلب بعض العمليات امثال مثل لمبات البيان

Bifurcated contacts

هى الكونتاآت التى تكون جيدة فى التوصيل و يوجد اربع مسارات للتيار لكى يسير و هذا يحسن اداء الكونتاآت

) push buttons( المفاتيح الضاغطة -١

هى التى تقوم بغلق و فتح بععض الكونتاآت و يوجد منها ضغط لحظى و اخر مثبت و اخر راسة مشرومى واخر مبة بل

PUSHBUTTONS(NO )

و عند الضغط يتم غلق الكونتاآت و التوصيل الى دائرة التحكم NOيكون المفتاح

NC PUSH BUTTON

و عند الضغط يتم غلق الكونتاآت و الفصل عن دائرة التحكم NCيكون المفتاح

استخدام هذة المفاتيح فى دوائر التحكم

PUSHBUTTON NO مفتاح التشغيل PUSHBUTTON NC مفتاح االيقاف

تحكم بواسطة ثالث اسالك

اى عند رفع اليد عن مفتاح التشغيل تظل الدائرة تعمل بMA النقطة المساعدة على الكونتاآتور بعد ان تم اغالق

الكونتاآتورو تظل الدائرة تعمل الى ان يتم الضغط على مفتاح STOP اع التيار او انقط

التحكم بسلكين

SELECTOR SWITCHالمفتاح االختيارى

تستخدم ايضا لفتح و غلق اى آونتاآت يدويا و من الممكن ان تتواجد فى عدة صور بمفتاح تشغيل – ٣بسوستة -٢ثابتة -١

عند انقطاع الكهرباء و رجوعها تقوم الدائرةبالعمل مرة اخرى وهى مطلوبة فى محطات معاجة المياة مثال

ولكن فى دائرة التحكم بثالث اسالك عند انقطاع الكهرباء او حدوث زيادةتشغيل عن طريق الضغط على مفتاح التشغيل البد من اعادة ال OL حمل

ة المفاتيح فى اختيار واحدة من دوائر التشغيل الممكنة اسالك توصيل و تستخدم هذ ٤و ٣و ٢و تتواجد فى اوضاع التشغيل و اليقاف يمين و شمال سريع و بطئ يدوى و اتوماتيكى : امثال

اى اختيار بين دائرتين ) سلك توصيل ٢( مثال لطريقة التشغيل مفتاح PL1, PL2اختيارين التوصيل الى

POSITION SELECTOR SWITCH – 3 وضاع مفتاح اختيار ثالثى اال

فى المثال السابق لتشغيل المضخة فى الوضع اليدوى يتم اختيار المفتاح على وضع اليدوى ثم الضغط على مفتاح

تتوقف الدائرة OFFالتشغيل و عند اختيار وضع تبدأ المضخة فى العمل اتوماتيكيا الى و عند اختيار الوضع االوتوماتيكى يتم التاآد من ان مستوى السائل مناسب حتى

OFFان يصل السائل لمستوى معين او يتم اختيار المفتاح فى وضع

PILOT LIGHTلمبات البيان

او تغير االحوال ALARMS او حدوث اخطاء ON \OFFتستخدم اليضاح عمليات التشغيل CHANGING CONDITIONS او التحذيراتWARNNING تتواجد بالوان مختلفة امثال االحمر و

و االخضرو االزرق و االبيض و الشفاف احمر يوضح غاللبا ان الماآينة تعمل و اخضر تعنى انة متوقف

جدول التشغيل للمفتاح مفتاح اختيارى لوضعين

2 POSITION SELECTO SWITCH

استخدام اللمبات فى دوائر التحكم

R احمرG اخضر

و من MA اء منيرة و ذلك لسبب النقطةعند الضغط على مفتاح التشغيل و حتى بعض ازالتها تظل اللمبة الحمرعند التوقف تكون مغلقة و توصل اللمبة الخضراء NCمن الكونتاآتور تكون MBالممكن استخدام نقطة اخرى

تصبح مفتوحة و تنطفئ اللمبة الخضراء MBلتدل على ان الماتور ال يعمل و عند الضغط على مفتاح التشغيل فان

بيان الموجودة فى عمود لتوضيح التشغيل و االيقاف و االخطاءيوجد ايضا بعض لمبات ال

محوالت التحكم

احيانا تريد الدوائر الكهربية الخاصة بالتحكم آهرباء غير آهرباء خط المصدر لكى تعمل و تكون غالبا آهرباء اقل فتستخدم تلك المحوالت لخفض الجهد ليناسب العمل

ريالى التحكم مستخدمة بكثرة فى دوائر التحكم لتشغيل الملفات او االنذارات او اللمبات

طريقة عمل الريالى

) NO(مماثلة لطريقة عمل الكونتاآتور و فى هذا المثال هو

باء عند توصيل الكهرباء للملف يمغنط القلب المعدنى و يجذب الذراع الية و يغلق الدائرة الكهربية و عند ازالة الكهر تدفع السوستة الذراع للخلف مرة اخرى لفتح الدائرة الدائرة الكهربية

تنظيم الكونتاآت

او آليهما NO , NCيوجد بة RELAYمن الممكن ان يكون ال ( فتكون نقاط التوصيل ) آهرباء اقل ( الفرق بين الريالى و الكونتاآتور ان الريالى يستخدم فى دوائر التحكم

صغيرة بالنسبة للكونتاآتور ) ونتاآت الك

بالنسبة للريالى آل مجموعة آونتاآت تشغل دائرة تحكم معينة اما بالنسبة للكونتاآتور فان مجموعات الكونتاآت آلها تستخدم فى تشغيل الماتور

و هناك بعض الريالى يكون بها مجموعات من الكونتاآت آثيرة جدا بالنسبة للكونتاآتور

ثالث مفاهيم اساسية هناك

POLE

تعنى عدد الدوائر المنفصلة التى من الممكن تمرر التيار عند التشغيل

يتم غلق دائرتين آهربيتين عند DOUBLE POLEيغلق دائرة واحدة و ال SINGLE POLEالريالى مثال ويا و هم مرتبطان ببعض ميكانيكيا اى يعملوا سويا و يقفوا س RELAYتشغيل ال

THROW

POLEالواحد غلقها و هى تساوى عدد الدوائر التى يتحكم فيها POLEهو عدد الكونتاآت التى من الممكن لل واحد

BREAK

يعنى عدد مجموعة الكونتاآت التى يقوم المفتاح بغلقها او فتحها عند التشغيل

الى و هنا يوجد امثلة لتنظيمات مختلفة للري

فى الدائرة RELAYمثال الستخدام ال

انواع الريالى التى تباع

اخرى و تعمل ٤آونتاآت و ممكن اضافة ٤يوجد االساسى منة AC , DCالكونتاآت

VDC ٢٣٠الى VDC ١٢من

VAC ٦٠٠الى VAC ٢٤ومن PLCو يوصل مع ال

و هذا النوع عند تلف الريالى يمكن تغيرة و االحتفاظ بللتوصيالت آما آانت

TIME RELAY

١٠ثانية الى ٠.٥الريالى التى تعمل بزمن وهى تقوم بفتح او غلق الدوائر الكهربية بعد وقت معين يتم ضبطة من ساعات

الوقت المتاخر

خير االيقاف يملك وظيفتين اساسيتين تاخير البدا و تاON DELAY

OFF DELAY

ويتم التشغيل او اليقاف اعتمادا على الوقت المضبوط

ON DELAY

فانة ينتظر الوقت المحدد قبل ان يقوم بتوصيل الكونتاآت و عند ذهاب االشارة TIMERعند وجود اشارة على ال يقف لحظيا

OFF DELAY

ا و عند اليقاف فانة ينتظر وقت محدد قبل فصل الكونتاآت عند التشغيل يعمل لحظي

ON DELAY TIME CLOSED -1 امثلة

NOثوانى و يغلق بعدها النقطة ٥ TRينتظر S1عند الضغط على

2-ON DELAY TIME OPEN

PL1و تنطفىء NOال NCثوانى ثم يحول النقطة ال ٥ TR ينتظر ال S1عند الضغط على

3- OFF DELAY TIME OPEN

يتم غلق النقطة مباشرة و عند S1عند تشغيل مرة TRثوانى حتى يفتح ٥يتاخر S1فصل اخرى

4- OFF DELAY TIME CLOSED

ثوانى من اشارة االيقاف ٥يعود مرة اخرى مغلق بعد

آت لحظى باالضافة لالخر الذى يعمل بزمن معين تحتوى على آونتا TIMERS بعد ال

PRESSURE SWITCH مفاتيح الضغط

مكوناتة

بعض التطبيقات

تستخدم للحفاظ على ضغط معين خالل تانك او حواء مثال

NC ( PRESSURE SWITCH)فى هذا المثال يستخدم مفتاح

(CONTACT)ى يمتلىء الحواء غلى ضغط معين عندها يفصل المفتاح عند تشيل الموتور تقوم الطلمبة بالضخ حتلكى (CONTACT)ليفصل الكهرباء و تتوقف الطلمبة عن الملىء و عند نقصان الحواء مرة اخرى يغلق المفتاح

يعود لتوصيل الكهرباء

مدى الضغط

الحالة العكسية

LOGO

طبيقات الدوائر الصغيرةجهاز حسابى منطقى لبعض ت

SOFTWARE التطبيقات المعينة و لتوفير التوصيالت يتم التوصيل عن طريق الـ بعضللقيام بيستخدم

LOGOال و ظيفة

يتم اتخاذ القرار اعتماداً على البرنامج LOGOيتم ادخال مدخالت امثال مفاتيح ضواغط و مفاتيح وعن طريق الـ و يمكن توصيل خرج هذه القرارات الى ريالى و آونتكنتور و لمبات بيان الموجود

-12VDC - 24VDC- 24VAC -115AC 230ACيوصل له آهرباء

امكانياته خوارج 4على 10Aيعطى خرج -١ ساعة داخلية 16 -٢ شاشة للعرض -٣ مفاتيح تشغيل و تحكم -٤

بعض تطبيقات جاهزة مخزنه عليه -٥ اآرة لحفظ البرنامج ذ -٦ AND, OR,NOT,NAND,NOR,XORوظائف منطقية مثل -٧ ON,OFF TIME DELAY 8عدد -٨ عداد تنازلى و تصاعدى 24 -٩ مدخالت ٦ -١٠١١- 56 BLOCK للبرمجة ١٢- MARKER4 للبرمجة خرج 42 -١٣١٤- SET&RESET) LATCH 42 (

Sensorالفصل الثامن اجهزة االحساس

الجسام المختلفة و اعطاء اشارة آهربية تعنى انة تم تحديد او االحساس بهدفاتقوم ذلك االجهزة باالحساس ب

مميزاتة الحساس عيوبة التطبيقات حساس نهاية المشوار

limit switch يستخدم فى التيرات -

العاليةسعر رخيص-

-تكنولوجيا بسيطة

البد من مالمسة الجسم -المراد االحساس بة

بطء االستجابة-

االنتقال من حرآة -الخرى

نهاية المشوار-

الحساس الضوئى photoelectric

يحس بكل االجسامعمر اطول-احساس لمسفات بعيدة-سريع االستجابة-

العدسة معرضة للتشويش -عن طريق االضواء و

الماءم المدى يتاثر باالجسا-

المعكسة لالضواء

التغليف -نقل االجزاء-تحديد االجزاء-

Inductive الحساس المعدنى

يعمل فى البيئات الصعبة-يحدد جيدا االجزاء-عمر اطول-سهل الترآيب-

محدود المسافة - فى الماآينات و المصانع -فى تحديد عدد الماآينات -

يحس بااالجزاء المعدنية فقط

Capacitive - يحدد اجزاء داخلحاويات

يحدد االجزاء الغير -معدنية

يحس بالتغيرات المحيطة -بدقة

االحساس بالمستوى

حساس الموجات الفوق ultrasonic صوتية

يحس بكل االجسام الدقة-يحس بتغيرات الحرارية -

عدم االصطدام -االبواب-التحكم فى المستوى-

limit switch احساس النهاية

عند مالمسة الجسم الى المشغل فعن طريق الميكانيكا الداخلية يتم غلق او فتح الكونتاآت الموجودة داخل جسم )لتدل على جسم مالمس للحساس (الحساس

طريقة العمل

free positionالوضع الحر

هو المكان الذى يكون فية المشغل عند عدم وجود جسم او قوة مؤثرة

pre travelالحرآة قبل

الوضع او الزاوية او المسافة الذى يتحرك فية المشغل قبل الوصول الى نقطة التشغيل

operating positionوضع التشغيل

من وضعها الطبيعى الى الوضع التشغيلى contactهو الوضع الذى يتم فية تحول نقاط ال

overtravelبعد التشغيل

تحرك فية المشغل بعد نقطة التشغيل بحرية الوضع الذى ي

differential travelالحرآة التفاضلية

هو الوضع الذى يتحرك فية المشغل بعد نقطة التشغيل بحرية

release travelالحرآة المغادرة

) الطبيعة ( هى حرآة الرجوع من نقطة المغادرة الى الوضع الحر

انواعهم

momentaryلحظى

بعد ازالة القوة المؤثرة على الحساس يعود لوضعة الحر مرة اخرى السوستة

Maintained دائم

يظل الحساس بالوضع التشغيلى بعد تعرضة لقوة لحين تعرضة لقوة اخرى فى االتجاة المعاآس لكى يرجع للوضع الطبيعى

limit switchيوجد نوعين من الكونتاآت الخاصة بالحساس

Slow break حرآة بطيئة Snap shoot حرآة سريعة

snap actionحرآة السريعة المفاجئة

عند وصول المشغل لنقطة ، عند وجود قوة على المشغل فان الكباس ينضغط السفل ليؤثر على سوستة الحرآة

للمشغل تؤثر سوستة االعادة على عودة التشغيل فان االطراف الكونتاآت المتحرآة تغادر اماآنها و عند مغادرة القوة الكونتاآت الى اماآنها الطبيعية

فى نفس الوقت NCال NOاو من NOالى NCفى هذة الحرآة يتحول الكونتاآت من

BREAK CONTACT -SLOW

عية للتشغيلىة فى هذا النوع الكونتاآت تغادر اماآنها عند التاثير بقوة لكن هناك آونتاآت يتحرك من حالتة الطبي ) تشغيل قبل الفتح ، فتح قبل التشغيل ( لحظيا و االخر يصل بعد وقتو هناك نوعان

Contact arrangement تنظيم الكونتاآت

توصف الكونتاآت بالفولت و التيار make: لكونتاآت من مفتوح لمغلق يتحول ا) يوجد تيار مفاجئ اثناء العمل (الحمل الذى يوصل بالحساس break: يتحول الكونتاآت من مغلق الى مفتوح ) يوجد تيار عالى اثناء الفصل (الحمل الذى يوصل بالحساس continuous:التيار المسحوب اثناء العمل

dc , ac يوجد من انواع هذة الحساسات

التوصيل

تلفة من المشغالت و هى تعتمد على نوع التطبيق هناك انواع مخ: المشغل Actuator

mounting considerationاعتبارات التثبيت

عمودية على عمود التشغيل ) cam( يفضل دائما ان تكون قوة الجسم ة و يؤدى الى تقليل عمرة الزوايا مهمة اثناء فى التحريك على ذراع التشغيل و اال ممكن يتحرك رجوعا بسرع

االفتراضى

الكباس

الحساس العالمى

اشكال مختلفة لرؤس التشغيل

انواع الحساسات على حسب تطبيقتها النوع المفتوح

يستخدم فى تطبيقات امثال االبواب حيث االماآن التى ال تتعرض لالتربة او الرطوبة ي

المغلق النوع البالستيكى

يتحمل الصدمات و الزيوت و االتربة و المياة

النوع المعدنى

يتحمل جميع الصدمات

نوع المفاتيح .

نوع يوضع فى اماآن فيها مياة

نوع يدور

.

NO,NCحساس مغلق تمام و مجهز بالكابل و يوجد منة .

نوع يستخدم فى االماآن الخطيرة

انواع اخرى

BERO SENSORS

هذة الحساسات ال تعمل بمالمسة الجسم و لكن تحس بة من بعيد

انواع هذة الحساساتINDUCTIVE : تولد مجال آهرو مغناطيسى لتحديد االجزاء المعدنية CAPACTIVE تولد مجال الكتروستاتيكى لتحديد اى جسم

ULTRASONIC حديد اى جسمتولد موجات صوتية لت PHOTOELECTRIC ترسل موجة ضوئية و تحس بانعكاسها مما يدل على وجود جسم

INDUCTIVE PROXIMITYالحساس الكهرومغناطيسى SWITCH

تقوم هذة الحساسات بااالحساس بوجود جسم معدنى قريب بدون التالمس معة

الجسام المعدنية و االجسام االخرى يتجاهلهايستخدم هذا الحساس ملف آهرومغناطيسى لتحديد ا .

نظرية العمل EKO : EDDY CURRENT KILLED OSCILLATOR ) الخرج ، مولد موجات ودائرة تنشيط، ماف ( اجزاء اساسية ٤يتكون من OSCILLATOR دائرة تكثفية و ملفية تولد موجات راديو

من الملف الى خارج سطح الحساس و هناك احساس OSCILLATORبواسطة ال المجال المغناطيسى المتولد ) OSCILLATOR( بهذا المجال الخارج يعمل على استمرارية عمل هذة الدائرة

عند وجود جسم معدنى امام الحساس يدخل هذا المجال يسير تيار داخل هذا الجسم المعدنى و هذا يعتبر حمل على الحساس

لتقليل قيمة شدة هذا المجال المغناطيسى و عند اقتراب الجسم المعدنى لهذا الحساس يزداد التيار يؤدى هذا الحملدائرة ال ( المسحوب داخل هذا الجسم المعدنى مما يؤدى الى زيادة الحمل على الحساس و تقل الشدة اآثر

TRIGGER دائرة الخرج باعطاء اشارة تقوم باالحساس بشدة هذة االشارة و عند قلتها عن حد معين تقومON ,OFF , عند تحرك الجسم بعيد عن الحساس تزداد قوة المجال المغناطيسى مرة اخرى و عند الزيادة عن حد معين

NORMALLYللوضع الذى آانت علية من قبل OUTPUTباعادة دائرة ال TRIGGER تقوم دائرة الOFF OR ON

لى فولت يوجد من هذة الحساسات تعمل ع

DC , AC

dc current device اجهزة التيار المستمر .

للكهرباء الحمل يوصل بين –و +هو عبارة عن حساس بثالث اسالك يتطلب مصدر آهرباء منفرد لة و يوصل علية الحساس و احد اطراف الكهرباء

باء ز فى هذا الرسم موصل بين الحساس و الطرف وعلى حسب نوع الحساس يوصل الحمل مع طرف معين للكهر السالب

output configurationوصف الخارج من الحساس : Sourcing ( PNP )

Sinking ( NPN)

و هذا يعبر عن نوع الترانستور المستخدم فى دائرة الخرج ١- PNP الحمل يوصل بين الخرجA و الطرف السالب للكهرباء

عندما يعمل يتولد مسار للتيار من الطرف السالب . يحول الحمل الى الطرف الموجب للمصدر PNPور الترانست للحمل –الى + SOURCING)( الى الموجب مرورا بالحمل و هذا يعتبر مصدر للكهرباء

٢-NPN هذا يوصل الحمل بين خرج الحساسA و الطرف الموجب و يكون الترانستورNPN يحول

الكهرباء للحمل من الطرف السالب الى الموجب و هذا يعتبر سحب للتيار عن طريق الحمل حيث تسير الكهرباء من عبر الحمل + الى –ال

,NO و هذا هو الذى يحدد نوع الحساس on , off و عند غياب الجسم عن الحساس يكون الترانستور فى وضع

NC و آان خرج على سبيل المثال لPNP OFF فى عدم وجود جسم يكون الحساس NO و لو آانON فى عدم وجود الحساس يكونNC

COMPLEMENTRY ) اسالك ٤( NO , NC من الممكن ان يكون الخرج

التوصيل على التوالى او على التوازى

انواع الحساسات

SHIELDED PROXIMITY SWITCH

وهذة الحلقات المعدنية ملفوفة حول قلب ، هذا القالب الحديدى يقوم نترآيز المجال المتولد فى أتجاه االحساسأو الجانب ، SENSORمعدنى لمنع خروج المجال من الجانب ، مفضل عدم وجود سطح معدنى مالصق للسطح ال

مرات مدى احساسة ٣ثابت البد ان يكون على مسافة أآبر من أذا آان يوجد أمامة سطح معدنى

UNSHILDED اليوجد فى هذا النوع حلقات معدنية حول القالب المعدنى لمنع أنتشار المجال المغناطيسى للجانب ،البد من

ياطاتوجود منطقة حول الحساس المعدنى تكون حرة أى اليوجد فيها أى سطح معدنى وهنال بعض االحت

شروط تثبيت الحساس

الجسم المقاس )T(يوجد معمل فرق بين الجسم المقاس الذى يجربة الحساس

S = SXT

حسال يوجد أمامة جسم معدنى حجمة نصف الحجم نصف حجم المقاس shieldedمثال S new =1mmX 0.83= 0.83mm

أيضا عامل أخر وهو نوع المادة

مدى االحساس ومجالة

3RG4عائلة الحساسات المعدنية

متطلبات عادية-١

اشكال مختلفة مربعة مثال-٢

. سلك ٢معدلة -٣. تيار اعلى، فولت مصدر عالى ، تردد عالى لالحساس ( تعمل بمعدالت عالية -٤ البيئة المحيطة صعبة -٥ اجسام معدنية، مياة ، آيماويات ، زيوت ( سم ٦احساس بمسافات بعيدة حتى -٦

توجد لالحساس بمكبس يتحرك داخل اسطوانة : تحمل للضغط -٧ \ as-Iيعمل على نظام ال -٨ analog output يعطى خرج تماثلى -٩

اشكال جداول االختيار

Capacitive proximity sensors

-:نظرية العمل

يحس بجميع هو أنة يولد مجال الكتروستاتيكى وأيضا proximity switch inductiveالفرق بينة وبين ال معدنية أو غيرها مثل الزجاج أو القماش أو السوائل أو الورق.االجسام

من االلكترودات المعدنية تمثل مكثف، عند مرور جسم بالقرب من هذا ٢سطح الحساس هو عبارة عن لى تكون موجة السطح يدخل داخل المجال االلكتروستاتيكى ويغير فية هذا المكثف فى دائرة توليد الموجة مما يؤدى ا

بأخراج outputبأحساس بشدة هذة الموجة أذا أزدادت عن حد معين تقوم بجعل دائرة triggerراديو تقوم دائرة وعند خروج هذا الجسم من عن هذا onأو offأى تتغير عن حالتها الطبيعية التى آانت عليها( on ,OFFأشارة

عن انتاج oscillatorلمكثف اترجع آما آانت علية ويتوقف الالمجال االلكتروستاتيكى أمام السطح تتغير قيمة اترجع الى حالتها outputبذلك ويجعل دائرة ال triggerموجة وتقل فية قوة الموجة عن حد معين فتحس دائرة ال

الطبيعية

- :الجسم المقياسى ومعامل عدم التوصيل Standard target& dielectric constant

آلما أزداد معامل عدم التوصيل للجسم زادت قدرة الحساس على االحساس بالجسم

هناك جدول لقية معامل عدم التوصيل

٨.٥mm%= ٨٥يكون الحساسية ) ٢٥.٨(مم وآان المادة آحول ١٠حساس لو عدى .لو آان مثال ادة عن االخرى فإنة يرى االخرى مثالعندما يكون هذا المعامل أآبر لم

) الماء(الحساس يرى من خالل البالستيك

وجود الماء فوق سطح الحساس قد يجعلة يعمل : ملحوظة

capacitive 3RG16عائلة الحساسات ال

ULTRASONIC PROXIMITY SENSORS حساس الموجات الفوق صوتية

theory of operationمل نظرية الع

يقوم هذا الحساس بارسال موجات صوتية فتتصطدم باى جسم و تنعكس مرة اخرى ثم يقوم الحساس باالحساس بالموجة المنعكسة فتتغير حالة الخارج منة من الطبيعية للتشغيلية

Piezoelectric disk

لها و هو يحس بالصدى او الموجة المنعكسة و يحولها لقيمة فولت هذا القرص يتم ارسال موجات من علية و استقبا

عندما يدخل اى جسم فى مجال االحساس . وهناك فرق فى الوقت محسوب بين الموجة المرسلة و الموجة المستقبلة تتحول اشارة الخارج بعد انعكاس الموجة الصوتية علية و عودتها الى الحساس

. . . micro voltو االنعكاس ممكن ان يكون KV ٢٠٠نبضة على قوة ٣٠لموجة المرسلة ا

blind zoneالمنطقة العمياء

سم على حسب نوع الحساس و هى امامة اذا تواجد فيها جسم ال يحس ٨٠سم الى ٦يوجد منطقة تتراوح بين

الحساس بة

.

range definitionالمدى

المرسلة و المستقبلة يتناسب مع المسافة بين الجسم و الحساس بين الموجة الوقت المدى الذى يعمل فية الحساس من الممكن ضبطة

القيمة القصوى يمكن ضبطها اما القيمة الدنيا ففى بعض الحساسات فقط بعد مكان القيمة القصوى ال يحس الحساس باى جسم

.

ation pattern radiشكل االشعاع

اذا تم ترآيب حساسات بجانب بعضهم فالبد ان يكون هناك مسافة حرة بينهما

يتم احتساب قيمتها عمليا xفى حاالت اخرى

حساس امام آليهما البد ايضا ان تكون المسافة الحرة محسوبة لمنع التداخل ٢فى حالة تواجد

flat and irregular shaped surfacesمستوى و سطح متعرج سطح اذا تم التثبيت بالقرب الى حائط مستوى غير لو آان هذا السطح معرج

التثبيت بزاويا

درجة من الممكن االشارة المنعكسة ان ال تعود للحساس ٣لو آان اآبر من . .

الخشنة السوائل و الحبوب درجة الن فى هذة المواد ينعكس اشارات آثيرة على سطح اآبر ٤٥مسموح حتى

لمنع التشويش على االشارات يستخدم.

operating modesطراز التشغيل

diffuse modeاالنتشار -١.

reflex modeاالنعكاس -٢ العاآس تنقطع الموجة و هنا يحس الحساس بوجود جسم و يستخدم هذا النوع فى اذا تواجد اى جسم خالل الحساس و

االحسام التى ال تعكس الصوت اى تمتصه .

٣- thru beam mode

اذا المستقبل لم يستقبل اشارة الباعث اذن يوجد جسم

الظروف الجوية قد تؤثر على آفاءة الحساس

االتربة و آلها تؤثر على المدى و السرعة و هناك حدول يوجد التغيرات ، لغازات ا، الرطوبة ، الضغط ، الحرارة

عائلة الحساسات

.

يتم ضبط المسافة و التردد النوع المغلق

يتم ضبط مكان التشغيل . .

SONREG يعمل على الكمبيوتر يقوم بضبط هذا الحساس siemensيوجد برنامج بواسطة شرآة

بداية و نهاية منطقة العمل -١ نهاية المنطقة العمياء -٢ نهاية مدى االحساس -٣٤- NO or NC مسافة معينة = اشارة مستمرة يتم ضبطها ايضا لكل تردد analog اذا آان تماثلى -٥

Photoelectric sensors روضوئية الحساسات الكه

نظرية العمل يتم ارسال موجة ضوئية و اما تنعكس او تنقطع لالحساس بالجسم

.

يقوم الحساس بارسال موجة ضوئية و عند انعكاسها يقوم المستقبل الموجود فى نفس الحساس بمعرفة ان هناك جسم و .يقوم بعد ذلك بتكبير االشارة و ارسال اشارة للخرج ان هناك جسم

.

الضوء المستخدم

و يحس به من بين الضوء العادى و يتم استخدام الضوء من اللون االخضر khz ٣٠الى ٥يرسل ضوء من led\ المرئى حتى االشعة التحت حمراء و يستخدم لذلك

.

ش اى منهم على االخر البد اذا تم تثبيت حساسات بالقرب من بعضها و ضعهم على بعد يسمح بعدم تشوي

excess gainالزيادة فى التحديد

تتطلب بعض االماآن التى توجد فيها ادخنة او اتربة او رطوبة او بعض المواد الدقيقة ان يكون الحساس لة ضوء

مميز يعمل فى وسط هذة االوساط االوساط هواء نقى -١ )اماآن غير صناعية ( مواد دقيقة -٢ ) مصانع اضاءة – مخازن( مواد خفيفة -٣ )مصانع الشنفرة ، االبخرة ، الورش ( مواد واضحة -٤ مواد ثقيلة -٥ فحم و اتربة آثيرة -٦

Excess gain

هو آمية الضوء المنبعثة عن طريق الباعث فى ذلك الوسط لتشغيل المستقبل

.

مرة ضوء اآثر من ٣٠سافة للتحديد فانة يتطلب متر م ١لو آان المطلوب m12 thru beam مثال لو آان ل حالة الهواء النقى

منطقة االحساس

الرموز الخاصة بذلك الحساس

انواع تحديد الهدف للحساسات

١- thru beam

لمستقبل و يستخدم لتحديد االجسام الغير شفافة عند وجودها بين الباعث و ا feet 3000 اآثر مدى يمكن تحديدة تتغير اشارة الخارج للمستقبل من العادى للتشغيلى

٢- thru beam effective beam الحزمة المرآزة

reflective or retroreflective scan الباعث و المستقبل فى نفس الوحدة -٣ عند وجود جسم يحول االشارة المنعكسة ليدل على وجودة

٤- retroreflective scan effective beam

reflectors العاآس .

عند استخدام هذا النوع مع وجود اجسام منعكسة قد تسبب مشكلة بان يحس باشارات خاطئة

diffuse scan االنتشار

ى الجسم الباعث و المستقبل موجودان فى جهاز واحد عند انعكاس االشارة من عل و هناك جدول لكمية االشارة المنعكسة من على االجسام

.

آلما زادت المسافة زاد ترآيز الموجة المنعكسة

Diffuse scan effective beam . طريقة العمل Dark light

Thru beam for example

.

NO ( dark ) .

NC (light ) .

استخدام االلياف الضوئية للمواد و االجسام الصغيرة الدقيقة

laserاستخدام ال

mm 0.03 يستطيع مراقبة

هناك جدول لكل حساس

Diffuse , thru beam

Color mark slot

\

الفصل التاسع

Basic of PLC بقراءة المعلومات الموجودة على المدخالت الـ plcيقوم ال inputs و عن طريق البرنامج المخزن داخلة يقوم ouputsباخراج المخرجات

plcعمل الـ يتكوم من ثالث مكونات اساسية ال plcال cpu )ال و التى تستقبل المدخالت) انات المرآزية وحدة معالجة البيinputs و تحولها الى معلومات منطقية يستطيع ال cpu و بناء على البرنامج المخزن على ذاآرة ال التعامل معهاcpu يقوم باتخاذ القرارات و اخراج الخوارج ال outputs الى اشارات digital ) او ) رقمية analog ) تماثلية ( المشغالت actuatorلتشغل

( ايضا عن طريق لوحة العامل operator panel ( من الممكن قراءة بعض المعلومات من العملية او ادخال بعضو ايضا جهاز البرمجة من الممكن ان يتابع العملية او يضيف تعديالت للبرنامج باالضافة الى cpuالمدخالت الى وظيفتة االساسية و هى تحميل البرامج

آانت دوائر التحكم من قبل

ترسم على لوحات آهربية -١ يتم شراء المكونات الكهربية -٢ يقوم العمال بترآيبها حسب الرسم -٣

يتم عمل الدوائر داخل البرنامج آما يتم توفير الكثير من ال plcو لكن مع ال relays و تقلل اعمال الترآيبات وف يتطلب تغير التوصيالت و ايضا الرسم و ايضا ترآيب مكونات من قبل اذا آان المطلوب عمل تعديل س

اى اضافة التعديل فى البرنامج او ازالة شىء اسهل من ... التعديل اسهل بدون آل ذلك plcجديدة لكن مع ال توصيل اسالك او ازالتها بية معقدة التوصيلعن عملها على دوائر آهر plcآما ان العمليات الصعبة المعقدة اسهل عملها على ال

plcمميزات ال

اصغر حجما بالنسبة للتوصيالت الكهربية -١ اسهل و اسرع فى اتخاذ التغيرات و الحلول -٢ يوجد بداخلة امكانية تتبع االخطاء و ايجادها -٣

التطبيقات سهل تخزينها و آتابتها بجانب الدوائر -٤ التطبيقات تنفذ بسرعة و باقل التكاليف -٥

siemensالتى تقوم بانتاجها شرآة plcاجهزة ال هى SIEMENS S7 200 S7 300 S7 400 s7 200

ووحدة الكهرباء و المدخالت و المخرجات آلها فى جهاز واحد و يستخدم micoهو صغير الحجم و يسمى صغيرة مثل التعبئة و فى التطبيقات السهلة مثل المصاعد و غسيل العربات و بعض التطبيقات الصناعية ال

التغليف

S7 300 s7 400 يستخدمان فى التطبيقات االآثر تعقيداً و هى تتعامل مع مدخالت و مخرجات آثيرة ووحدة المدخالت و يعتمد على مدى s7 400او s7 300المخرجات و الكهرباء عببارة عن وحدات مختلفة و اختيار اى من التعقيد و االمكانيات

number system نظام االعداد المعلومات او يتعامل معها على هيئة plcيخزن ال on , off ( 0 , 1) اى نظام ال binary bits ) بت ( bit

و تستخدم احيانا منفردة او فى صور رقمية decimal system ١- النظام العشرى ، آل االرقام لها وحدات (digit ) اساس ) base ( ووزن weight النظام العشرى هو المستخدم فى الحياة اليومية

binary system ٢- النظام الثنائى plcتستخدم فى ال

يتم ترتيب 0,1 النظام الثنائى فى عواميد العمود االول 0,1 و هى اقل بت موجودة و مع آل 2 =1 0

يتضاعف هذا الرقم صف و اخر رقم يسمى اخر بت 21 =2 اذن الثانى سوف يكون most significant bit 2 = 128 7و فى هذا المثال يكون

binary decimal > تحويل االعداد من

من الشمال الى اليمين ١البحث عن -١ ١آتابة آل رقم عشرى لكل -٢ جمع هذة االرقام -٣

امثلة

bit , byte, word , double word

nipple = 4 bit byte = 8 bit word= 16 bit = 2 byte = 4 nipple dword= 2 word= 32bit= 4 byte= 8 nipple

ال plc ال يستطيع اال فهم 0 , 1

BCD آود من االعداد الثنائية

وحدات ٤رقم عشرى منهم يعبر عنة ب هى ارقام عشرية و آل DIGITS تستخدم هذة االنظمة فى المدخالت و المخرجات مثال لها العجلة الدائرة

HEXADECIMAL 16 نظام ال

آثيرة فى صورة اقل و بعبر عن آل BITS يستخدم هذا النظام فى الكمبيوتر لعرض 4 BITS برمز واحد

ل من عدد عشرى الى للتحوي HEXA

1C

للتحويل من HEXA الى عشرى

TERMINOLOGY المصطلحات الفنية

حساس -١ SENSOR

مثال لها ال ، هو محول من الصورة الفيزيائية الى صورة آهربية PUSH BUTTON

٢- ACTUATOR

الى صورة فيزيائية PLC يحول االشارة الكهربية الخارجة من ال مثال لة بادئ الماتور

-٣ DISCRETE INPUT

فولت ٠( ٠او ) فولت ٢٤( بعدها لو آان مغلق ١فولت و ثم يعطى اشارة ٢٤اى مفتاح منهم او حساس يوصل ب لو آان مفتوح )

ANALOG INPUTS ٤- مدخالت رقيمية

رة و هى تتراوح بين هو المدخالت التى تكون قيمتها مستم فولت ١٠الى ٠ملى امبير و ٢٠الى ٠ملى امبير و ٢٠الى ٤ DC

-٥ DISCRETE OUTPUT عبارة عن PLC يكون الخارج من ال و يتم توصيلة على مشغل لغالق محبس او ملف آونتاآتور او ريالى 1 , 0 او لمبات تشغيل

ANALOG OUTPUT ٦- خارج تماثلى

فولت ١٠الى ٠هو خارج قيمة مستمرة ممكن ان يكون من DC ملى امبير ٢٠الى ٤ليشغل عداد مثال او تيار من ليعطة لجهاز يحول التيار الى ضغط يتحكم فى محبس هواء يفتح بنسبة معينة

٧- CPU

خزن على الذاآرة يتخذ قرارات هو عبارة عن ميكروبروسيسور يقوم بقراءة المدخالت و بناءا على البرنامج الم اخراج الخرج و هو يقوم بعمليات مثل الخرج و العد و التزامن و مقارنة البيانات و عمليات تتابعية

PROGRAMMING ٨- البرمجة البرنامج يحتوى على اوامر لتنفيذ مهمة معينة برمجة عبارة عن مجموعة من االوامر و هناك طرق عديدة لل PLC برمجة ال STL , FBD, LADDER -٩ LADDER هذا النظام يشبة التوصيالت الكهربية و هو عبارة عن خط فى اقصى الشمال يمثل مصدر الكهرباء ثم الدائرة و آل دائرة تعتبر شبكة و الشبكات تتلو االخرى لتنفيذ العمليات و الخارج فى النهاية هو نقطة رجوع الكهرباء

من الشمال الي اليمين تقراء

مدخالت لو آان آل منهما يعمل سوف يكون هناك خرج موجود على I 0.1 , I 1.2 فى هذا المثال Q0.0 - ١٠ STATEMENT LIST ( STL )

C هذة اللغة قريبة لمن يستخدمون لغات البرمجة العالية مثل

- ١١ FUNCTION BLOCK DIAGRAM ( FBD )

آل عملية يعبر عنها صندوق ( ة عن طريق استخدام صناديق للعمليات و هى اسهل للمتختصين بالعمليات البرمج) ليصفها

-١٢ PLC SCAN PLC وظيفة المسح لل بقراءة المدخالت ثم ينفذ البرنامج المسجل علية ثم يقوم بعمليات االتصال و يجديد المخرجات ثم PLC يقوم ال

جديد و الفترة الزمنية فى هذة العملية تعتمد على عدد ال يعود لينفذ من I/0 و حجم الذاآرة آمية االتصاالت

١٣- SOFTWARE

استخدمها و هى تحتوى على االوامر الخاصة بالببرامج التى تشغل PLCالمعلومات التى يستطيع الكمبيوتر و ال المكونات الصلبة ١٤- HARDWARE

ات الصلبة امثال ال هى المكون PLC و جهاز البرمجة و الكابل المستخدم

MEMORY SIZE ١٥ – حجم الذاآرة KILO = K= 1000 UNIT

عند التكلم عن الكمبيوتر 1K = 1024 الن = 210 1024

BIT 1024 ممكن تكون او 1024 BYTE او 1024 WORD

-١٦ RANDOM ACCESS MEMORY ( RAM ) ذاآرة الدخول العشوائية

هى الذاآرة يمكن الدخول على المعلومات الموجودة فيها و قرائتهاو تغيرها و تستخدم لتخزين المعلومات المتغيرة مع الوقت و لكنها عند فقد الكهرباء تفقد هذة المعلومات الموجودة فى ذاآرتها لذلك البد من وجود بطارية لحماية ذلك -١٧ READ ONLY MEMORY ( ROM ) ذاآرة قراءة فقط

هى نوع من انواع الذاآرة المعلومات تقرأ فيها فقط و ال يمكن تغيرها تستخدم فى حفظ المعلومات الغير مطلوب PLCمسحها و عند انقطاع الكهرباء ال تفقد المعلومات الموجودة عليها و تستخدم لتخزين البرنامج التشغيلى للـ ١٨EPROM (ERASEABLE PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY)- الـ لتمنع التغيرات الغير مطلوبة فى البرنامججهاز اشعة فوق ULTRA VILOTالمعلومات الموجودة عليها تقرأ فقط و صعب مسح ما عليها اال باستخدام تستخدم الكهرباء لمسح ما عليها EEPROMبنفسجية و هناك ايضا -١٩FIRMWARE

البرنامج التشغيلى الذى يسلم مع الذاآرة هو EPROM فى الـ PLC و الذى يحتوى على وظائف ال PLC االساسية

الذاآرة تقسم الى

تحتوى على اوامر البرنامج التى يتم تحميلها من جهاز البرمجة : مكان للبرنامج -١ بالبرنامج مثل قراءة العداد او الزمن هى امكان االحتفاظ بامكان العمليات التى تمت : مكان للمعلومات -٢ PLCتحتفظ بمعلومات المكونات الموصلة بالـ: مكان للتعريفات و المتغيرات -٣

:المتطلبات لعمل او تغيير برنامج

١- PLC عليه المستخدم لكتابة البرنامج ثم يتم SOFTWAREهو جهاز آمبيوتر يتم انزال : جهاز برمجة -٢

بالبرنامج الذى يحتوى على اوامر العمليات عن طريق توصيل جهاز البرمجة بكابل PLCتحميل ال PLCخاص بجهاز ال

٣- SOFTWARE للبرمجة PLCآابل توصيل بين جهاز البرمجة و ال -٤

بصفتة امكانيتة قليلة و يوضح بعض PLC SIEMENS S7 200 MICRO سوف نتخصص االن فى

ال التطبيقات المهمة المستخدمة فى PLC

يتضح نوع الكهرباء PLC يوجد بعض االنواع يوصل لها مصدر آهرباء متردد و اخرى ثابت و فى وصف ال CPU 222 DC DC DC الولى من الشمال للكهرباء المصدر تليها للدخل ثم للخرج

MODE SWITCH RUN يكون فية ال PLC خزن علية يعمل و يقوم بتنفيذ البرنامج الم STOP يكون فية ال PLC متوقف TERM يكون فية ال PLC فى وضع يسمح لجهاز البرمجة باختيار نظام التشغيل Analog adjustment هو مفتاح لضبط قيمة مخزنة فى وحدة ذاآرة خاصة و تستخدم مثال فى ضبط قيمة عداد زمن او عداد ارقام او ضبط نهاية

ضافىاضافة آارت ا اضافة آارت ذاآرة اضافى لالحتفاظ بالبرنامج اضافة آارت للساعة

اضافة آروت لزيادة الدخل و الخرج

آابل بالستيكى صغير يتم اضافتة لتوصيل آارت اضافة للخرج و الدخل ثم يتم الغلق عليها هناك حد اعلى لتزويد آروت الدخل و الخرج cpu لكل نوع و ال يوجد زيادة ممكنة output ٤و input ٦ cpu 221 مثال cpu 222 ٨ input ٦و output و يمكن اضافة آارتين اضافيين

status indicators لمبات البيان

run اخضر تعنى ان ال plc فى وضع run و يعمل Stop اصفر تعنى ان ال plc فى وضع التوقف

بيان للدخل و الخرج خضراء و آل لمبة مقابلة لدخل او خرج و عندما يكون الدخل الذى امامها يعطى اشارة لمبات ال24vdc "1" احساس فتضئ اللمبة التى امامها

installing التثبيت

مصدر التيار الخارجى

ترقيم الدخل و الخرج i/o numbering الثانى هو ال و byte اول رقم هو ال bit

و هذا جدول موضح الرقام الدخل و الخرج

الختبار البرنامج و اختبار الدخل input input simulator الدخل

output الخرج امثال الريالى و المبات يتم توصيلها بعد الخرج

سهولة عمل توصيل لالسالك بدون التعامل مع ال وجود وصالت منفصلة ل plc

المكثف يستخدم لحفظ المعلومات المخزنة

لتوضيح امكانيات اى نوع من manual و يوجد plc s7 300, 400, 200 توصيل احهزة اضافية ١- OP

مثل الوقت و دورة S7 200 لعرض الرسائل الكتابية و ايضا وضع بعض البيانات الى

PLC برمجة ال

مثل المنطقية و العدادو التزامنات و النقل: االوامر العادية

مثل عمل ترحيل للبيانات يمينا او شماال او التحويل و الحسابات الرياضية : االوامر الخاصة عة للعدادات السري: االوامر الخاصة بالسرعات العالية

SOFTWARE يستخدم للقيام بالبرنامج الذى سوف يشغل ال PLC

-١ SYMBOLS الرموز

لكل مكون من مكونات التحكم مثل الدخل و الخرج ممكن تسميتة بتسمية خاصة بة توضح دورة

SYMBOL " CONTROL ON " = I 0.0 -٢ CONTACTS

٣- COILS

لذى يعمل بعد ان يتحقق الدائرة الكهربية الموصلة بة و هو يتحكم فى الخرج ا RELAY هو يمثل ال Q

"1"و اثناء تحققة يكون

٤- BOXES

الصناديق التى توضح عملية آهربية معينة

\ ادخال المكونات لعمل البرنامج المستخدمة يوجد قائمة الختيار المكونات الدخالها الدوائر SOFTWARE من خالل ال

العمليات المنطقية

AND

OR

اخبار البرنامج

الحالة ( PLC لالتصال و روية البرنامج مباشرة من على ال ONLINE االختبار من داخل البرنامج عمل )الطبيعية فى الوقت الحالى

FORCING باستخدام البرنامج الختبار بعض الدوائر الكهربية ٠او ١ان يكون INPUT تستخدم هذة الطريقة الجبار حالة

ONLINE على برنامج الكمبيوتر CONTACT الحاالت التى يظهر بها ال

مثال لتشغيل ماتور

زيادة لمبات البيان

اضافة حساس لنهاية المشوار

ن الممكن اضافة العديد من الحساسات و المفاتيح على حسل التطبيقو م OUTPUT & ANALOG INPUT المدخالت و المخرجات التماثلية ايضا مع مدخالت تماثلية لها قيمة من PLC يعمل ال 0-10VDC و 4-20mA تستخدم للتعبير مثال عن قيم

بد ان يقوم ال السرعة او الحرارة او الوزن او المستوى ال PLC بتحويل هذة القيم الى قيم DIGITAL لكى يستطيع التعامل معهاليحول القيمة الى ANALOG و يستخدم آارت اضافى DIGITAL 12 BIT يستطيع ال PLC التعامل معها ويستخدم للتوصيل بقيم فولت او تيار او مقاومة

ANALOG INPUT

ANALOG OUTPUT

Timers مثال لها اشارة المرور

انواعهم تعمل بتاخير و تستمر يفصل بعد وقت

تعمل بتاخر

In هى االشارة التى تعنى بدا العمل للعدا د الزمنى PT هو الوقت المطلوب ان يستمر فية العداد الزمنى فى العمل و اقصى قيمة لها 1ms, 10ms , 100ms و تعمل هذة العدادات بدقة 327.67s, 3276.7s, 32,767s

مثال ”I 0.3 = ”1 فى هذا المثال عندما يكون

يبدأ العداد فى عد 150 ms اى ثانية و تظل فيها اللمبة 15 Q0.1 مضيئة ”I0.3=”0 لو انقطعت اشارة فى اى لحظة ثم عادت ثانية يقوم العداد بالعد من البداية

فى هذا المثال تظل اللمبة مضيئة و تنطفئ فى حالة انتهاء العداد من العد فقط Retentive on delay

يظل هذا العداد يعمل و يحتفظ بقيمتة اثناء انقطاع IN و اذا عادت مرة اخرى يكمل من عند القيمة التى توقف لة reset عليها و لذلك البد من عمل

T OFF DELAY

يستخدم لتاخير الخرج فى اثناء انقطاعة ياخذ العداد الوقت المضبوط علية ثم بعدها يقوم باخراج االشارة ٠الى ١يتحول من IN عند

تعتمد على نوعة plc العدادات الزمنية داخل آل جهاز

Counter العداد يقوم بعد اى قيمة معينة و عندها يبدأ فى عمل شئ

عداد فى ٢٥٦يوجد حوالى s7 200 و ال يمكن اعطاء عددين متشابهين حتى لو ٢٥٥الى ٠يتم اعطائهم اعداد من اختلف النوع

عداد تصاعدى -١ pvيبدأ العد من اى قيمة الى القيمة الوجود عليها cu يبدا العد عند اشارة R اليقاف العداد و اعادتة للبداية ١الى ٠من (cu عند تعدى القيمة المحددة على حسب تحول ( اآثر من القيمة المضبوط عليها يصبح Q=1

٢- عداد تنازلى

عند تحول (يبدا العد من قيمة مضبوط عليها CD و عندها تتحول ٠حتى يصل الى ) ١الى ٠من Q ١الى ند ع LD يتم عمل اعادة تشغيل و البدا من عند قيمة ال ١تساوى PV

٣- عد تنازلى و تصاعدى او CD عندما يتحول CU ١الى ٠من

الخرج QU القيمة الفعلية( عندما تصبح ١يتحول الى ( CV تساوى القيمة المضبوط عليها PV

١تعطى QD ٠تساوى CV عندما تكون تجعل LD عندما تعمل PV=CV R=1 عند تتحول CV ٠الى مثال

عند الوصول للعدد المضبوط علية تعنى ان المكان امتلئ مثال

C48 العداد I0.0 عدد العربات التى تدخل I 0.1عدد العربات التى تخرج

عربة ١٥٠الجراج يسمح بوجود PV q0.1الخارج هو معناة المكان ممتلئ I 0.1 عند دخول عربة ١و يبدا العداد زيادة ١الى ٠تتحول من ١و ينقص العداد ١الى ٠يتحول من I 0.0 عند خروج عربة

يتحول ١٥٠عندما تصبح قيمة العد q0.1 معناة المكان ممتلئ ١الى و تنطفئ االشارة عند خروج اى عربة high speed instructions اوامر السرعات العالية ١- عدادات عالية السرعة 20khz اآبر تردد يوصل بالعداد هو

Positioning ضبط المكان مثال

للفة pulse ٦٠٠يعطى encoder لو آان ال لفة لنقل من مكان لالخر اذن 1000 و الماتور ياخذ

٦الى ١للنقل من لفة و يقف الماتور ٣٠٠٠٠اد سوف يعد لفة العد ٥٠٠٠

interrupt التوقف المفاجئ

االولوية االتصاالت -١ الدخل و الخرج -٢ الوقت المضبط -٣

plc هى اوامر سريعة للتوقف البد ان تتحقق قبل االنتهاء من الدورة الكاملة لل

PTO

نبضة ٤٢٩٤٩٦٧٢٩٥الى ١اعطاء مجموعة من النبضات لخرج معين من الممكن من ممكن ضبط التردد٥٠ % duty cycle ٠"يساوى وقت " ١"تعنى ان وقت"

PWM

لضبط ال duty cycle ١٠مثال % on ٩٠و % off

Transmit او اجهزة خارجية modem للربط مع network communication االتصاالت الشبكية plcs لنقل المعلومات بين مبيوتر و المتحكم فى سرعة المواتير و الحساسات و المشغالت من الممكن عمل و الك شباآات

و الشباآات المشهورة فى الصناعة Profibus As-i

fundamentals of field bus system مبادئ الشبكات الصناعية

التحكم يكون هناك مشكلة فى مد اسالك آثيرة لتلك عند زيادة عدد االشارات المطلوب نقلها للمتحكم للقيام بعملياتاالشارات و يكون استخدام شبكة لتجميع االشارات هو الحل االمثل عن طريق تجميع مجموعة من االشارات على

جهاز موصل بالشبكة و هذا الجهاز يرسل محتويات و حاالت االشارات فى معلومات وبيانات على الشبكة

OverviewDate 09/06/00, Page 17

Overview

s

Cost Savings

Terminal blocks

Distributor

Terminal block

Cabinet

Terminal block

Safety barrier

PLCCabinet

Fieldbus

I/O

Plannin

g

Plannin

g

Commissioning

Commissioning

InstallationInstallation

Documentation

Documentation

ServiceService

مميزات الشبكات

البرمجة سوف تكون اسهل -١ تقليل تكلفة االسالك و اخطائها -٢ تقسيم اجزاء المكينة او العملية -٣ سهولة االضافة و التعديل -٤ االشارات الصبعة تكون اقرب للنقل امثال القيم التماثلية و العدادات -٥ تحديد اماآن االخطاء و بسهولة -٦ لالترآيب و الصيانة اسه -٧

ترتيب معمار الشباآات

المستوى االعلى مستوى التخطيط يكون فية معلومات المكان باآملة و المشروع باآملة و المشروع باآملة و - المشروع باآملة و يتم فية نقل معلومات آبيرة الحجم

االخطاء اذا حدثتالمستوى التحكمى و هو الذى يوضح حالة الموقع او المكان و العمليات التى تتم فية و -

PLCالمستوى الخلوى للربط بين ال -و مكونات pg او ال opبال plcالمستوى العمليات التحكم تكون السرعات فية عالية و يكون لربط ال -

نظام التحكم من حساسات و منفذات منفذات لل لنقل معلومة صغيرة جدا باقصى سرعة عن الحساسات و ال)( مستوى الحساسات و المنفذات -

plc

النظام الشبكى

S -Interbus -1

بعضهم plcيستخدم لنقل معلومات عن الحساسات و المنفذات فقط و بسرعة و لمعلومات قليلة و ال يستخدم لربط ال phonixببعض و هو اخترع بواسطة شرآة

profibus ( process field bus )-2

ببعضهم لنقل معلومات باالضافة لنقل معلومات الحساسات و المنفذات لعدد plc و يستخدم ايضا لربط ال نظام اخر آبير منهم

I -AS-3

لربط الحساسات و المنفذات بكابل واحد من طرفين لنقل معلومات منهم و اليهم بسرعة و ايضا معلومات اخرى نظام

CAN ( controller area network ) -4

ليستخدم فى تقليل عدد الكابالت فى العربات bosch , intelصمم من قبل شرآة

SIEMENS ( simatic S7-( 300الشبكات المناسبة ل

point interface ) -MPI ( multi-1 ) OP( للربط مع اجهزة البرمجة و اجهزة التشغيل I -AS-2

توى اتصالت فى اقل مس ٠و١لربط الحساسات و المنفذات التى تعمل بعطاء اشارات BUS-PROFI-3

FMS ( field bus message specification )ببعضهم plc لربط ال -١ plc PROFIBUS-DP ( distributed peripheral)لربط اجزاء نقل المعلومات بال -٢٣- Profibus-PA

MPI ( multipoint interface )

pg, plc , opفقط للربط مع siemensمخصص ل

بايت ٢٢و يتم نقل معلومات plc ٣٢ممكن ربط حوالى

pg , pc,hmi,plc ثابتين مع ال ٤اتصاالت متغيرة و ٨ممكن ان يرتبط مع plcآل kbit , 12 mbits 187.5سرعة النقل

مع المقويات bus, treeممكن التوصيل على شكل RS485نوع التوصيل , 10kmاقصى طول

متر و لذلك البد االستعانة بالمقويات ٥٠من الممكن استخدام ٣٢الى ١نقطة و العنوانين من ٣٢ثر على االآ

plcالربط بين ال Cpu31x cpu412 cpu413 cpu414 cpu416

Max 8byte 32byte 32 byte 32 byte 32byte

الربط يرجى اتباع التالىلعمل

PROFIBUS : الفصل العاشر

OverviewDate 09/06/00, Page 8

Overview

s

Solution for all your Automation Needs

Cell LevelCell LevelCell Level

EnterpriseEnterpriseEnterprise

InternetInternetInternet

Field LevelField LevelField Level

PROCESS FIELD BUS

Peer-to-Peer

High Speed I/O Hazardous

Area

OverviewDate 09/06/00, Page 9

Overview

s

Solution for all your … (continued)

Controllers

NetworkComponents

I/O

PC BoardsInstruments

HMI

Tools

SoftwareDrivers

ValvesSIEMENS

6SE7016-1EA30WR 2,2 kW

Nr. 467321

SIMOVERT SC

Drives

Training &Services

…see Electronic Product Guide on www.profibus.com for complete list

1,900 products from more than 280 different vendors

OverviewDate 09/06/00, Page 10

Overview

s

Solution for all your … (continued)Peer-to-Peer (Fieldbus Message Specification -FMS)

Connection oriented communication

Definition of communication objects

Transmission rate up to 12 Mbaud

Several masters can participate

Master-master communication

Several master can write to the same field device

Up to 244 bytes of user data

Peer-to-Peer

OverviewDate 09/06/00, Page 11

Overview

s

Solution for all your … (continued)High Speed I/O (Decentralized Periphery - DP)

High speed data exchange

Transmission rate up to 12Mbaud

Several masters can participate

ONE master ONLY can write to a field device

Up to 244 bytes of user data

Same cables & components as Peer-to-Peer

Operation together with Peer-to-Peer in one network possible

OverviewDate 09/06/00, Page 12

Overview

s

Solution for all your … (continued)Hazardous Area (Process Automation - PA)

Protocol is DP - PA field devices are controlled by standard DP Master

According to IEC 1158-2 - different physical setup

Transmission rate 31.25kbaud

Power and data are transferred via the same wire

OverviewDate 09/06/00, Page 13

Overview

s

Reliable & Future Oriented

…because PROFIBUS is deterministic

…because methods for diagnostic & error detection are built into the system

…because PROFIBUS International ensures the quality together with test labs

…because a detailed test & certification procedure is available & established

OverviewDate 09/06/00, Page 17

Overview

s

Cost Savings

Terminal blocks

Distributor

Terminal block

Cabinet

Terminal block

Safety barrier

PLCCabinet

Fieldbus

I/O

PlanningPlanning

Commissioning

CommissioningInstallationInstallation

DocumentationDocumentation

ServiceService

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 1

Bus Physics & Wiring

s

PROFIBUS wiring/installation can be done with:

Copper

Fiber optic

Infrared & RF components

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 3

Bus Physics & Wiring

s

PROFIBUS Segments

Connected via repeaters

New segment when maximum length or

number of devices per segment is reached

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 4

Bus Physics & Wiring

s

PROFIBUS Segments - Repeater

Segment 2

Segment 1

Isolation

Segment 1

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 6

Bus Physics & Wiring

s

PROFIBUS Segments - Nodes/DevicesUp to 126 addressable nodes per network

Up to 32 devices per segment

RepeaterPROFIBUSNodes (e.g. I/O)

Optical LinkModules(OLMs)

! No PROFIBUS Address !

! No PROFIBUS Address !

What counts as “device”?

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 7

Bus Physics & Wiring

s

PROFIBUS Segments - ExampleAddress #0 Address #30 Address #31 Address #60

Address #90 Address #61Address #120 Address #91

Address #121 Address #125= Repeater

= OLM

No Address

No AddressNo Address

No Address

Up to 126 addressable nodes per networkUp to 32

devices per segment

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 8

Bus Physics & Wiring

s

Installation

Shielding & Grounding

Drop Lines

Termination

Cable Distances

Bus Physics & WiringDate 09/06/00, Page 9

Bus Physics & Wiring

s

Installation - Shielding & GroundingImproves EMC behavior

Provides a low impedance (short) return path for noise and current

Reduces the emission from the bus

!!!Shield is not always connected to protective GND within the devices;

therefore, make sure the cable shield will be connected to GND before it

enters or leaves the cabinet!!!

!!!Shield is not always connected to protective GND within the devices;

therefore, make sure the cable shield will be connected to GND before it

enters or leaves the cabinet!!!

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 1

PROFIBUS Basics

s

Active Stations

Passive Stations (Field Devices)

PLCPC

PROFIBUS

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 5

PROFIBUS Basics

s

High-Speed Data Exchange - Startup Sequence

Power ON/Reset

Power ON/Reset of Master or Slave

ParameterizationDownload of Parameters into the Field Device (selected during Configuration by the User)

I/O ConfigurationDownload of I/O Configuration into the Field Device (selected during Configuration by the User)

Data ExchangeCyclic Data Exchange (I/O Data)and Field Device reports Diagnostics

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 6

PROFIBUS Basics

s

High-Speed Data Exchange - Parameterization

Master Slave

Features Implemented in DeviceDescribed in GSD FileProcessed by Configuration ToolSelected at ConfigurationExamples:

Enable Channel DiagnosticOperation Range for Analog Channels

(e.g. ±10V or 0..10V)Fail Safe Behavior (e.g. Hold Last

Value)

Parameter Download (up to 244 bytes)

= Parameterization Data = Confirmation (Data Received)

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 7

PROFIBUS Basics

s

Parameterization (continued)Parameter selection with Configuration Tool

jsdfehrgihw[orijth]ewj]ypokj ekygadfgs adfhsfg hjjsffg hsfghfdhsdl daj htvi erti vetvert34524575687356nj 8467knggnhngjtrby5yi k57859mnnbvt456hn,g76nkbvij yuftis dt0iewr yt9ei uoriyrywkrowrg owrtohworthorthwrthrthwrthrwthtryjtyjyukytyj y7u79jtyu568566utrtjhyui ui kuj khyji yui yuiithjyuki uio7ujtyujytuoiukytyj yukuikyukuil uili ui oliuiluii l6buhyijti u8o67m8m747567n8567n75567nm78m78,om87o,56nu78m,,9o,0p.90.p;0;.; ’-;/

jsdfehrgihw[orijth]ewj]ypokj ekygadfgs adfhsfg hjjsffg hsfghfdhsdl daj htvi erti vetvert34524575687356nj 8467knggnhngjtrby5yi k57859mnnbvt456hn,g76nkbvij yuftis dt0iewr yt9ei uoriyrywkrowrg owrtohworthorthwrthrthwrthrwthtryjtyj yukytyj y7u79jtyu568566utrtjhyui uikuj khyji yui yuiithj yuki uio7ujtyuj ytuoiukytyj yukuikyukuil uili ui oliuiluii l6buhyijti u8o67m8m747567n8567n75567nm78m78,om87o,56nu78m,,9o,0p.90.p;0;.; ’-;/

Fewer DIP Switches - NO Handheld - NO Extensive Additional DocumentationUser defines every Function in ONE Tool.

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 8

PROFIBUS Basics

s

High-Speed Data Exchange - Configuration

Master

Configuration Download (up to 244 bytes)

= Configuration Data = Confirmation (Data Received)

Possible I/O Selections described in GSD FileProcessed by Configuration ToolSelected at ConfigurationExamples

8DI (1 Byte), 8DO (1 Byte)2AI (2 Words), 2AO (2 Words)RS232 Interface, Counter Module

Slave

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 9

PROFIBUS Basics

s

Configuration Tool (continued)I/O selection with Configuration Tool

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 11

PROFIBUS Basics

s

High-Speed I/O - Data Exchange & Diagnostics

Master Slave

= Output Data = Input Data

Master Slave

Slave indicates diagnostics to report

Data Exchange (up to 244 bytes)

= Diagnostic Indicator

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 12

PROFIBUS Basics

s

Data Exchange & Diagnostics (continued)

Master Slave

= Diagnostic Request = Diagnostic Response

Master Slave

Data Exchange (up to 244 bytes)

Diagnostic Request and Response (up to 244 bytes)

PROFIBUS BasicsDate 09/06/00, Page 13

PROFIBUS Basics

s

Diagnostic Response (continued)

6 Bytes Mandatory

Header Header Header

Device Related

(Optional)

Identifier Related

(Optional)

Channel Related

(Optional)

Up to 244 Bytes

e.g. wrong

configuratione.g. no load

powere.g. module #4

has diagnostice.g. wire break or

short circuit

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 1

PROFIBUS Details

s

PROFIBUS DP Services

Master Class 2

Field Device (Slave)

Controls the Field Devices Parameterization Configuration Cyclic Data ExchangeRead Diagnostic

Read DiagnosticSet Station AddressRead ConfigurationRead I/OTake Over Control of 1 Slave

ParameterizationConfigurationData Exchange

Read DiagnosticUpload, Download(De)Activate Parameters(De)Activate SlavesSet Operation Mode

! Master Class1 and/or Class 2 and/or Slave can be implemented in one Device !

Master Class 1

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 2

PROFIBUS Details

s

Electronic... (continued)Each slave/class 1 master device needs an Electronic Device Data Sheet (= GSD file)

All features/characteristics/parameters of the device are defined in this file

Simple text file (ASCII-format)

Information out of the data sheet is read by configuration tools

File is created by device manufacturer

On www.profibus.com you’ll find…… a GSD editor tool to create data sheets… a GSD checker (included in the editor)… a GSD library

GSD

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 3

PROFIBUS Details

s

Electronic... (continued)File extension identifies language

“.gsd” as minimum requirement (language should be English)

Either “.gsd” or all otherEnglish = “.gse”

French = “.gsf”

German = “.gsg”

Italian = “.gsi”

Portuguese = “.gsp”

Spanish = “.gss”

GSD

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 4

PROFIBUS Details

s

Text Description For Parameters (O)

Extended Parameter Definition (O)

General Data (M)

Field Device Related Data (M & O)

Module (I/O) Definition (M)

Electronic... (continued) - File Structure GSD

;<Prm-Text-Def-List> PrmText = ... … EndPrmText

#Profibus_DP

;<Ext-User-Prm-Data-Def-List> ExtUserPrmData = ... … EndExtUserPrmData

;<Unit-Definition-List> GSD_Revision = ... …

;Slave-specification Freeze_Mode_supp = ... …

;<Module-Definition-List> Module = ... … EndModule (M) = Mandatory (O) = Optional

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 5

PROFIBUS Details

s

File Structure... (continued) GSD

Version According to Standard

Vendor/Manufacturer Name

Device Name (Displayed in Config Tool)

Unique ID Number per ProductMandatory for Class 1 & Slave DevicesIssued by PTO

Services Supported (0=DP; 1=DP&FMS)

Type (0=Slave; 1=Master)

Supported Transmission Rates & Related Timing Parameters

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 6

PROFIBUS Details

s

File Structure... (continued) GSD

1=Synchronization of Input Data Supported

1=Synchronization of Output Data Supported

1=Transmission Rate Detected by Device

0=Address can NOT be set via PROFIBUS

1=Station Expandable

Length Definitions for Modular Stations

Maximum Number of Diagnostic Data Reported by the Device

Used by Configuration Tool

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 7

PROFIBUS Details

s

Data Exchange - SYNC/UNSYNCIn Normal Mode, When the Outputs Are Received by the Slave ASIC, They Are Immediately Given to the Slave Firmware for Writing to the Physical Outputs

When a SYNC Control Command is Sent, the Last Set of Received Outputs is Transferred to the Slave Firmware and Then This Transfer is Blocked

Normal Mode Operation Resumes After an UNSYNC Command

MASTEROutputs to Slave

DATA xPhysical Outputs

DATA x

Normal Mode

MASTEROutputs to Slave

DATA yPhysical Outputs

DATA xXSync Mode

MASTERSYNC

DATA xPhysical Outputs

DATA x

Sync Mode

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 8

PROFIBUS Details

s

Data Exchange - SYNC/UNSYNCOutputs (x) to Slave 3

DATA DATA Physical Outputs = x

Outputs (z) to Slave 5DATA DATA

Physical Outputs = z

DATA DATA

Outputs (a) to Slave 3DATA x DATA x

Physical Outputs = xX

Outputs (y) to Slave 4DATA DATA

Physical Outputs = yTime Lag Between DataAppearing at Physical Outputs of Different Slaves

Outputs (a) to Slave 4DATA y DATA y

Physical Outputs = yXOutputs (a) to Slave 5

DATA z DATA zPhysical Outputs = zX

After SYNC, Data Transfer to User’s Buffer Is Blocked…OnlyBuffered in Receive Buffer for All Slaves in Groups Indicated

DATA DATA

Physical Outputs = DATA

Physical Outputs = DATA

SYNC Broadcast

Receive Buffer User’s Buffer

Data is ImmediatelyTransferred to User’s Buffer & Physical Outputs Appear “Simultaneously”For All Slaves in Groups Indicated

x

y

z

x

y

z

DATA a

DATA a

DATA a

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 9

PROFIBUS Details

s

DATA a

Data Exchange - SYNC/UNSYNCDATA a

3

DATA a4

DATA a

DATA x

DATA y

DATA z

Physical Outputs = a

Physical Outputs = a

Physical Outputs = a5

SYNC Broadcast

DATA bData is ImmediatelyTransferred to User’s Buffer, Physical Outputs Appear “Simultaneously”& Slaves Go Back Into Normal Mode For All Slaves in Groups Indicated

DATA b

UNSYNC Broadcast

Data is ImmediatelyTransferred to User’s Buffer & Physical Outputs Appear “Simultaneously”For All Slaves in Groups Indicated

Outputs (b) to Slave 3DATA a

Physical Outputs = aXOutputs (b) to Slave 4

DATA a DATA aPhysical Outputs = aX

Outputs (b) to Slave 5DATA a DATA a

Physical Outputs = aX

Data Transfer to User’sBuffer Is Blocked…OnlyBuffered in Receive Buffer for All Slaves in Groups Indicated

Receive Buffer User’s Buffer

DATA a

DATA a

DATA a

DATA b

DATA b

DATA a

DATA aDATA b

DATA bPhysical Outputs = b

Physical Outputs = b

DATA b

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 11

PROFIBUS Details

s

PROFIBUS Message Structure

SD: Start DelimiterLE: Net Data Length (DU) + DA, SA , FC, DSAP, SSAPLEr: Length repeatedDA: Destination Address (Where the message goes to)SA: Source Address (Where the message comes from)FC: Function Code ( FC=Type & Priority of Message)

DSAP: Destination Service Access Point (Communication Port of Receiver)SSAP: Source Service Access Point (Communication Port of Sender)FCS: Frame Checking SequenceED: End Delimiter

= Included in FCS

SD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x x 0x3D 0x3E x .. x 0x16

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 12

PROFIBUS Details

s

PROFIBUS Character Format

StartBit“0”

Each character is 11 bits(Start-, Stop-, (Even) Parity- and 8 Data bits)

DataBit0

LSB

DataBit1

DataBit2

DataBit3

DataBit4

DataBit5

DataBit6

DataBit7

MSB

ParityBit

StopBit“1”

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 13

PROFIBUS Details

s

Communication Ports (Service Access Points)

ParameterizationConfiguration

Output Data

Diagnostic Request

Is it…?

PROFIBUS Address #24

You gotmail...

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 14

PROFIBUS Details

s

Communication Ports (continued)

It is:PROFIBUS Address #24

SAP #60SAP Default

Configuration

You gotmail...

SAP #62SAP #61

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 15

PROFIBUS Details

s

F u n c t io nD P M a s te r D P S la v e

D e c . H e x D e c . H e x

D a ta _ E x c h a n g e - - - -R D _ In p 6 2 3 E 5 6 3 8R D _ O u tp 6 2 3 E 5 7 3 9S la v e _ D ia g 6 2 3 E 6 0 3 CS e t_ P r m 6 2 3 E 6 1 3 DC h k _ C fg 6 2 3 E 6 2 3 EG e t_ C fg 6 2 3 E 5 9 3 BG lo b a l_ C o n tr o l 6 2 3 E 5 8 3 AS e t_ S la v e _ A d d 6 2 3 E 5 5 3 7

-

Communication Ports (continued)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 17

PROFIBUS Details

s

Startup Sequence (continued)

Power ON/Reset

Power ON/Reset of Master or Slave

ParameterizationDownload of Parameters into the Field Device (selected during Configuration by the User)

I/O ConfigurationDownload of I/O Configuration into the Field Device (selected during Configuration by the User)

Data ExchangeCyclic Data Exchange (I/O Data)and Field Device reports Diagnostics

ParameterizationDownload of Parameters into the Field Device (selected during Configuration by the User)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 18

PROFIBUS Details

s

7 Bytes Mandatory

Device Specific (Optional)

Up to 244 Bytes

Startup Sequence - ParameterizationSD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x x 0x3D 0x3E x .. x 0x16

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 19

PROFIBUS Details

s

Parameterization (continued)Parameters are sent once after Power On/Reset

First 7 bytes are mandatory for every field device

Mandatory parameterization consists of:Response Monitoring TimeTSDR Time for Master/Slave TimingFreeze/Sync Mode Lock or Unlock Slave for this MasterAssignment to GroupMaster AddressIdent Number

Slave confirms receipt with short acknowledge

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 20

PROFIBUS Details

s

Parameterization (continued) - Mandatory

Lock Unlock Meaning0 0 Min TSDR and User Parameters are allowed to be overwritten0 1 DP-Slave is NOT locked for other Masters1 0 DP-Slave is locked for other Masters; all parameters are accepted1 1 DP- Slave is NOT locked for other Masters

ReservedWD_ON (1=Response Monitoring (Watchdog) Activated)

Freeze_Req (1=Support of Freeze Mode Required)

Sync_Req (1=Support of Sync Mode Required)

Unlock (See Table below)

Lock (See Table below)

7 0Octet 1

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 21

PROFIBUS Details

s

WD_Fact_1

WD_Fact_2 (Watchdog (s)=10ms * WD_Fact_1 * WD_Fact_2)

TSDR (Time the field device waits before it responds)

PROFIBUS Ident Number (high byte)

PROFIBUS Ident Number (low byte)

Group_Ident (8 groups; bit x is set -> devices belongs to group x)

Parameterization - Mandatory (continued)

Octet 2

Octet 3

Octet 4

Octet 5

Octet 6

Octet 7

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 22

PROFIBUS Details

s

Parameterization (continued) - Device Related

Each device can use Octets 8 - 244 for device/ module-related information (e.g. startup information)

Takes the place of DIP switches (e.g. set range of measurement for an analog channel)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 23

PROFIBUS Details

s

Parameterization (continued) - Example GSD File

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 24

PROFIBUS Details

s

Startup Sequence (continued)

Power ON/Reset

Power ON/Reset of Master or Slave

ParameterizationDownload of Parameters into the Field Device (selected during Configuration by the User)

I/O ConfigurationDownload of I/O Configuration into the Field Device (selected during Configuration by the User)

Data ExchangeCyclic Data Exchange (I/O Data)and Field Device reports Diagnostics

I/O ConfigurationDownload of I/O Configuration into the Field Device (selected during Configuration by the User)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 25

PROFIBUS Details

s

Simple and/or Special Identifier Format

Up to 244 Bytes

Startup Sequence - ConfigurationSD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x x 0x3D 0x3E x .. x 0x16

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 26

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued)Configuration is sent once after Power On/Reset

Master sends configurations to Slaves– any device-specific configuration– I/O configuration

Slave confirms receipt with short acknowledgeacknowledge configuration (Short Acknowledge “E5”h)check configuration information for validity

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 27

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Simple Format

Data Length for Input and/or Output Data (NOT for Special Format)0000=1 Byte/Word...1111=16 Bytes/WordsData Definition00=Special Format (see page 28)01=Input10=Output11=Input & OutputSize Data Unit (NOT for Special Format)0=Byte1=Word

7 0Identifier 1 (1 Byte per Module for Simple Format)

Data Consistency (NOT for Special Format)0=Byte/Word1=Whole Length

Additional Configuration Data (Simple and/or Special Format)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 28

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Example Simple Format

Data Length1010=11 WordsData Definition10=Output

Size Data Unit (NOT for Special Format)1=Word

Data Consistency (NOT for Special Format)0=Word

0 1 1 0 1 0 1 0

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 29

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Special Format

Length of Vendor Specific Data0000=No Data0001-1110=1-15 Bytes1111=No Data00=Special Format (FIXED)Input/Output00=No I/O01=One Byte for Input Data Specification follows10=One Byte for Output Data Specification follows11=One Byte for Output & 1 Byte for Input Data Specification follows

7 0

Header

I/O Data Specification

Vendor Specific Data

Additional Config Data (Simple or Special Format)Header

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 30

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Special Format

Data Length for Input or Output Data000000=1 Byte/Word...111111=64 Bytes/WordsSize Data Unit0=Byte1=WordData Consistency0=Byte/Word1=Whole Length

7 0

Header

HeaderVendor

Specific DataAdditional Config Data

(Simple or Special Format)I/O Data

Specification

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 31

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Example Special Format

0 1 0 0 0 0 1 1 1 Byte for Input Data Specification & 3 Bytes Vendor Specific Data follow

1 0 1 0 0 1 0 036 Bytes of Input Data with Consistency over whole Length0 0 0 0 0 1 1 0

1 1 1 1 0 1 1 0

1 0 1 1 1 1 0 1

3 Bytes of Vendor Specific Information

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 32

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Example Telegram

= Simple Format

= Special Format

1st

Module2nd

Module3rd

Module

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 33

PROFIBUS Details

s

Configuration (continued) - Example GSD File

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 34

PROFIBUS Details

s

Startup Sequence (continued)

Power ON/Reset

Power ON/Reset of Master or Slave

ParameterizationDownload of Parameters into the Field Device (selected during Configuration by the User)

I/O ConfigurationDownload of I/O Configuration into the Field Device (selected during Configuration by the User)

Data ExchangeCyclic Data Exchange (I/O Data)and Field Device reports DiagnosticsData ExchangeCyclic Data Exchange (I/O Data)and Field Device reports Diagnostics

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 35

PROFIBUS Details

s

Application Specific Data

Up to 244 Bytes

Startup Sequence - Data Exchange RequestSD LE LEr SD DA SA FC DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x x x .. x 0x16

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 36

PROFIBUS Details

s

Application Specific Data

Up to 244 Bytes

Startup Sequence - Data Exchange ResponseSD LE LEr SD DA SA FC DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x 0x08 x .. x 0x16

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 37

PROFIBUS Details

s

Data Exchange (continued) - Example GSD File

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 38

PROFIBUS Details

s

Startup sequence (continued) - DiagnosticWhen does the master request diagnostic?

Before sending the parameter download to make sure the field device is available

Before entering the data exchange mode to validate parameters and configuration and make sure the field device is ready

During data exchange whenever indicated by the field device

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 39

PROFIBUS Details

s

Diagnostic (continued)

Power ON/Reset

Parameterization

I/O Configuration

Data Exchange

Are you there?(Check whether field device is available)

Parameters & configuration ok?(Validation of download)

Are you ready for data exchange?

What happened?(Master fetches diagnostic as indicated by

field device)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 40

PROFIBUS Details

s

Application Specific Data

Up to 244 Bytes

Diagnostic (continued) - How is it indicated during the Data Exchange?

SD LE LEr SD DA SA FC DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x 0x0A x .. x 0x16

Field device raises “red flag” in Data Exchange response

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 41

PROFIBUS Details

s

Diagnostic (continued) - Request to Field Device

SD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP FCS ED

0x68 x x 0x68 x x x 0x3C 0x3E x 0x16

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 42

PROFIBUS Details

s

6 Bytes Mandatory

Device Related (Optional)

Up to 244 Bytes

Startup Sequence - ParameterizationSD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU.. FCS ED

0x68 x x 0x68 x x x 0x3D 0x3E x .. x 0x16

Diagnostic (continued) - Response from Field Device

Identifier Related (Optional)

Channel Related (Optional)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 43

PROFIBUS Details

s

Diagnostic (continued) - Mandatory

Diag.Station_Non_Exist (Field device doesn’t answer; set by master)

Diag.Station_Not_Ready (Field device not ready for data exchange)

Diag.Cfg_Fault (Error in configuration data)

Diag.Ext_Diag (Field device reports extended diagnostic information)

Diag.Not_Supported (Requested feature not supported by field device)

Diag.Invalid_Slave_Response (Set by master)

7 0Octet 1

Diag.Prm_Fault (Error in parameter data, e.g. Ident Number)

Diag.Master_Lock (Field device controlled by another master; set by master)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 44

PROFIBUS Details

s

Diagnostic - Mandatory (continued)

Diag.Prm_Req (Field device needs to be paramterized)

Diag.Static_Diag (Field device can not provide valid data)

always set to “1”

Diag.WD_ON/OFF (Response monitoring in field device activated/de-activated)

Diag.Freeze_Mode (Field device is operating in FREEZE mode)

Diag.Sync_Mode (Field device is operating in SYNC mode)

7 0Octet 2

Reserved

Diag.Deactivated (Set by master)

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 45

PROFIBUS Details

s

Diag.Ext_Overflow (Too much extended diagnostic data)Diag.Master_Add (Address of controlling master; FFh if none)

PROFIBUS Ident Number (High byte)

PROFIBUS Ident Number (Low byte)

Diagnostic - Mandatory (continued)

Octet 3

Octet 4

Octet 5

Octet 6

Reserved

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 46

PROFIBUS Details

s

00 (Fixed)

Diagnostic (continued) - Optional: Device Related

Header

Data length(including header)

Up to 62 bytes Device Related informationMeaning is manufacturer specificShould be described in GSD file

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 47

PROFIBUS Details

s

Diagnostic Device Related (continued) - Example GSD File

Meaning: Bit 0 of the Device Related Diagnostic is set to “1” - Field voltage missing!

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 48

PROFIBUS Details

s

01 (Fixed)

Diagnostic (continued) - Optional: Identifier Related

Header

Data length(including header)

Based on modular systemEach module has one identifierNo additional descriptionnecessary

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 49

PROFIBUS Details

s

Diagnostic Identifier Related (continued) - Example

0 1 0 0 0 1 0 0

0 1 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 0 0 1

Identifier Related Diagnostic; Length = 4 Bytes

1 0 0 0 0 0 0 0

Identifier 0 & 6 (Module 1 & 7) with Diagnostics

Identifier 8 (Module 9) with Diagnostics

Identifier 23 (Module 24) with Diagnostics

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 50

PROFIBUS Details

s

10 (Fixed)

Diagnostic (continued) - Optional: Channel Related

Octet 1

Identifier number

3 bytes per channelPre-defined error typesVendor specific types possible

01 = Input10 = Ouput11 = Input/Output

Octet 2

Channel number

001 = Bit010 = 2 Bit011 = 4 Bit

Octet 3

Error type100 = Byte101 = Word110 = 2 Words

1-short circuit2-under voltage3-over voltage4-overload5-over temperature6-wire break7-upper limit exceeded8-lower limit exceeded9-error10-15 reserved16-31 manufacturer specific

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 51

PROFIBUS Details

s

Diagnostic Channel Related (continued) - Example

1 0 0 0 0 1 0 0

0 1 0 0 0 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

Channel Related Diagnostic; Identifier 4 (Module 5)

1 0 0 0 0 1 1 1

Channel 1 (=Input) with Diagnostic

Bit organized; Wire Break

Channel Related Diagnostic; Identifier 7 (Module 8)

Channel 3 (=Output) with Diagnostic

Word organized; Manufacturer specific code

1 0 0 0 0 0 1 1

1 0 1 1 0 0 1 0

PROFIBUS DetailsDate 06/22/00, Page 52

PROFIBUS Details

s

Data Exchange (continued) - DP MasterFour main operation modes for a DP Master:

OFFLINE - No activity

STOP - Communication to a Master Class 2 possible; no communication to field devices

CLEAR - Master communicates with field devices; output data are set to “0” or output length = 0 in case of field devices that support “Fail Safe” feature

OPERATE - Standard operation mode; data exchange between master and field devices

Diagnostic & TroubleshootingDate 06/09/00, Page 2

Diagnostic & Troubleshooting

s

Always the 1st step - Stay out of Trouble!Installation according to PROFIBUS Installation Guideline (Document 2.112, available from PTO)

Use REAL PROFIBUS cable according to the standard

Choose a master with an “easy to use”configuration tool

Use appropriate shielding & grounding

Diagnostic & TroubleshootingDate 06/09/00, Page 3

Diagnostic & Troubleshooting

s

Check the Physical Setup - with the BT 200

Wire break/crisscross

Short circuit

Termination

Bus scan

Length

Reflections

RS 485 interface

Diagnostic & TroubleshootingDate 06/09/00, Page 4

Diagnostic & Troubleshooting

s

How to use the BT 200?Connect test plug with first connector and BT200 with last connector

Termination “ON” at the test plug only while testing the cable

Turn the BT 200 “ON” and press the test key

If everything is ok, you see the message “cabling o.k. (1R)” otherwise an error message appears

TestPlug BT200

Connector

Termination ON, interrupts daisy chain

Diagnostic & TroubleshootingDate 06/09/00, Page 5

Diagnostic & Troubleshooting

s

How to use the BT 200? (continued)In case of an error - work your way “up”

TestPlug

BT200

Connector

Termination ON, interrupts daisy chain

TestPlug

BT200

TechnologyDate 10/17/00, Page 2

Technology

s

Application Specific Integrated Circuit - ASIC

Intelligent Slave

Simple Slave SPM2SPM2

SPC41SPC41SPC3SPC3

Master

LSPM2LSPM2

SIM 11SIM 11

ASPC2ASPC2

+RS 485

31.25 kbaud12 MbaudIEC 1158-2

DPC31DPC31

TechnologyDate 10/17/00, Page 3

Technology

s

Simple Field Devices

Transmission rate up to 12Mbaud

DP Protocol completely integrated

No processor required

Data Volume:LSPM 2 - 32 bit I/O & 8 bit diagnosticSPM 2 - 64 bit I/O & 16 bit diagnostic

SPM2SPM2LSPM2LSPM2

MQFB, 80 Pin, 2cm2 PQFB, 120 Pin, 10cm2

TechnologyDate 10/17/00, Page 4

Technology

s

LSPM2 Block Diagram

TxDRxD

Port A

Port B

Port C

Port D

Port E

Watchdog

I/O Inter-face

Clock pulsegenerator

48 MHz

Interface for

ser. EEPROMshift register

RS 485 Interface

I/O

I/O /Diag

I/O /Diag

I/O /Diag

Diagnostics

XSREE

80 PIN QFP-Housing32 I/O´s

Baudrate Generator

DIAERROR

NORMOPER

Microsequencer

TechnologyDate 10/17/00, Page 5

Technology

s

Features LSPM2/SPM2Timer for response monitoring integrated (watchdog)

Automatic detection of transmission rate

EEPROM interface for station address & IdentNumber

Shift register interface

I/O interface

Parameterization ports

Diagnostic data is specified

LSPM2/ SPM2 supports all mandatory and optional services for field device/slave solutions

TechnologyDate 10/17/00, Page 6

Technology

s

Intelligent ASICs

PROFIB.DP

PROFIBUS Part 1

PROFIBUS DP

PROFIBUS Part 1+ Data-Link-Layer IS+ Physical-Layer Synchronous

RS 485 (max. 12Mbaud)

Hardware

Software

ApplicationMaster

ApplicationSlave

ApplicationSlave

SPC 3 SPC 41

PROFIBUSFMS

PROFIBUS Part 1

PROFIB.DP

PROFIBUSFMS

ASPC2

SIM 11

IEC 1158-2 (31.25kbaud)

PROFIBUS

PROFIBUS (intrinsic safety)

Layer 2PROFIBUS DP

PROFIBUS Part 1+ Data-Link-Layer IS+ Physical-Layer Synchronous

ApplicationSlave

DPC 31

SIM 11

DPV1

TechnologyDate 10/17/00, Page 7

Technology

s

Intelligent ASICs - continued

Max. Transmission 12 12 12 12Rate [Mbaud]

Transm. Medium RS 485 RS485 / IEC 1158-2 (with SIM 11) RS 485

Protocol DP (DPV1) DP/FMS/PA DP/DPV1 DP/DPV1/FMSMessage Buffer 1.5 1.5 6 1,000 [kByte] external

Housing PQFP, 44 Pin PQFP, 44 Pin PQFP, 100 Pin MQFP, 100 Pin

SPC41SPC41SPC3SPC3 ASPC2ASPC2DPC31DPC31

TechnologyDate 10/17/00, Page 8

Technology

s

Intelligent … (continued) - SPC3automatic search

of baudrate9.6kbd-12Mbd

interface to:Intel (8032, 80x86)

Motorola (HC11/16/916)Siemens (80166/80167)

DP slaveprotocol integrated

firmware available

SPC3

3 buffers for each:input & output

data; 1 for PRM; 2 for CFG & DIAG

up to 244 byteof data

1.5 kByteinternal RAM

TechnologyDate 10/17/00, Page 9

Technology

s

Intelligent … (continued) - DPC31automatic search

of baudrate9.6kbd-12Mbd

interface to:Intel (8032, 80x86)

Motorola (HC11/16/916)Siemens (C166)

DP slaveprotocol integrated

firmware available

DPC31

3 buffers for each:input & output

data; 2 for PRM,CFG & DIAG

up to 244 byteof data

TechnologyDate 10/17/00, Page 10

Technology

s

Intelligent … - DPC31 (continued)

integrated8031 core

up to 40bits I/O

6 kByteinternal RAM

standard interfacefor memory expansion

31.25kBdsynchronous

100 pin PQFPhousing

synchronousserial interface

firmware includescomplete DPV1

TechnologyDate 10/17/00, Page 11

Technology

s

Available Firmware for the ASICs

SPC41SPC41

ASPC2ASPC2

SPC3SPC3

Master SWProtocol DP

for 80165

Slave SWProtocol DP,

FMS,PA

Slave SWProtocol DP (6 kByte)

(30 kByte)

+

+

+

(80 kByte)

DPC31DPC31Slave SW

Protocol DP/DPV1+ (depends onimplementation)

TechnologyDate 10/17/00, Page 19

Technology

s

Development Kit DP & PA - Test Board

I -AS

ممكن استخدامة فى دوائر الطوارئ

الفصل الحادى عشر bus wayالوصالت الكهربية المعدنية

تستخدم لنقل الكهرباء

يتحرك عليها الكونتاآت الوصالت التى

وحدة يتم ترآيبها

شريط زجاجى ملفوف الكسوة

الوصالت عازل المعدنية

لعمل آونتاآت آهربى phaseيوجد فرش آربونية على آل

load centerمراآز االحمال

التدفئة و دوائر القوى، تستخدم للتحكم فى االنارة تثبت فى صندوق على الحائط او داخل الحائط

يمكن استخدامة من االمام فقط

Bus bars

neutralة التعادل وصل

pole , 2 pole 1تستخدم اجهزة حماية التيار لحماية االجهزة و الكابالت و منها

Ground fault protection اخطاء االرضى و حمايتها

عند تالمس اى خط من الكهرباء مع االرضى يحدث هذا الخطاء

و فى الحاالت neutral ى خط الكهرباء و التيار الذى يعود فى خط ال يقوم هذا الجهاز بمقارنة التيار الذى يسير ف الطبيعية يكونا متساويين و فى حالة االختالف يكون هناك مشكلة و يقوم الجهاز بفصل الدائرة

المطابخ -٣الجراجات -٢الحمامات - ١و االماآن التى يتطلب و جود مثل هذا الجهاز فيها

ث شرر آهربى او تالمس آابلين مع بعضهما لهم اجهزة معينة لحمايتهاالحماية من حدو

surge protectionالحماية من الصواعق

بمعدل spikes فولت ١٠٠٠٠الى ١٠٠٠الصواعق اذا تالمست مع خطوط الكهرباء الى البيوت بحوالى من تنتقل مثل الكمبيوتر و التليفزيون هربية مرات سانويا و يؤدى الى تدمير االجهزة الك ١٠الى ٨من

دائما الصواعق تبحث عن االرضى و فى طريقها الية تدمر االجهزة و لذلك يستخدم جهاز لنقل الصاعقة الى االرضى دون المرور باالجهزة و يتم ضبط الفولت و التيار المسحوب فى هذا الجهاز

circuit breakersفاصل الدوائر الكهربية م بفصل و تشغيل الدوائر الكهربية و ايضا االحساس بارتفاع التيار و فصل الدوائر عندهاتقو االحساس بزيادة التيار-١ قياس آمية التيار-٢ فصل الدائرة عند استمرار الخطأ اآثر من الوقت المضبوط-٣

مكوناتة frame الغطاء الخارجى -١ contacts نقاط التوصيل -٢ arc chute assembly رارة الكهربية اثناء الفصل امتصاص الش -٣ operating mechanism ميكانيكية العمل -٤ trip unit وحدة الفصل -٥

يكون من البالستيك مثل بوليمرات الزجاج و التكوين للمواد قد يكون عامال فى اختيار بيانات التيار االطار -١ و الفولت العظمى

straight through نقاط التوصيل -٢

معناة ان عند زيادة التيار T I 2طاقة الحرارة تتناسب طرديا مع( عند ارتفاع درجة الحرارة اى زياادة التيار الوقت يكون اقل لتدمير االجهزة

Blow apart contacts

االخر فالمجاالت المغناطيسية الكونتاآت فى هذة الطريقة متوازيين مع بعضهما اى التيار فى آل ذراع يسير عكس تعاآس بعضها و لكن فى االحوال العادية تكون قليلة فال تسبب المجاالت المغناطيسية ابعاد الكونتاآت عن بعدهم

وعند زيادة التيار فان المجاالت المغناطيسية تبعد الكونتاآت عن بعض

ية ز فيها حماية اآثر تقل عن الطريقة العاد T I 2هذة الطريقة فيها

عند فصل الكهرباء تتولد شرارة قد تؤدى لحرق االماآن عند الكونتاآت و حلها

operating handleيد التشغيل مرة اخرى للتشغيل on ثم off من عمل البد trip عند حدوث

ميكانيكية العمل

trip unitوحدة االحساس بالخطاء و يتحرك بار الفصل short circuit التيار او حدوث هى عقل فاصل الدائرة و تتكون من وحدات احساس بزيادة

او االحساس الحرارى بزيادة التيار او حدوث قفلة button عن طريق مفتاح

trip ميكانيكية الفصل

manual tripالفصل اليدوى -١

overload tripالفصل عن طريق الزيادة فى سحب التيار

Short circuit trip تيار عالى يمر يولد مجال مغناطيسى آبير يقوم بسحس الذراع المتحرك الية ليقوم بدفع short circuit عند حدوث

دائرة الفصل لتفصل الكونتاآت

انواع فواصل الدوائر الكهربية

الفصل عن طريق االحساس بالمجال المغناطيسى -١ الفصل عن طريق االحساس الحرارى و ايضا المغناطيسى -٢ الفصل عن طريق الدوائر االليكترونية -٣

Solid state circuit breakers

االحساس بقيمة التيار -١ تحديد متى يكون التيار عاليا -٢ يرسل اشارة فصل لدائرة الفصل تحديد متى -٣

لكل سكينة هناك مواصفات للتيار و الفولت

العالقة بين التيار و الوقت

لكل قيمة التيار قيمة الوقت بالثوانى الذى يفصل عندة

آلما زاد التيار آلما آان وقت فصل الدائرة اسرع

ثانية للفصل ٣٠الى ٢٥هاز فانها تاخذ حوالى مرات تيار فصل الج ٣فولت اى ٦٠٠لو آان التيار ملحوظات مهمة

sin يتم قياس قيمة التيار من على الموجة ال

تكون القراءة غير سليمة و لحساب ادق يتم اخذ عدد قراءات اآبر harmonic بسبب ال

N( nominal ampere ) ( I ontinuous ampere ratingmaximum c (اآبر تيار مسحوب

continuous current -1 % ١٠٠-٢٠يكون بين و NIهو التيار التى تتحملة السكينة بدون ان يفصل و هو نسبة من تيار

I R=%IN

long time delay -2

و هى second -2.2 27هو بين فى اثناء البداية و NIمرات التيار ٦هو الوقت الذى ينتظرة عند وصول التيار , I2tتؤثر على

Short time pick up

10-1.5 و هى مابين short circuit يحدد آمية التيار التى يتحملها الفاصل فى وقت صغير حتى ينتهى سبب ال times trip current وممكن الغائها off

Short time delay ولكن هناك fixed time و يسمى s 0.5-0.05 و يضبط من short time pick up هو الوقت المصاحب لل

s 45.-0.18 اآثر وهو بين ramp و يعطى I2t نظام اخر هو

Instantaneous pick up و يقوم فيها بفصل الدائرة لحظيا I Rمرة من ٤٠الى ٢ما بين

Ground fault pickup

Safety switch

) سكاآين الحماية ( مفاتيح

short circuit حدوث

I2tالتى تؤدى لدمار الفيوزات shot circuit الطاقة الحرارية المصاحبة مع ال

distribution system انظمة توزيع الكهرباء التوزيع السكنى

التوزيع الصناعى

power supply systemانظمة الكهرباء

star connectedالتوصيل على صورة نجمة

١.٧٣٢ ×الفولت بين الفاز و االرضى = الفولت بين اى فاز و االخرى

delta connectedالتوصيل المثلثى

دخول الخدمة

panel board groundingضى عملية عمل االر هى عملية مهمة فى الكهرباء و البد ان تؤخذ بعناية و هى توصيل الدائرة الكهربية او اى معدة آهربية باالرضى

باالرضى neutral مثال لتوصيل ال

الخطاء ووقتها يتمكن البد من جعل مقاومة االرضى فى النظام هى االقل حتى يمر التيار االعلى فيها فى حالة وقوع المفتاح الكهربى من الفصل

عمل ارضى لدخول الخدمة

البد عمل االرضى فى بداية دخول الخدمة و ليس فى اى مكان اخر

حالة حدوث خطأ

Spikes العلو اللحظى فى الفولت يتسبب فى تعطيل و افساد االجهزة االلكترونية

ء توزيع الكهربا

switch boardلوحة المفاتيح

يتم ا دخال و اخراج لوحة فصل الكهرباء بسهولة داخل اللوحات

و تقوم بتوصيل الكهرباء لالرضى لمنع تلف االجهزة spikes هناك اجهزة حماية من ال علو اللحظى للفولت

البد من عمل ارضى فى البداية

قياس الكهرباء

عن طريق التاثير الحرارى dc عند المقارنة بال effective value ( rms) القيمة المؤثرة

االحمال الخطية و الغير خطية

مشاآل الكهرباء

voltage fluctuation ال يؤثر اذا آان يتغير فى المدى المسموح : اهتزاز الفولت -١ voltage sag زة و يستمر لثانيتين او اقل يؤدى لفصل االجه: هبوط الفولت -٢ voltage swell يؤدى لدمار االجهزة: زيادة الفولت -٣ long-term under / over voltage يؤدى لدمار االجهزة : وقت طويل من الزيادة او النقصان -٤ outage/ sustained power interruptionمن توانى الى ساعات : انقطاع الكهرباء -٥

frequency and harmonicsالتردد والهارمونيك هو العدد التى تتغير فية قطبية الموجة فى الثانية الواحدة : التردد

Harmonics : تتكون بسبب الدوائر االليكترونية امثال محوالت الكهرباء و متحكمات المواتير و تسبب مشاآل لالحمال الموصلة

hz ١٨٠=٦٠*٣= الثالث harmonic فيكون ال hz 60 هارمونيك مثال التردد االصلى و هو اول

عند وجود هارمونيك تكون الموجة المتولدة بهذا الشكل و عند وجود العديد تكون المشكلة اآبر

و عند زيادتة تقل اعمار المحوالت و تسبب مشاآل لالجهزة % ٢٠هناك قياس للهارمونيك و البد اال يزيد عن االليكترونية

Phasor

Harmonic sequence تتابع الharmonic

الهارمونيك الفردية افضل النها فى نفس اتجاة الدوران و عند زيادة عدد المضروب فى الهارمونيك تكون قد قلت

حدتها الن قوتها تكون ضعيفة

تاثير الهارمونيك

زة التحكم تسبب زيادة الحرارة فى الموصالت و اجه الهارمونيك السالب يؤدى الى مشاآل فى المواتير فانة يسبب قلة العزم و زيادة التيار المسحوب

و هو ال يوجد علية حملية neutral قد تؤدى لزيادة حرارة الموصل ال ٠يكون جميعهم موجة ٠الهارمونيك ال

K factor من ال هو مدى تحمل المحوالت الحرارة المتولدة harmonic

K1-k5 K5 مرات اآثر من ٥يتحمل k1

Power & power factor القدرة و معامل القدرة

دائما تكون مقاومات و ملفات و مكثفات : انواع االحمال االحمال المقومات -١

الفولت و التيار يزداد ز يقل فى نفس الوقت تحول فيها الطاقة الكهربية الى حرارة امثال اللمبات امثال هذة االحمال االحمال التى ت

true powerالقدرة الحقيقية تقس بالوات و الكيلو وات و الميجا وات . الكهرباء المسحوبة من االحمال المقومات تعتبر طاقة مفيدة آلها تستهلك

P=e*I inductive loadsاحمال الملفات -٢ محوالت و الصولونويد مثل المواتير و ال

درجة فى دوائر الملفات فقط ٩٠التيار يتاخر عن الفولت ب و يكونوا غير متطابقين فى االطوار

درجة ٩٠و لكن الدوائر يكون فيها ملفات و مقاومات فيؤدى الى تاخير التيار عن الفولت اقل من درجة ٤٥مثال عند تساوى المقاومة مع الملف يكون التاخير

capacitive loadsاحمال المكثفات مثل محسنات معامل القدرة و الفالتر

درجة ٩٠التيار يسبق الفولت ب

reactiveاالحمال الرجعية التى تحتوى على مقاومات و ملفات و مكثفات

reactance المعاوقة للتيار

e circuits energy in reactivالطاقة فى الدوائر الرجعية هذة الطاقة ال تسبب عمل تستخدم فى شحن المكثفات و توليد مجال مغناطيسى على الملف

عند تغير التيار الموجب للسلب تخزن آهرباء فى الملف على صورة مجال مغناطيسى و ايضا شحنات فى المكثف و هذة الطاقة تعود للمصدر عند التفريغ او عكس المجال

reactive powerية القدرة الرجع apparent رجعية و reactive , حقيقية true تتكون من ثالثة ac القدرة فى دوائر ال

Reactive = VAR التى تخزن و تعود للمصدر Apparent power VA هو المجموع االتجاهى للقدرة الحقيقة و الرجعية

power factorمعامل القدرة و ذلك لمعرفة آم قد تم استخدامة و آم قد تم رجوعة ) المرئية ( و نسبة القدرة الحقيقية للقدرة آلها ه

PF = COS Ө = PT/PA

مشاآل معامل القدرة

زيادة القدرة الرجعية تقلل معامل القدرة \اى ان توزيع الكهرباء يعمل باقل امكانية و فائدة و آفاءة

١ات حمل ومعامل قدرة آيلو و ٥٠مثال

آيلوفولت امبير المستخدم ٥٠ممكن ان يكون المحول %٧٠\٥٠= آيلو فولت امبير ٧١.٤٣نحتاج لمحول ٠.٧او % ٧٠اما اذا آان معامل القدرة

و ايضا سوف نحتاج لكابالت اآبر

حساب القدرة

VA=W/PF

عندما يكون معامل القدرة قليل يتم حساب جزاءات

حلول مشاآل الكهرباء

communicationsاالتصاالت

تستخدم لنقل المعلومات معينة عن قرات او اجهزة الى مكان اخر

communication protocols and standardsمراسم االتصاالت

Straight line topology التوصيل على خط واحد

لى خط واحد و البد من الغلق ق عند النهاية لكن عند القطع ال يستطيع الجهاز الجهاز المتحكم يوصل باالجهزة ع

رؤية ما بعد مكان القطع

loop topologyالتوصيل على شكل حلقة

اغلى لكن عند القطع ممكن االتصال باالجهزة = الكابالت المستخدمة اآثر

protocolالمراسم ة اتصال االجهزة ببعضها و عدد االجهزة و آيفية االتصاالت و سرعة االتصال هوى القواعد التى تحدد آيفي

bus DP -Profi و الكمبيوتر ببعضهم plc هى شبكات صناعية شائعة لربط االجهزة و ال

LAN

Converters ( gate way ) تستخدم لنقل نظام اتصال لنظام اخر

Serial communication 32 RS2

نظام اتصال يرسل و يستقبل المعلومات على آابل من زوجين ملفوفين ٢٥اسنان او ٩و يكون الموصل عبارة عن

ليست آل االتصاالت تستخدم آل هذة الموصالت

RS485 قدمة و يفضل فى التطبيقات الصناعية ٥٠مسافة اآثر من

الفصل الثانى العشر

general motion controlالتحكم فى الحرآات

فى هذا الفصل سوف نتكلم عن التطبيقات التى تتحرك فيها االجزاء من مكان الخر و بسرعات مختلفة و الماآينات التى تتطلب الحرآات الدقيقة لعمل مكونات دقيقة

axisالمحاور

ى حرآة محور تستخدم الميكانيكية لنقل حرآة الماتور الدائرية الى حرآة خطية و هو يكون التحكم فى عدد من المحاور مع بعضهم ) المواتير ( هناك بعض الماآينات يكون فيها العديد من المحاور

multiple axis controlللحصول

مثال للتئحكم فى الحرآة فى محور واحد

plcل المنتج امام الحساس فيقوم ال فى هذا المثال يتحرك الماتور فيتحرك السير الذى يوجد علية المنتج حتى يص

بوقف االشارة للخرج الذى تذهب للكونتاآتور ليقف الماتور

) drive( مثال للتحكم فى الحرآة باستخدام متحكم فى السرعة

دة و ايضا يعمل على زيا drive بقطع اشارة التشغيل عن ال plcمثال عندما يحس الحساس بالعالمة يقوم ال

السرعة و تقليلها و للتشغيل و االيقاف

امثلة اآثر تعقيدا

لعمل صورة فى مجلة تشغيل ماتور للطباعة لكل لون

تطبيقات عدد الماآينات

بعمل قطع و عمل اخرام و لف بدقة عالية باستخدام العديد من المحاور هذة الماآينات تقوم CNCا التحكم فى العديد من المحاور رقميا بالكمبيوتر و تستخدم الماآينات التى يحدث فيه

linear & rotational axisمثال لحرآة طولية و دائرية معا

Simens simovert

drivesالخصائص بالتحكم فى الحرآات ) ٠= السرعة ( التحكم فى عزم البداية -١ التشغيل و االيقاف بسرعة -٢ الحرآة عزم عالى اثناء زيادة -٣ التكرار -٤ التزامن -٥ القدرة على ضبط المكان بدقة -٦ قدرة على التحكم فى السرعة بدقة -٧

لبداية الكالم فى ذلك الموضوع ستكون بداية الكالم عن القواعد الميكانيكية و سبق التحدث عنها

امثال وحدات القياس -١ القوة -٢ ) قيمة و اتجاة ( القوة المحصلة -٣ العزم -٤ العجلة -٥ القصورقانون عزم -٦ االحتكاك -٧

البد من التاآد من ان عزم قصور المعدة يتناسب مع عزم قصور الحمل و ايضا يفضل الوصول للسرعة الجديدة

بسرعة عند التغير من السرعة البطيئة للسرعة السريعة

عندما يكون الحمل غير مطابق

عند تطابق قصور الحمل و الماتور

الشغل -٨ القدرة -٩

و القدرة العزم التكلم عن الماتور و التحكم فى سرعة نتكلم عن القدرة و هى لها عالقة بالسرعة و ذلك انة ال يتكون شغل اال مع عند

حرآة ولكن المطلوب الحصول على عزم جيد و مناسب عند بداية الحرآة لذا سوف نتكلم اآثر عن العزم

accelerating torqueعزم بداية السرعة

j عزم قصور الماآينة n∆مقدار تغير السرعة

t∆ الوقت الذى اخذتة فى تغيرالسرعة

) RMS TORQUE( العزم المؤثر

زيادة السرعة يكون فى وقت لحظى عزم عند حساب قيمة العزم اثناء الحرآة و الوقت لمعرفة القيمة المؤثرة للعزم الختيار الماتور المناسب

٧.٨٥د البداية نحتاج الى عن

١و لالستمرار و مقاومة االحتكاك نحتاج ٢و نحتاج للوقوف و الوصول للصفر

Tt الوقت الكلى المناسب driveلحساب العزم و المواتير و ال simosize و هناك برنامج

servomotor constructionتكوين الماتور السرفو

و stator وهم متشابهان فى ال induction & synchronous تحكم فى الحرآات ماتورين يستخدمان لل هناك

rotorمختلفان فى ال سبق التكلم عليها ) الدائرى ( و المجال المغناطيسى المتولد statorال

RPM synchronous السرعة ال

rotor نفس سرعة المجال المغناطيسى الدائر و هناك العديد من متزامن الن سرعة الروتور synchronous يسمى

الطرق المستخدمة للحصول على هذا الشئ و اشهرهم استخدام الروتور المغنالطيسى و يوجد فى المواتير الصغيرة

عند تولد مجال مغناطيسى دائر ز الروتور عبارة عن مغناطيس لة اقطاب فان آل قطب يندفع ليسير مع القطب فى المجال المغناطيسى المعاآس

dc افضل من ال acالمواتير ال الن ال يوجد تيار يسير فى الروتور يؤدى لسخونتة

dc الماتور ال تم الكالم عليها مسبقا asynchronous بالنسبة للمواتير ال

Servo motors drivesتستخدم تلك المواتير مع ال نبضات بفولت و تردد مما يؤدى لحدوث علو مفاجئ للفولت pulsesل للماتور موجات مربعة ترس drivesال

spikes و تؤدى الى زيادة حرارة الكابالت و الماتور

SPEED & TORQUEالسرعة و العزم

و التى يكون عندها الماتور RPMالسرعة المعاير عليها الماتور تكون مكتوبة على الالفتة الحديدية الموجودة عليه يعمل فى الفولت المسموح له و يعطى العزم المعاير له

مثالً RATED TOURQUE : 10.3 NM

RATED SPEED :3000 RPMعند RATED VOLTAGE :460 VACمع مصدر فولت

لعزم و التى ال يزال الماتور عندها يعطى ا MAX SPEED :4160 RPMايضا السرعة القصوى تعطى و هى يمكن الماتور من اعطاء العزم الكامل عند اى سرعة اقل من القصوى و لكن DRIVEعند استخدام ال . المطلوب

أعلى من القصوى ال يكون العزم آافى يكون أقل

CURRENTالتيار

(Stall current )هناك تيار يسحب عن البداية )تيار الربط ( I0تور و التيار المسحوب وقتها عزم الربط الذى يستخدم اليقاف الما: (Stall)عزم

و درجاته و مدى استحمال زيادة درجة الحرارة العزل

و تم التكلم عليها سابقاً IPالحماية

speed torque characteristicsخواص العزم و السرعة duty cycleدورة العمل

انواع ٩دها و تنقسم الى طريقة العمل و دورته توضح الحرارة التى يتم تول

S1,S3,S6 هم الشائعين

S1

آل المواتير تصمم على هذا النظام الذى يكون فية الحمل ثابت طول وقت العمل و تكو ن درجة الحرارة المتولدة

معروفة

S3

يتحرك دوريا بدورات ثابتة يعمل فى دورات ثابتة ثم يقف فى دورات معروفة

ال يؤثر على درجة الحرارة تيار البداية و %٢٠و %١٥دقائق او غير ذلك و دورة العمل التشغيلية تعطى ب ١٠و الوقت الذى يعمل فية الماتور للدورة هو

% ٣٠و %٢٥ %٦٠و يقف % ٤٠تعنى انة يعمل % ٤٠مثال تشغيل

S6

وجود حمل بينة و بين الذى قبلة ان الماتور يظل علية آهرباء حتى فى حالة عدمالفرق

servo synchronousخصائص السرعة و العزم فى المواتير ال الماتور يعرف بحجمة و ايضا طريقة تثبيتة و تعتمد خصائص العزم و السرعة على طريقة لف ملفات الماتور

روف تعبر عن السرعةالرسم المبين لماتور ممكن ان يلف لسرعات مختلفة و دورات تشغيل ايضا مختافة و الح

الرسم يوضح قيمة العزم عند التشغيل بدورة معينة و عند سرعة معروفة و السرعات الملفوف لها الماتور s1, s3العزم سوف يكون لتشغيل

عند وصول الماتور للسرعة المعتادة S1عند تشغيلة NM 1.1و يكون عزم البداية (RPM 3000) لف (F)ماتور . STATORبسبب االحتكاك و فقد ملفات NM 0.9يكون العزم اقل 3000

τlimitيسمى ٣٠٠٠لحظيا عند التشغيل بسرعة ى الذى ممكن ان يعطيةصالعزم االف (S1) الCURVE يوضح العزم عند اى سرعة

ى يدمر الماتورصعند زيادة العزم عن العزم االف

العزم و السرعة للماتور

)السرفو ماتور( اتير المو

او الفرملة له و يتم تثبيتها مدة BRAKEيمكن استخدام

عند امداد فولت لها تقوم بتحرير الماتور و عند انقطاع الكهرباء تمسك الماتور آحالة من الطوارىء )للتخفيض) تروس(وحدة تقل السرعة ( يستخدم ايضا

GEAR REDUCER

encoders & resolverةاجهزة تحديد المسافات المقطوع

حساب المسافة و السرعة و االتجاه ENCODERيستخدم مع المواتير ال

(INCREMENTAL)التصاعدى SINEو هو عبارة عن قرص عليه شروط و امامه حساس ضوئى و يقوم بارسال نبضات او موجه

closed loop controlالتحكم المغلق

ENCODERمة من الـ النبضات القاد

مطلوب للقيام بالحرآات بدقة مراجعة دائما المكان و السرعة الذى وصل لها الماتور و يتم ذلك عن طريق التأآد من (ENCODER) (FEED BACK) لتعديل للعداد و يقوم المتحكم بمقارنة القيمة المطلوبه و االشارة الراجعة لزيادة الدقة المكان او السرعة

Ua1, Ua2يقوم باعطاء خرج

٩٠و هم يبعدون عن بعض فى اللفة الواحدة نبضة ١٠٢٤و يقوم بارسال

التى تمر فى بداية آل دورة Ua0النبضة االصلية

نوع اخر

الدوران فى اتجاه عقارب الساعة

الدوران فى عكس اتجاه عقارب الساعة

coder Absolute en

يعطى قيمة مطلقة لكل مكان

القرص الذى يقوم الحساس بارسال ضوء عليه شفرة تختلف من مكان لالخر لتعطى آل مكان قيمة مختلفة عن االخر

فى الفولت و التردد سبق التكلم عليها PWMبالنسبة للمتحكم فى الماتور و طرق التحكم

سبق التحدث عنها SIEMENS الخاصة بـ MASTER DRIVESايضا ال

المميزات التكنولوجية

يوجد برامج مجهزة للمحاور لحرآات الطولية و الدائرة و االمدادات و ايضا اقامة ضبط المكان

و ايضا العمليات المتزامنه

cam controller يستخدم العطاء اشارة بوصول المحور للمكان المخصص ) ١

لمحاور الطولية مثال العربات المتحرآة التحكم فى ا) ٢

التحكم فى المحاور الدائرة المنضدة الدائرة : امثال

مثال لعمل ضبط المسافة

تطبيقات

فى التحكم فى الحرآات DRIVESملحق امثاة الستخدام ال

SIMODRIVE 611هو SIEMENSيوجد لهذا النظام نظام خاص بـ

الفهرس

مبادئ الكهرباء -١ منتجات الكهرباء -٢ المواتير -٣ متابعة –المواتير -٤ drivesالمتحكم فى المواتير -٥ مبادئ التحكم االلى -٦ متابعة–مبادئ التحكم -٧ الحساسات -٨ PLCالمتحكم فى الدوائر المنطقية -٩ كات الصناعية الشب -١٠ مواضيع متعددة -١١ مواضيع عن التحكم فى الحرآات -١٢

Referencesالمراجع

• SIEMENS STEP2000 TRAINING COURSE • PROFIBUS DOCUMENTATION • GENERAL OVERVIEW ABOUT AS-I BY SIEMENS