Arabic-classic-control

‫دورة‬ ‫التحكم اآللى‬ Automatic Control “Classic Control” COURSE

Level (1): :Course Task

1- Introduction to Classical Control. 2- Digital Input And Digital Output. 3- Construction of Contactors , Relays and Over Load. 4- Power Circuit and Control Circuit. 5- Common Wiring Faults. 6- ON\OFF Practical Exercises. 7- Reverse Direction 3hase and 1Phase Motor. 8- Practical Exercises on Reverse Direction 3hase and 1Phase Motor. 9- Characteristics and Types of Timers. 10- Practical Exercises on Timers.

‫بسم اهلل الرحمن الرحيم‬ ‫‪:Introduction to Classical Control‬‬

‫* ‪ -1‬مفهوم التحكم ‪ :‬ـ‬ ‫إذا كان لدينا لمبة فإنه يتم التحكم في إطفاء وتشغيل اللمبة عن طريق المفتاح والذي يعتبر عنصر‬ ‫التحكم في الدائرة‬ ‫‪LN‬‬ ‫* ‪2‬ـ أنواع التحكم ‪:‬ـ‬ ‫أ ‪ /‬النظام اليدوي ‪ :‬يتم التحكم في المنظومة باستخدام عناصر التحكم اليدويه (مفتاح فصل‬ ‫وتشغيل عادي )‬ ‫ب ‪ /‬النظام األوتوماتيك ‪ :‬مثل المفتاح الضاغط‬

‫‪ -3‬مكونلت نظام التحكم ‪ :‬أ‪ /‬المدخالت ( ‪ ) input‬ب‪ /‬المتحكم (‪)controller‬‬ ‫المخرجات (‪) output‬‬ ‫المخرجات‬

‫المتحكم‬

‫ج‪/‬‬

‫المدخالت‬

‫المدخالت‬ ‫أ ‪ /‬المفتاح الضاغط (‪)push button‬‬ ‫وهذه المفاتيح يتغير وضعها عند الضغط عليها فقط ثم تعود إلى وضعها األصلي سواء كان‬ ‫للتشغيل أو لإليقاف ويوجد منها أنواع ‪ :‬ـ‬ ‫‪ /1‬مفتاح تشغيل (‪ )on‬وظيفته غلق الدائرة عند الضغط عليه‬ ‫‪/2‬مفتاح إيقاف (‪ )of‬وظيفته قطع الدائرة عند الضغط عليه‬ ‫‪/‬مفتاح مزدوج ‪ :‬يستخدم لقطع دائرة وغلق أخرى في نفس الوقت‬

‫ب ‪ /‬مفتاح اإلختيار ‪)selector switch( :‬‬ ‫وله وضعان فقط كـل وضع متصل بدائره يتم التحكم فيها من هذا المفتاح‬

‫ج ‪ /‬مفتاح نهاية الشوط ‪)limit switch ( :‬‬ ‫يعمل تماما مثل المفتاح الضاغط ولكن يختلف عنه في الشكل فقط مثل مفتاح باب جراج‬ ‫السياره‬ ‫ويوجد بكثرة في المصاعد واألوناش ويغير وضعه عن طريق اإلصطدام ‪.‬‬ ‫د ‪ /‬المجسات ( ‪)sensors‬‬ ‫هي أجهزة تحول الخواص الفيزيائية إلى إشارة كهربيه لتغيير وضعها‬ ‫وتوجد أنواع مختلفة من المجسات حسب وظيفة كل منها مثل ‪:‬‬

‫ثانيا ‪ /‬المخرجات‬

‫أ ‪ /‬لمبات اإلشارة ( لمبات البيان )‬ ‫الرمز الهندسي ‪:‬‬ ‫ب ‪ /‬المحركات ( ‪)motors‬‬ ‫تنقسم إلى أنواع كثيرة منها ‪:‬ـ‬ ‫‪DC motor / 1‬‬ ‫‪(synchronous motor / 2‬يستخدم في الغالب كـ ‪synchronous‬‬ ‫‪)Generator‬‬ ‫‪Induction motor (3,2,1 phase) / 3‬‬ ‫ج ‪ /‬الصمام الكهربي ( ‪ )solenoid valve‬وأنواع أخرى‬

‫ثالثا ‪ /‬المتحكم‬ ‫يقوم بترجمة األوامر من اإلدخال ثم يحولها إلى اإلخراج مثل ‪ :‬ـ‬

‫أ‪classic control /‬‬ ‫**المزايا ‪:‬‬ ‫‪ -1‬يمكن التعديل فيها‬ ‫** العيوب ‪:‬‬ ‫‪ -1‬مساحة اللوحه كبيرة نسبيا‬ ‫‪ -2‬عالية التكلفه‬ ‫‪ -3‬عناصرها عناصر ميكانيكيه كثيرة اإلحتكاك تحتاج إلى صيانة دائمه‬ ‫‪ -4‬السرعه بطيئه (بالميللي ثانيه )‬ ‫اإلستخدام ‪:‬‬ ‫تستخدم في بعض التطبيقات ذات الحجم الصغيروبعض الماكينلت الصغيره مثل ماكينة‬ ‫الخراطة‬

‫ب ‪electronic cards /‬‬ ‫**المزايا ‪ -1:‬ذات مساحة صغيره‬ ‫‪ -2‬أقل تكلفه‬ ‫‪ -3‬ذات سرعة عاليه (بالميكرو ثانيه )‬ ‫**العيوب ‪ -1:‬اليمكن التعديل عليها‬ ‫‪ -2‬تحتاج إلى مهندس ذو مهارة في تنفيذ دائرة التحكم‪.‬‬

‫ج‪micro controller /‬‬ ‫هو عبارة عن ‪ IC‬يتم برمجتها حسب الوظيفة المطلوبه‬ ‫**المزايا ‪:‬‬ ‫‪ -1‬يمكن التعديل‬ ‫‪ -2‬ذات سرعة عاليه‬ ‫**العيوب ‪:‬‬ ‫‪ -1‬البرمجة تحتاج إلى مهارة عاليه‬ ‫اإلستخدام‪ :‬تستخدم في أنظمة التحكم التي ال تحتاج إلى تعديل أثناء التشغيل‬

‫د ‪)programmable logic control( /‬‬ ‫**المزايا ‪:‬‬ ‫‪ -1‬يمكن التعديل قبل وأثناء التشغيل‬ ‫‪ -2‬ذات سرعه عاليه‬ ‫‪ -3‬ذات مساحة أقل‬ ‫**العيوب ‪:‬‬ ‫‪ -1‬أعلى تكلفة من الميكرو‬ ‫اإلستخدام ‪ :‬ـ يستخدم في المصانع بكثرة لسهواة الصيانه وسهولة التعديل أثناء التشغيل‬

‫**مفتاح التالمس ثالثي األقطاب ‪Contactor‬‬ ‫‪L2 L1‬‬

‫‪L3‬‬ ‫الجزء المقابل للحافظة‬

‫نقاط تالمس مساعده‬ ‫‪) )N.O,N.C‬‬

‫نقاط تالمس أساسيه‬

‫حافظة حديد‬

‫ملف‬

‫نظرية التشغيل ‪:‬‬ ‫عند مرور التيار في اـلملف يتولد فيض مغناطيسي وحيث أن مقاومة الحديد أقل بكثير من مقاومة الهواء لذلك‬ ‫يحاول الفيض تقليل مسار الهواء أو الفجوة الـهوائيه ‪ ,‬فيقوم بجذب القلب الـحديدي المتحرك فتتصل النقاط مع‬ ‫بعضها فيمر التيار‪.‬وتتحول النقط من الوضع ‪ N.O‬إلى الوضع ‪ N.C‬أو العكس‪.‬‬ ‫*الرموز الهندسيه للمفتاح ‪:‬‬ ‫أ ‪ /‬النقاط األساسيه‬

‫ب ‪ /‬النقاط المساعدة ‪:‬‬

‫ج ‪ /‬الملـف ‪:‬‬

‫‪N.O‬‬

‫‪N.C‬‬

‫*إختيار مفتاح التالمس ‪:contactor‬‬ ‫أوال‪ -:‬يجب التأكد من فرق جهد الملف ونوعه ‪ AC‬أم ‪ DC‬وذلك للتأكد من أن كل مكونات دائرة التحكم لها نفس‬ ‫الفولت حتى ال أحتاج إلى إستخدام أكثر من مصدر كهرباء فى الدائرة‪.‬‬ ‫ثانيا‪ -:‬شراء الـ‪ Contactor‬يكون على اساس قيمة التيار الذىـ تتحمله نقاط التالمس األساسية التى ستوصل فى الـ‬ ‫‪ Power Circuit‬ويتم حسابه من العالقة ‪:‬‬

‫)‪(Accepted‬‬ ‫)‪(Refused‬‬

‫])‪I(load)=[P/(√3)(V)(P.F‬‬ ‫‪EX: Power Circuit Current = 30 Amp‬‬ ‫‪Rated Contactor Current = 35 Amp‬‬ ‫‪Rated Contactor Current = 25 Amp‬‬ ‫‪ ‬‬

‫*الحظ أن‪-:‬‬ ‫‪Hp=746watt -1‬‬ ‫‪ -2‬الجهد الذي يعمل عنده ملف القاطع يكون مكتوب‬ ‫على الملف وليس القاطع‬ ‫‪ -3‬يحدث توصيل سيء (‪ ) Bad contact‬من كثرة فصل وتشغيل القاطع فا لشرارة التي تحدث عند نقاط التالمس‬ ‫تؤدي إلى أكسدة النحاس ومع كثرة األكسده ممكن نقاط التالمس التوصل أو تعمل إنخفاض في الجهد ‪voltage‬‬ ‫‪ drop‬ألنها ستصبح كمقاومة متصله على التوالي‬ ‫وحل هذه المشكلة فك القاطع وإزالة األكسده عن طريق سائل معين أو صنفرة األكسده باستخدام صنفرة ناعمه (حتى‬ ‫التقلل طبقة النحاس فتقل قدرته على تحمل التيار المار فيه ) أو شراء نقط تالمس جديده إن أمكن أو شراء قاطع‬ ‫جديد ‪.‬‬

‫*الفرق بين ‪* contactor , auxiliary contactor , relay‬‬

‫‪(contactor -1‬القاطع) ‪:‬‬ ‫به نقاط تالمس أساسية توصل في دائرة القوى ونقاط تالمس مساعده توصل في دائرة التحكم وتصمم نقاط‬ ‫التالمس األساسية‪ $‬على تحمل التيارات العالية‪ $‬المارة فى دائرة القوى بينما تتحمل نقاط التالمس المساعدة التيارات‬ ‫المنخفضة المارة فى دائرة التحكم‪.‬‬ ‫‪( auxiliary contactor -2‬القاطع المساعد ) ‪:‬‬ ‫ يوجد به نقاط مساعدة فقط وال يوجد به نقاط أساسيه‪. $‬‬‫ يمكن عمل صيانة لنقاط التالمس أو تغيير الملف‪.‬‬‫‪: relay -3‬‬ ‫ أصغر في الحجم عن القاطع المساعد‬‫ سهل التغيير وال يمكن عمل صيانة‪ $‬له‬‫‪ -‬يوجد به نقاط تالمس مشتركة‪.‬‬

‫**حماية المحرك من زيادة التيار ** ‪Over load protection‬‬

‫ يحدث حمل زائد (‪ ) Over load‬عند زيادة التيار في الدائره الناتج عن زيادة اـلحملـ على المحرك‬‫(ألن زيادة الحمل على المحرك تؤدى إلى زيادة العزم مما يؤدى إلى زيادة الفيض مما يؤدي إلى‬ ‫زيادة التيار على المحرك)‬ ‫ الحظ أن‪ :‬الحمل يتناسب طرديا مع العزم و العزم يتناسب طرديا مع الفيض والفيض يتناسب طرديا‬‫مع التيار فكلما زاد الحمل زاد اـلتيار لذلك نلجأ إلى إستخدام القاطع (( ‪ Over load‬لحماية المحرك‬

‫ويوجد منه أنواع ‪:‬ـ‬ ‫‪ -1‬الحراري (‪) thermal‬‬ ‫‪ -2‬مغناطيسي (‪) magnetic‬‬ ‫‪ JV2 -3‬وهو يجمع بين الحراري والمغناطيسي لذلك فهو أسرع منهما ويستخدم عند (‪ 9‬ــــــــ ‪ ) 19‬أمبير‬ ‫‪ JV3-4‬وهو يجمع بين الحراري والمغناطيسي لذلك فهو أسرع منهما ويستخدم عند أعلى من ‪ 19‬أمبير‪.‬‬ ‫الحظ أن ‪-:‬‬ ‫‪ - 1‬المعدن بعد تمدده عند مرور تيار عالى فى دائرة الـ ‪ Power Circuit‬ال يصل أبدا‬ ‫ولكنه يؤدى إلى تغيير وضع نقاط التالمس المساعدة الخاصة به والموجودة بدائرة‬ ‫الـ‪ Control Circuit‬مما يؤدى إلى فصل التيار عن ملف الـ ‪ Contactor‬وبالتالى‬ ‫تفصل نقاط التالمس الرئيسية للـ ‪ Contactor‬الموجودة بدائرة الـ ‪Power Circuit‬‬ ‫فينقطع التيار عن المحرك ويتوقف‪.‬‬ ‫‪ -2‬يوجد بالـ ‪ Over Load‬زر أحمر لإلختبار فقط وعند الضغط عليه يحول نقاط‬ ‫التالمسـ الـ ‪ Normally Closed‬إلى ‪ Open‬وال يؤثر على نقاط التالمس‬ ‫ال ‪. Normally Open‬‬ ‫‪ -3‬يوجد بالـ ‪ Over Load‬زر أزرق ولكنه ال يوجد بكل األنواع وبه وضعين ‪:‬‬ ‫الوضع األول )‪ -: Hand(H‬ال يسمح بعودة توصيل الدائرة بعد فصل‬ ‫الـ ‪ Over Load‬وبرود المعدن إال بعد الضغط عليه‪.‬‬ ‫الوضع الثانى )‪ -: Automatic(A‬يسمح بعودة توصيل الدائرة بعد فصل‬ ‫الـ ‪ Over Load‬وبرود المعدن بدون الضغط عليه‪.‬‬

.Power Circuit and Control Circuit

‫مثال (‪-:)1‬‬ ‫‪ ‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل ويتوقف من مكان واحد ‪ +‬مصابيح إشارة تعمل عند ‪ 220‬فولت ؟‬

‫‪.Common Wiring Faults‬‬ ‫إكتشف أخطاء التوصيل فى دوائر التحكم التالية ؟‬ ‫( ‪)1‬‬

‫‪ -‬هذه الدائرة التصلح ألنه فى حالة حدوث ‪ Over Load‬لن يعمل الـ ‪ Alarm‬وال لمبة اإليقاف‪.‬‬

‫(‪)2‬‬

‫ هذه الدائرة ال تصلح ألنه عند عمل الـ‪ Contactor‬يعمل معه الـ‪ Alarm‬وأـيضا عند حدوث‪Over‬‬‫‪ Load‬لن يتقف الـ‪. Contactor‬‬

‫( ‪)3‬‬

‫ هذه الـدائرة ال تصلح ألنه عند الضغط على مفتاح ‪ Start‬يعمل الـ ‪ Contactor‬فيحدث ‪Short Circuit‬‬‫عند لمبة اإليقاف‪.‬‬

‫( ‪)4‬‬

‫ هذه الدائرة صالحة فى حاالت التشغيل المختلفة ولكن عند الضغط على المفتاحين ‪ Start & Stop‬فى‬‫نفس الوقت سيعمل الـ ‪ Contactor‬وهذا خطأ ألن األولية يجب أن تكون للفصل وليس للتشغيل‪.‬‬

‫( ‪)5‬‬

‫ هذه الدائرة من أحسن الدوائر فى حاالت التشغيل والفصل المختلفة كما أنه فى هذه الدائرة فى حالة الضغط‬‫على اـلمفتاحين ‪ Start & Stop‬فى نفس الوقت فإن اـلـ ‪ Contactor‬لن يعمل وتكون األولية لإليقاف‬ ‫وليس للتشغيل‪.‬‬

‫‪.ON\OFF Practical Exercises‬‬ ‫*تمارين تطبيقية على دوائر القوى والتحكم‬ ‫(‪ )1‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل ويتوقف من مكان واحد ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ )2‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل ويقف من مكانين ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ )3‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل من ثالث أماكن ويقف من مكان واحد ‪ +‬مصابيح إشاره‪.‬‬

‫(‪ )4‬دائرة الـقوى والتحكم لمحركين يعمل ويقف كل منهم على حده ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ )5‬دائرة القوى واـلتحكم لـمحركين األول يعمل فى اى وقت تشاء والثانى ال يعمل اال فى حالة دوران‬ ‫األول ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ ) 6‬دائرة القوى والتحكم لمحركين األول يعمل فى اى وقت تشاء والثانى ال يعمل اال فى حالة وقوف‬ ‫االول ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ ) 7‬دائرة القوى والتحكم لثالث محركات األول يعمل فى اى وقت تشاء والثانى ال يعمل اال فى حالة‬ ‫دوران األول والثالث ال يعملـ اال فى حالة دوران الثانى ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ ) 8‬دائرة القوى والتحكم لثالث محركات األول يعمل فى اى وقت تشاء والثانى ال يعمل اال فى حالة‬ ‫وقوف األول والثالث ال يعمل اال فى حالة دوران األول ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫(‪ ) 9‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل بمفتاح تشغيل واخر إيقاف ‪ +‬مفتاح مزدوج لتشغيله لحظات قصيره ‪+‬‬ ‫مصابيح اإلشاره‪.‬‬ ‫ تشغيله لحظات قصيرة تعنى أنه عند الضغط على هذا المفتاح ‪ Push Button‬يعمل المحرك وعند تركه يقف‬‫المحرك كما يوجد فى الخالطات‪.‬‬ ‫ وحل هذا التمربن يعتمد على مفتاح ‪ Push Button Start&Stop‬كما هو موضح فى الشكل وذلك ألن‬‫السرعة الكهربية تكون أسرع من السرعة الميكانكية وبذلك يفصل الـ ‪ Contactor‬ونقطة التالمس المساعدة‬ ‫‪ K‬قبل أن تعود النقطة الـ ‪ N.C‬للمفتاح لوضعها األصلى‪.‬‬

.Reverse Direction 3hase and 1Phase Motor

‫‪ STATOR‬اــلمحرك يــكونبــهـ ثــالثملفاتاــلزاوية بــيناــلملفواــالخر تــكون‪ 120‬درجة‬

‫‪U‬‬ ‫‪T‬‬

‫‪S‬‬

‫‪Z‬‬

‫‪R‬‬

‫لحظة ‪3‬‬

‫‪V‬‬ ‫لحظة ‪3‬‬

‫‪Y‬‬

‫لحظة ‪2‬‬ ‫لحظة ‪1‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪STATOR‬‬

‫لحظة ‪2‬‬ ‫لحظة ‪1‬‬ ‫*شكل التيار في ال‪ 3‬فاز *‬ ‫ عند اللحظة ‪ 1‬وبما أن الفيض يتناسب مع التيار( أي أن شكل الفيض في ال‪ 3‬فاز هو نفس شكل التيار )‬‫التيار في ‪ R‬هو أكبر قيمة عن ‪ S ,T‬أي أن التيار يمر من ‪ U‬إلى ‪ X‬والفيض يتجه من ‪ U‬إلى ‪ X‬في‬ ‫هذه اللحظه‬ ‫ وفي اللحظة ‪ 2‬أقصى تيار يمر في ال‪ T‬بالسالب أي أن التيار يمر هنا من ‪ Z‬إلى ‪ W‬وكذلك الفيض‪.‬‬‫ وفي اللحظة ‪ 3‬أقصى قيمه للتيار في ‪ S‬بالموجب فيمر التيار من ‪ V‬إلى ‪ Y‬وكذلك الفيض‪.‬‬‫ وهكذا فإذا وضعنا ال‪ ROTOR‬داخل ال‪ STATOR‬فإنه يجعل ال‪ ROTOR‬يلف بداخله في إتجاهه‪.‬‬‫وإذا عكست ‪ 2‬فاز وتتبعت إتجاه دوران الفيض ستجده إنعكس وبالتالي ينعكس إتجاه دوران‬ ‫ال‪ROTOR‬‬

‫‪W‬‬

‫دائرة القوى والتحكم لتغيير إتجاه محرك ‪ 3‬فاز‬

‫الحماية الكهربيه ‪ :‬وضعنا هنا نقط حماية كهريه نقطه ‪ N.C‬من ‪ K1‬قبل ‪ K2‬ونفس الوضع نقطة ‪N.C‬‬ ‫من ‪ K2‬تكون قبل ‪ K1‬لمنع تشغيل ‪ K1,K2‬معا‬ ‫الحماية الميكانيكية ‪ :‬وتكون ذراع بين ‪ K1,K2‬فعند تشغيل احدهما اليمكن تشغيل االخر الن ذراع‬ ‫الحماية يمنعه من التشغيل ‪.‬‬

‫**عكس الحركه بالنسبة لمحرك ‪ 1‬فاز**‬ ‫‪ -‬داـئرة القوى ‪-‬‬

‫‪ -‬دائرة الـتحكم نفس دائرة الــ ‪ 3‬فاز ‪-‬‬

.Characteristics and Types of Timers

‫وهذا النوع له نقاط تغذية وله نقاط مساعدة‬ ‫‪A1‬‬ ‫‪N.O‬‬

‫‪N.C‬‬

‫ملف التغذية‬ ‫‪A2‬‬

‫‪A1‬‬ ‫‪N.C‬‬

‫ملف التغذية‬

‫‪N.O‬‬ ‫‪A2‬‬

‫‪Practical Exercises on Reverse Direction 3hase and 1Phase Motor‬‬ ‫‪ - 10‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل فى إتجاهين ويقف من مكان واحد ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫‪ -11‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل فى إتجاهين ‪ +‬مفاتيح نهاية الشوط (ونش عادى) ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫‪ - 12‬دائرة القوى والتحكم لمحرك يعمل فى اتجاهين إذا أراد تغيير إتجاهه يضغط مباشرة على مفتاح اخر دون‬ ‫إيقافه أوال من مفتاح اإليقاف ‪ +‬مصابيح اإلشاره‪.‬‬

‫‪ - 13‬دائرة القوى والتحكم لماكينه بها محركان األول يعمل يمينا ويسارا لخرط المعادن والثانى يعمل فوق وتحت لضبط‬ ‫إرتفاع القطعه المراد خرطها‪.‬‬

‫‪.Practical Exercises on Timers‬‬ ‫‪ - 14‬دائرة القوى والتحكم لمحركين األول يعمل عن طريق مفتاح تشغيل والثانى يعمل اوتوماتيكيا بعد‬ ‫دوران األول بزمن محدد‪.‬‬

‫‪ - 15‬دائرة القوى والتحكم لمحركين األول يعمل عن طريق مفتاح تشغيل والثانى يعمل اوتوماتيكيا‬ ‫بعد دوران األول بزمن محدد ويقف المحرك األول‪.‬‬

‫‪ - 16‬دائرة القوى والتحكم لثالث محركات األول يعمل عن طريق مفتاح تشغيل والثانى يعمل اوتوماتيكيا بعد دوران‬ ‫األول بزمن محدد ويعمل الثالث بعد دوران الثانى بزمن محدد‪.‬‬

‫‪ - 17‬دائرة القوى والتحكم لثالث محركات األول يعمل عن طريق مفتاح تشغيل ثم يعمل الثانى ويفصل األول ثم يعمل‬ ‫الثالث ويفصل الثانى ثم يعمل األول ويفصل الثالث من جديد وهكذا بتوقيت محدد‪.‬‬