تجسيد المتمن بالتكنولوجيا المربوطة الكهربائية: المعقب الكهربائي

3. أنماط التشغيل: دورة بدورة والآلي، القفز والتكرار، التوقف الاستعجالي

مبدّلة «دورة بدورة / آلي»

نعود إلى محطة الوسم ونضيف لها نمطي التشغيل اللذين رأيناهما في درس البنيات القاعدية: في نمط دورة بدورة (C/C) تعود الدورة إلى المرحلة 0 وتنتظر dcy، وفي النمط الآلي (Auto) تبدأ دورة جديدة مباشرة إذا كانت القطعة حاضرة. تحت المرحلة 4 يصبح عندنا انتقالان:

• $a_0\cdot\overline{Auto}$ نحو المرحلة 0؛
• $a_0\cdot Auto\cdot p$ نحو المرحلة 1.

يختار المتعامل النمط بـ مبدّلة (commutateur) S ذات وضعين، فلا يكون $Auto$ و$\overline{Auto}$ صحيحين معا أبدا.


يبيّن الشكل المتمن (أعلى اليسار) والجزء المعني من المعقب: المقاييس 0 و1 و4 (المقياسان 2 و3 لم يتغيرا). بعد التماس $a_0$ تأتي المبدّلة: وضعها C/C يوصل إلى E4 للمقياس 0، ووضعها Auto يمر بتماس ثانٍ للملتقط p ثم يصل إلى E4 للمقياس 1. في أسفل اليمين التماس X1 الذي يخمّل المقياس 4.

التنشيط: نقطة E4 للمقياس 1 تتلقى الجهد من طريقين على التفرع، وهذا تجسيد مباشر لشرط تنشيط بحدين:

$ CA_1 = X_0\cdot dcy\cdot p + X_4\cdot a_0\cdot Auto\cdot p $

الطريق الأول هو السلسلة العادية dcy وp بين E1 وE4 للمقياس 1، والثاني يبدأ من E1 للمقياس 0 (أي من F2 للمقياس 4) ويمر بـ $a_0$ وبوضع Auto وبـ p.

التخميل: في النمط الآلي لا تنشط المرحلة 0، فلن يصل أمر التخميل من F1 للمقياس 0 إلى F3 للمقياس 4. لكن شرط تخميل المرحلة 4 أصبح:

$ CD_4 = X_0 + X_1 $

نجسّد الحد $X_1$ بتماس مفتوح للمقياس 1 (التماس 11-14) نربطه بين + المعقب (بعد التماس AU، كخط A+) والطرف F3 للمقياس 4، على التفرع مع السلك الآتي من F1 للمقياس 0.

لماذا لا نربط F1 للمقياس 1 مباشرة بـ F3 للمقياس 4؟ هذا السلك المباشر (F1 للهدف نحو F3 للمصدر) هو ما يُرسم في كثير من التصحيحات، ولا يصح إلا إذا احترم قاعدة أسلاك التخميل (الجزء 4). وهنا لا يحترمها: F1 للمقياس 1 موصول أصلا بـ F3 للمقياس 0، وF3 للمقياس 4 موصول بـ F1 للمقياس 0، فيجعل السلك الإضافي F1 للمقياس 0 وF3 للمقياس 0 نقطة واحدة: حين ينشط المقياس 0 يرسل الجهد إلى وشيعة تخميله هو، فيُخمّل نفسه فورا. التماس 11-14 حرّ الجهد فلا يخلق هذا الاتصال، ولذلك نعتمده.

القاعدة العامة: انتقال نحو مقياس غير مجاور

القفز (saut d'étapes) والتكرار (reprise de séquence) ومبدّلة Auto حالات خاصة لقاعدة واحدة:

> التنشيط: نأخذ الجهد من F2 للمقياس المصدر (أو من العقدة بعد التماسات المشتركة)، ونمرره عبر تماسات الفرع، ونصله بـ E4 للمقياس الهدف. > > التخميل: المقياس المصدر يجب أن يخمّله الهدف أيضا: تماس مفتوح حر (11-14 أو 21-24) للمقياس الهدف بين + المعقب والطرف F3 للمقياس المصدر.

قبل استعمال هذا التماس نتحقق أن المقياس المصدر لا يُطلب تنشيطه في لحظة يكون فيها الهدف نشطا، وإلا تلقى المصدر أمري التنشيط والتخميل معا (انظر «تحقق سريع» في المثال الموالي).

ونتيجة على التجميع: الطرف E4 ظاهر على كل مقياس، لكن F3 لا يظهر إلا على آخر مقياس في الكتلة. لذلك كل مقياس يتلقى أمر تخميل ثانيا يجب أن يكون آخر كتلته أو منفصلا.

مثال: قفز وتكرار في متمن واحد

المتمن: 10 −dcy→ 11 (KM1)؛ بعد 11: $a\cdot\overline{s}$ نحو 12 (dV1) أو $a\cdot s$ نحو 14 مباشرة (قفز)؛ 12 −b→ 13 (dV0) −c→ 14 (KM2)؛ بعد 14: $d\cdot\overline{n}$ نحو 12 (تكرار) أو $d\cdot n$ نحو 10.

| المرحلة | التنشيط | التخميل | |---|---|---| | 10 | $X_{14}\cdot d\cdot n + Init$ | $X_{11}$ | | 11 | $X_{10}\cdot dcy$ | $X_{12} + X_{14}$ | | 12 | $X_{11}\cdot a\cdot\overline{s} + X_{14}\cdot d\cdot\overline{n}$ | $X_{13}$ | | 13 | $X_{12}\cdot b$ | $X_{14}$ | | 14 | $X_{13}\cdot c + X_{11}\cdot a\cdot s$ | $X_{10} + X_{12}$ |

(Init يظهر أيضا في عمود التخميل لكل المراحل غير الابتدائية؛ حذفناه لتخفيف الجدول.)

التجميع: المرحلتان 11 و14 لهما تخميل بحدين، فالمقياس 11 منفصل، والمقياس 14 آخر الكتلة 12-13-14. والمقياس 10 منفصل لأنه ابتدائي.

| الربط | التجسيد | |---|---| | على المقياس 12 | E1(12) من F2(11)، ثم $a$ ثم $\overline{s}$ (مغلق) نحو E4(12) | | القفز | من العقدة بعد $a$، تماس $s$ نحو E4(14) | | على المقياس 14 | التماس $c$ بين E1 وE4 (E1 موصول داخليا بـ F2(13)) | | على المقياس 10 | E1(10) من F2(14)، ثم $d$ ثم $n$ نحو E4(10) | | التكرار | من العقدة بعد $d$، تماس $\overline{n}$ (مغلق) نحو E4(12) | | تخميل 11 | F1(12) نحو F3(11)، وتماس X14 (11-14) بين + وF3(11) | | تخميل 14 | F1(10) نحو F3(14)، وتماس X12 (11-14) بين + وF3(14) | | روابط أخرى | F2(10) نحو E1(11)، وF1(11) نحو F3(10)؛ Init نحو E4(10) وZ+ للمقياس 11 والكتلة 12-14 |

تحقق سريع: التماس X12 يغذي F3(14) ما دام المقياس 12 نشطا. هل يمكن أن ينشط 14 والمقياس 12 نشط؟ لا: 14 ينشط من 13 أو من 11، وفي الحالتين المقياس 12 خامل. فالتماس X12 لا يعارض أبدا تنشيط 14. والأمر نفسه للتماس X14 مع المقياس 11.

التوقف الاستعجالي وإعادة التهيئة

زر التوقف الاستعجالي AU (arrêt d'urgence) زر برأس فطري يبقى منغرزا بعد الضغط، وله تماسان مغلقان:

• في تغذية المعقب: التماس الأول على التسلسل في خط + الذي يغذي A+ لكل رؤوس الكتل. عند الضغط لا يظهر أي جهد على F1 وF2، فيتجمد المعقب: لا تنشيط ولا تخميل، ويحتفظ كل مقياس بحالته بفضل التعليق الميكانيكي.
• في دارة المخارج: التماس الثاني في رأس خط تغذية المنفذات المتصدرة، فتنقطع كل الوشائع (الجزء 5). الموزعات أحادية الاستقرار ترجع إلى وضع الراحة، والموزعات ثنائية الاستقرار تبقى في وضعها، والمحركات تتوقف.

بعد إصلاح الخلل نجد طريقتين لإعادة التشغيل، تقابلان حلقتي GEMMA انطلاقا من D1: حلقة الاستئناف D1 ثم A5 ثم A7 وA4 ثم F1، وحلقة الرجوع D1 ثم A5 ثم A6 ثم A1:

| الطريقة | ما يفعله المتعامل | ما يحدث في المعقب | |---|---|---| | استئناف من حيث توقفت الدورة (A7 ثم A4) | يحرر الزر AU ثم يعيد التسليح | يعود A+ وتعود المخارج، فيواصل المعقب من الوضعية المحفوظة | | رجوع إلى المرحلة الابتدائية (A6 ثم A1) | يضغط Init ويعيد الجزء المنفذ إلى وضعه الابتدائي | E4 للمقياس الابتدائي ينشّطه وZ+ يخمّل الباقين |

نأخذ تغذية زر Init من + قبل التماس AU، لأن طريق التهيئة يمر بـ E4 ثم N1 ثم C−، ولا يحتاج إلى A+. بذلك تعمل التهيئة حتى والزر AU منغرز.

في الأنظمة المزودة بمتمن أمن GS، يؤدي تماس مفتوح لـ $X_{200}$ دور زر Init في المعقب، ويؤدي تماس مغلق لـ $X_{200}$ في رأس دارة المخارج دور التماس الثاني لـ AU.

مثال محسوب: إنتاج النمطين

محطة الوسم: دورة العمل الآلي $T_c = 4\ s$. في نمط دورة بدورة يحتاج المتعامل $2\ s$ بين نهاية دورة والضغط على dcy.

النمط الآلي:

$ N_{Auto} = \dfrac{3600}{4} = 900 $

نمط دورة بدورة:

$ N_{C/C} = \dfrac{3600}{4 + 2} = 600 $

أي 900 قطعة في الساعة مقابل 600. وفي النمط الآلي تُغذّى N1 للمقياس 1 مرة في كل دورة، أي $60/4 = 15$ مرة في الدقيقة، كلها عبر الطريق الثاني (Auto) ما عدا أول دورة بعد الضغط على dcy.

أخطاء شائعة

• نسيان تخميل المرحلة الأخيرة عند الرجوع الآلي إلى المرحلة 1: يبقى المقياس 4 نشطا مع المقياس 1، وتنشط وشيعتا الموزع A معا.
• ربط F1 للهدف مباشرة بـ F3 للمصدر حين يكون F3 موصولا بمقياس آخر: يتصل F1 بـ F3 لمقياس واحد فيخمّل نفسه.
• استعمال زرين مستقلين Auto وC/C بدل مبدّلة: يمكن أن تصح القابليتان معا فتنشط المرحلتان 0 و1 معا.
• أخذ تغذية Init بعد AU: لا يمكن تهيئة المعقب والزر منغرز.

4. التباعد والتقارب: اختيار التعاقب والتعاقبات المتزامنة

اختيار التعاقب: التباعد والتقارب «أو»

المثال: محطة فرز علب. عند الضغط على dcy يشتغل السير KM1 حتى تصل علبة إلى نقطة الفرز (الملتقط p). الملتقط h يكشف العلب الطويلة: العلبة الطويلة تدفعها الدافعة A إلى السير 1 (dA1 ثم dA0)، والعلبة القصيرة تدفعها الدافعة B إلى السير 2 (dB1 ثم dB0). بعد الدفع يعود النظام إلى المرحلة 10.

المتمن: 10 −dcy→ 11 (KM1)، ثم تباعد «أو»: $p\cdot h$ نحو 12 (dA1) −$a_1$→ 13 (dA0) −$a_0$→ 10، أو $p\cdot\overline{h}$ نحو 14 (dB1) −$b_1$→ 15 (dB0) −$b_0$→ 10. التقارب «أو» يقع هنا على المرحلة الابتدائية 10 نفسها.

| المرحلة | التنشيط | التخميل | |---|---|---| | 10 | $X_{13}\cdot a_0 + X_{15}\cdot b_0 + Init$ | $X_{11}$ | | 11 | $X_{10}\cdot dcy$ | $X_{12} + X_{14}$ | | 12 | $X_{11}\cdot p\cdot h$ | $X_{13}$ | | 13 | $X_{12}\cdot a_1$ | $X_{10}$ | | 14 | $X_{11}\cdot p\cdot\overline{h}$ | $X_{15}$ | | 15 | $X_{14}\cdot b_1$ | $X_{10}$ |


يبيّن الشكل المتمن (أعلى اليمين) والمعقب: الصف السفلي فيه المقاييس 10 و11 والكتلة 12-13، والصف العلوي فيه الكتلة 14-15. تُرسم التغذية مرة واحدة (أعلى اليسار)، والسهم الأخضر الصغير على Z+ يعني أنه موصول بإشارة التهيئة.

1. التباعد: العامل المشترك p يُربط مرة واحدة على المقياس 12 بعد E1، ومن العقدة التي تليه يذهب سلك إلى E1 للمقياس 14. بعد العقدة: التماس المفتوح h نحو E4(12)، والتماس المغلق للملتقط نفسه ($\overline{h}$) بين E1 وE4 للمقياس 14. ولأن h و$\overline{h}$ تماسان للملتقط نفسه، لا يمكن أن يُغذّى الفرعان معا: هذا هو شرط الحصرية مجسّدا.

2. تخميل المرحلة التي قبل التباعد: F1 للمقياس 12 وF1 للمقياس 14 كلاهما موصول بـ F3 للمقياس 11، فأيهما نشط خمّل 11: $CD_{11} = X_{12} + X_{14}$.

3. التقارب: المقياس 10 يتلقى الفرع الأول على E1 من F2(13) مع التماس $a_0$ بين E1 وE4، ويتلقى الفرع الثاني من F2(15) عبر التماس $b_0$ مباشرة على E4. والطرف F1 للمقياس 10 موصول بـ F3 للمقياس 13 وبـ F3 للمقياس 15، لأن التي تنشط من بين 13 و15 هي التي يجب تخميلها، وتخميل الأخرى الخاملة لا يضر. (خط Z+ الموصول بـ E4(10) عبر سلك التهيئة يخمّلهما أيضا، لكن ذلك لا يعفي من تجسيد $CD_{13} = CD_{15} = X_{10}$.)

4. التجميع: المقياس 11 منفصل لأن F3 الخاص به يتلقى أمرين؛ ولا يمكن وضعه في كتلة واحدة مع 12، وإلا اختفى F3 الخاص به داخليا ولم يعد يصله F1 للمقياس 14. والمقياسان 13 و15 آخر كتلتيهما لأن F1 للمقياس 10 يجب أن يصل إليهما.

قاعدة أسلاك التخميل

سلك التخميل قد يجمع عدة أطراف F1 وعدة أطراف F3. القاعدة التي تحمي من الأخطاء:

> كل طرف F1 على سلك تخميل يجب أن يكون مطلوبا لتخميل كل الأطراف F3 الموجودة على السلك نفسه.

في محطة الفرز: السلك {F1(12)، F1(14)، F3(11)} سليم، والسلك {F1(10)، F3(13)، F3(15)} سليم. أما في مثال الجزء 3 فربط F1(1) بـ F3(4) كان يجمع على سلك واحد F1(0) وF3(0)، أي أن المقياس 0 يخمّل نفسه؛ لذلك استعملنا هناك التماس X1.

مثال محسوب: إنتاج محطة الفرز

السير يحتاج $3\ s$ لإحضار علبة، والدافعة A تخرج في $0{,}8\ s$ وترجع في $0{,}8\ s$، والدافعة B تخرج في $1{,}0\ s$ وترجع في $1{,}0\ s$. نهمل زمن الضغط على dcy.

• دورة علبة طويلة: $3 + 0{,}8 + 0{,}8 = 4{,}6\ s$؛
• دورة علبة قصيرة: $3 + 1{,}0 + 1{,}0 = 5{,}0\ s$.

إذا كانت 40 % من العلب طويلة، فالمدة المتوسطة للدورة:

$ T_m = 0{,}4\times 4{,}6 + 0{,}6\times 5{,}0 $

$ T_m = 1{,}84 + 3{,}0 = 4{,}84\ s $

وعدد العلب في الساعة: $3600/4{,}84 \approx 743{,}8$، أي 743 علبة كاملة. في كل دورة يُغذّى أحد الفرعين فقط، فالمقاييس 12 و13 تعمل في 40 % من الدورات والمقاييس 14 و15 في 60 % منها.

التعاقبات المتزامنة: التباعد والتقارب «و»

المثال: محطة تثبيت ووسم. عند الضغط على dcy تخرج الدافعة A وترجع (dA1 ثم dA0)، وفي الوقت نفسه تخرج الدافعة B وترجع (dB1 ثم dB0). حين ينتهي الفرعان يعود النظام إلى المرحلة 20.

المتمن: 20 −dcy→ تباعد «و» نحو الفرعين 21 (dA1) −$a_1$→ 22 (dA0) −$a_0$→ 23 (انتظار)، و24 (dB1) −$b_1$→ 25 (dB0) −$b_0$→ 26 (انتظار)؛ ثم تقارب «و» والقابلية $= 1$ نحو 20.

| المرحلة | التنشيط | التخميل | |---|---|---| | 20 | $X_{23}\cdot X_{26} + Init$ | $X_{21}\cdot X_{24}$ | | 21 | $X_{20}\cdot dcy$ | $X_{22}$ | | 22 | $X_{21}\cdot a_1$ | $X_{23}$ | | 23 | $X_{22}\cdot a_0$ | $X_{20}$ | | 24 | $X_{20}\cdot dcy$ | $X_{25}$ | | 25 | $X_{24}\cdot b_1$ | $X_{26}$ | | 26 | $X_{25}\cdot b_0$ | $X_{20}$ |


يبيّن الشكل المتمن (أعلى اليمين) والمعقب: المقياس 20 منفصل، والكتلة 21-22-23 في الصف السفلي، والكتلة 24-25-26 في الصف العلوي. السلك الأحمر الصاعد يربط E4 للمقياس 21 بـ E4 للمقياس 24، والتماس X21 على السلك الأزرق يتحكم في تخميل المقياس 20.

1. التباعد: القابلية dcy تُربط مرة واحدة بين E1 وE4 للمقياس 21، ثم يُربط E4 للمقياس 21 بـ E4 للمقياس 24: القابلية نفسها تغذي N1 للمقياسين في آن واحد. الطرف E1 للمقياس 24 يبقى حرا.

2. تخميل المرحلة 20: يجب ألا تُخمَّل إلا حين ينشط المقياسان 21 و24، لأن $CD_{20} = X_{21}\cdot X_{24}$. نربط F1 للمقياس 24 بـ F3 للمقياس 20 عبر تماس مفتوح X21 (11-14 للمقياس 21). لماذا هذا التماس؟ المرحلات لا تقلب كلها في اللحظة نفسها. لو ربطنا F1(24) مباشرة وقلب المقياس 24 أولا، لخمّل 20 فورا، فيزول الجهد عن F2(20) أي عن E4(21) قبل أن يتعلق المقياس 21، ويضيع الفرع الأول. مع التماس X21 على التسلسل لا يُخمَّل 20 إلا بعد تعلق المقياسين. أما الطرف F1 للمقياس 21 فيبقى حرا.

3. التقارب: المقياس 20 يتلقى F2 للمقياس 23 على E1، وبين E1 وE4 نضع التماس X26 (11-14 للمقياس 26). فيُغذّى N1 للمقياس 20 حين $X_{23}\cdot X_{26} = 1$، والقابلية $= 1$ لا تضيف أي تماس. لو جمعنا F2(23) وF2(26) على E1(20) ووضعنا وصلة مباشرة بين E1 وE4 بدل التماس X26 لحصلنا على «أو»: تنشط 20 بمجرد انتهاء أسرع فرع، وهذا خطأ.

4. التخميل بعد التقارب: F1 للمقياس 20 موصول بـ F3 للمقياس 23 وبـ F3 للمقياس 26 (مرحلتا الانتظار).

5. التماسات الحرة المستهلكة: المقياس 21 استعمل تماسه 11-14 في تخميل 20، والمقياس 26 استعمل تماسه 11-14 في التقارب. يبقى لكل منهما التماس 21-24 للمخارج: dA1 للمقياس 21، و26 بلا فعل.

مثال محسوب: الربح في الوقت

خروج A ورجوعها $1{,}0\ s$ لكل منهما، وخروج B ورجوعها $1{,}5\ s$ لكل منهما. يُضغط dcy عند $t = 0$.

| اللحظة | الحدث في المعقب | |---|---| | $0\ s$ | N1 للمقياسين 21 و24 معا؛ بعد تعلقهما يُغلق X21 ويُخمَّل 20 | | $1{,}0\ s$ | $a_1$: ينشط 22 ويُخمَّل 21 | | $1{,}5\ s$ | $b_1$: ينشط 25 ويُخمَّل 24 | | $2{,}0\ s$ | $a_0$: ينشط 23 (انتظار) ويُخمَّل 22 | | $3{,}0\ s$ | $b_0$: ينشط 26 ويُخمَّل 25؛ يُغلق X26 فينشط 20 ويُخمّل 23 و26 |

مدة الدورة $3{,}0\ s$، وتنتظر المرحلة 23 مدة $3{,}0 - 2{,}0 = 1{,}0\ s$. لو كانت الحركات متتالية لكانت المدة $1{,}0 + 1{,}0 + 1{,}5 + 1{,}5 = 5{,}0\ s$، فالربح $2{,}0\ s$ أي 40 % من المدة المتتالية.

أخطاء شائعة

• في «أو»: وضع h على الفرعين بتماسين مفتوحين، فلا شيء يمنع الفرع الثاني؛ يجب تماس مغلق $\overline{h}$ للملتقط نفسه.
• في «أو»: نسيان ربط F1 للمقياس 14 بـ F3 للمقياس 11، فتبقى المرحلة 11 نشطة كلما اختير الفرع الثاني.
• في «و»: ربط F1(24) مباشرة بـ F3(20) دون التماس X21، فيصبح نجاح التباعد متوقفا على سرعة المرحلات.
• في «و»: ربط E4 للمقياس 24 مباشرة بـ F2(20) بدل E4(21)، فينشط 24 بمجرد نشاط 20 وقبل dcy.
• في التقارب «و»: جمع F2 للفرعين على المقياس التالي دون تماس المرحلة الأخرى، فيتحول «و» إلى «أو».

5. دارة المخارج: من معادلات الأفعال إلى المنفذات المتصدرة

دارتان منفصلتان

في التجسيد بالمعقب الكهربائي نرسم دارتين:

| الدارة | تغذيتها | عناصرها | |---|---|---| | دارة المعقب | $24\ V$ مستمر (محول وقنطرة) | المقاييس، تماسات القابليات، Init، AU (التماس الأول) | | دارة المخارج (تمثيل المخارج) | تغذيتها الخاصة، غالبا $24\ V$~ من محول تحكم، وأحيانا $220\ V$~ | منصهرة FU، التماس الثاني لـ AU أو تماس مغلق لـ $X_{200}$، تماسات المقاييس، وشائع الملامسات والموزعات والصمامات |

الدارتان لا تلتقيان إلا عبر التماسات الحرة للمقاييس: التماس المفتوح 11-14 أو 21-24 يُغلق حين تنشط المرحلة، والتماس المغلق 11-12 أو 21-22 يُفتح حين تنشط. هذا الفصل يسمح باستعمال توتر مختلف للمنفذات المتصدرة، ويجعل عطلا في دارة المخارج لا يمس ذاكرة المعقب، ويسمح بقطع كل المخارج عند الاستعجال مع حفظ الوضعية.

من معادلة المخرج إلى الدارة

كل فعل في المتمن يعطي معادلة مخرج (درس معادلات المخارج)، وكل معادلة تُترجم إلى ربط تماسات قبل وشيعة المنفذ المتصدر:

| المعادلة | الربط في دارة المخارج | |---|---| | $KM2 = X_6$ | تماس مفتوح X6 على التسلسل مع وشيعة KM2 | | $KM1 = X_2 + X_3$ | تماسا X2 وX3 على التفرع، ثم الوشيعة | | $EV = X_5\cdot q$ (فعل شرطي) | تماس X5 على التسلسل مع تماس الملتقط q | | $H_0 = \overline{X_0}$ (مصباح «دورة جارية») | تماس مغلق 11-12 للمقياس 0 | | موزع ثنائي الاستقرار: dA1 في المرحلة 1 وdA0 في المرحلة 4 | نبضة تكفي: تماس X1 لوشيعة dA1 وتماس X4 لوشيعة dA0، والموزع يحفظ وضعه | | موزع أحادي الاستقرار يبقي الدافعة خارجة من المرحلة 1 إلى 3 | تماسات X1 وX2 وX3 على التفرع، وإلا رجعت الدافعة عند المرحلة 2 |

مثال: دارة المخارج لمحطة الوسم

نكمل محطة الوسم: أداة الوسم يديرها محرك لاتزامني ثلاثي الطور M1 (الملامس KM1) طوال المرحلتين 2 و3. معادلات المخارج:

| المرحلة | الأفعال | المعادلة | |---|---|---| | 1 | dA1 | $dA1 = X_1$ | | 2 | dB1، KM1 | $dB1 = X_2$ | | 3 | dB0، KM1 | $dB0 = X_3$ | | 4 | dA0 | $dA0 = X_4$ | | 2 و3 | KM1 | $KM1 = X_2 + X_3$ |


يبيّن الشكل على اليسار دارة الاستطاعة: الشبكة $3\times 380\ V$، والفاصل ذو المنصهرات Q1، والأقطاب الرئيسية للملامس KM1، والمرحل الحراري F1، والمحرك M1. وعلى اليمين دارة المخارج تحت $24\ V$~: المنصهرة FU ثم التماس المغلق لـ AU ثم الفروع الخمسة، وعند كل تماس رقما طرفيه.

قراءة الدارة:

• التماسان X2 وX3 (11-14) على التفرع يحققان $KM1 = X_2 + X_3$، ويمر الفرع بالتماس المغلق 95-96 للمرحل الحراري F1 حتى تنقطع الوشيعة عند الحمولة الزائدة.
• المقياسان 2 و3 استعملا تماسيهما كليهما: 11-14 للملامس KM1، و21-24 لوشيعة الموزع (dB1 أو dB0). وأُخذت وشيعتا الموزع A أيضا من التماس 21-24 للمقياسين 1 و4، فيبقى التماس 11-14 للمقياس 1 حرا لتخميل المقياس 4 في النمط الآلي (الجزء 3).
• الموزعان A وB ثنائيا الاستقرار، فتكفي تغذية وشيعة كل حركة أثناء مرحلتها فقط.

حدود التماسات: المرحل المساعد

لكل مقياس تماسان حرّان فقط. إذا احتاجت مرحلة إلى ثلاثة مخارج، أو استهلك أحد تماسيها في المعقب نفسه (مثل X21 في التباعد «و»)، نضيف مرحلا مساعدا $KA_n$ تغذي وشيعته التماس 11-14 للمقياس n، ونأخذ المخارج من تماسات $KA_n$.

ويمكن أيضا تغذية وشيعتين على التفرع من تماس واحد إذا كان لهما التوتر نفسه. نتحقق عندئذ من التيار الذي يمر في التماس:

$ I = \dfrac{S_1 + S_2}{U} $

مثال: وشيعة KM1 تستهلك $7\ VA$ عند الإمساك ووشيعة موزع $5\ VA$، تحت $24\ V$~:

$ I = \dfrac{7 + 5}{24} = 0{,}5\ A $

وتُقارن هذه القيمة بالتيار المسموح للتماس في وثيقة الصانع.

التأجيل: مرحل مؤجل عند العمل

القابلية $t/X_{32}/6\,s$ («مرت $6\ s$ على تنشيط المرحلة 32») تُجسَّد بمرحل تأجيل KT (مؤجل عند العمل):

• في دارة المخارج: التماس X32 (11-14) يغذي وشيعة KT، أي أن $KT = X_{32}$؛
• في المعقب: التماس المؤجل المفتوح للمرحل KT (67-68) يُربط بين E1 وE4 للمقياس 33.

بعد $6\ s$ من نشاط 32 يُغلق تماس KT فينشط 33، فيُخمَّل 32 وتنقطع وشيعة KT ويعود تماسها مفتوحا، فيكون المؤجل جاهزا للدورة الموالية. ربط تماس لحظي للمرحل KT بدل التماس المؤجل ينشّط 33 فورا، وهذا خطأ شائع.

العمل اليدوي والتشابك

• العمل اليدوي (نمط GEMMA F4): مبدّلة Auto/Man في دارة المخارج؛ في الوضع Man تُغذّى الوشائع من أزرار يدوية m موصولة على التفرع مع تماسات المقاييس، فيمكن تشغيل كل منفذ دون تدخل المعقب ودون احترام تسلسل المتمن.
• التشابك (verrouillage): لمحرك باتجاهين (KM1 وKM2) نضع تماسا مغلقا لـ KM2 على التسلسل مع وشيعة KM1 والعكس. المتمن السليم لا ينشّطهما معا، لكن التشابك يحمي من خطأ ربط أو من العمل اليدوي.

أخطاء شائعة

• تغذية وشائع المخارج من A+ للمعقب: التماسات حرة الجهد، ومنبع المعقب لا يُحسب لتغذية المنفذات، والقطع عند الاستعجال يفقد معناه.
• استعمال تماس واحد لمرحلتين مختلفتين، أو استعمال ثلاثة تماسات لمقياس له تماسان فقط.
• نسيان التماس 95-96 للمرحل الحراري في فرع الملامس، فلا يحمي المرحل الحراري المحرك.
• موزع أحادي الاستقرار يتلقى تماس مرحلة واحدة بينما يجب أن تبقى الدافعة خارجة عدة مراحل.

6. تمارين محلولة بنمط البكالوريا

التمرين الأول: أشغولة تعبئة علب وغلقها

تقديم النظام: في وحدة لتعبئة مسحوق، يستدعي متمن الإنتاج العادي GPN من مرحلته 3 أشغولة «تعبئة وغلق»، بشرط أن تكون المرحلة 104 من متمن القيادة GCI (الإذن بالإنتاج العادي) نشطة.

دفتر الشروط المختصر: يُحضر السير (المحرك M1، الملامس KM1) علبة فارغة حتى تكشفها الخلية الكهروضوئية p. يُفتح الصمام EV مدة $6\ s$ لملء العلبة، ثم تنزل الدافعة V لوضع الغطاء وترجع. تعلن المرحلة 35 نهاية الأشغولة، ولا ترجع الأشغولة إلى مرحلتها الابتدائية إلا بعد أن يغادر GPN المرحلة 3.


يبيّن الشكل جزءا من GPN (يسارا): المرحلة 3 تستدعي الأشغولة وتنتظر الجواب $X_{35}$، ومتمن الأشغولة (يمينا) من المرحلة 30 إلى 35 بأفعاله وقابلياته.

الاختيارات التكنولوجية:

| الوظيفة | المنفذ | المنفذ المتصدر | الملتقط | |---|---|---|---| | إحضار علبة | M1 لاتزامني ثلاثي الطور، إقلاع مباشر | KM1، وشيعة $24\ V$~، مرحل حراري F1 | p خلية كهروضوئية | | الملء | صمام كهربائي EV، وشيعة $24\ V$~ | — | مرحل تأجيل KT مضبوط على $6\ s$ | | الغلق | دافعة مزدوجة المفعول V | موزع 5/2 ثنائي الاستقرار، dV1 وdV0 تحت $24\ V$~ | $v_0$ و$v_1$ نهايتا شوط |

الأمن: متمن الأمن GS يُرغم الأشغولة على مرحلتها 30 حين تنشط مرحلته 200. المعقب يُغذّى بـ $24\ V$ مستمر عبر محول 220/24 V وقنطرة، والمخارج بـ $24\ V$~.

الأسئلة:

• أكمل جدول التنشيط والتخميل والأفعال للأشغولة.
• كم مقياسا يلزم؟ كيف نجمّعها؟ علّل.
• أكمل ربط المعقب الكهربائي للأشغولة مع التهيئة بـ $X_{200}$.
• مثّل دارة المخارج ودارة الاستطاعة للمحرك M1.
• السير يحتاج $2{,}5\ s$، ونزول الدافعة V وصعودها $0{,}7\ s$ لكل منهما. احسب المدة بين النداء والجواب، ثم عدد العلب في الساعة إذا كانت بقية دورة GPN تدوم $4{,}1\ s$.

الحل

1. الجدول ($X_{200}$ يُرغم الأشغولة: تنشيط 30 وتخميل الباقي):

| المرحلة | التنشيط | التخميل | الأفعال | |---|---|---|---| | 30 | $X_{35}\cdot\overline{X_3} + X_{200}$ | $X_{31}$ | — | | 31 | $X_{30}\cdot X_3\cdot X_{104}$ | $X_{32} + X_{200}$ | KM1 | | 32 | $X_{31}\cdot p$ | $X_{33} + X_{200}$ | EV، KT | | 33 | $X_{32}\cdot t$ | $X_{34} + X_{200}$ | dV1 | | 34 | $X_{33}\cdot v_1$ | $X_{35} + X_{200}$ | dV0 | | 35 | $X_{34}\cdot v_0$ | $X_{30} + X_{200}$ | — |

حيث t التماس المؤجل للمرحل KT. ومعادلات المخارج: $KM1 = X_{31}$، $EV = X_{32}$، $KT = X_{32}$، $dV1 = X_{33}$، $dV0 = X_{34}$.

2. عدد المقاييس: ست مراحل، فستة مقاييس. المقياس 30 منفصل لأنه ابتدائي (يتلقى $X_{200}$ على E4). المراحل 31 إلى 35 تعاقب خطي: لا مرحلة فيه تُنشَّط من مكانين ولا تُخمَّل من مكانين، فتُركّب كلها في كتلة واحدة 31-35. (إذا لم يتسع لها المكان يمكن قسمتها إلى كتلتين بشرط ربط F2 للأولى بـ E1 للثانية وF1 للثانية بـ F3 للأولى.)

3. ربط المعقب:


يبيّن الشكل المقياس 30 منفصلا والكتلة 31-35، مع تماسات القابليات فوق المقاييس، والحلقتين الحمراء والزرقاء، والتماس $X_{200}$ الذي يغذي E4 للمقياس 30 والطرف Z+ للكتلة.

| المقياس | بين E1 وE4 | ملاحظة | |---|---|---| | 30 | تماس مغلق لـ $X_3$ (التماس 11-12 لمقياس المرحلة 3 من GPN) | E1 من F2(35)، وF1 نحو F3(35) | | 31 | تماسان مفتوحان لـ $X_3$ و$X_{104}$ على التسلسل | E1 من F2(30)، وF1 نحو F3(30) | | 32 | p | داخلي | | 33 | التماس المؤجل لـ KT (67-68) | داخلي | | 34 | $v_1$ | داخلي | | 35 | $v_0$ | F2 نحو E1(30)، وF3 من F1(30) |

التغذية: + على A+ و− على C− للمقياس 30 ولرأس الكتلة 31.

4. دارة المخارج (من اليسار إلى اليمين بين الخطين L و N تحت $24\ V$~، بعد المنصهرة FU والتماس المغلق لـ $X_{200}$):

| الفرع | التماسات | الوشيعة | |---|---|---| | 1 | X31 (11-14) ثم F1 (95-96) | KM1 | | 2 | X32 (11-14) | EV | | 3 | X32 (21-24) | KT | | 4 | X33 (11-14) | dV1 | | 5 | X34 (11-14) | dV0 |

ودارة الاستطاعة: $3\times 380\ V$ ثم Q1 (فاصل بمنصهرات aM) ثم الأقطاب الرئيسية لـ KM1 ثم المرحل الحراري F1 ثم المحرك M1، كما في دارة محطة الوسم.

5. الأزمنة: المراحل 31 إلى 34 تتوالى، والمرحلة 35 تعلن الجواب فورا:

$ t_a = 2{,}5 + 6 + 0{,}7 + 0{,}7 $

$ t_a = 9{,}9\ s $

دورة GPN كاملة: $9{,}9 + 4{,}1 = 14\ s$، فعدد العلب في الساعة:

$ N = \dfrac{3600}{14} \approx 257{,}1 $

أي 257 علبة كاملة في الساعة.

التمرين الثاني: تصحيح ربط معقب لتعاقبين متزامنين

نعود إلى محطة التثبيت والوسم (المتمن والمعقب الصحيح في شكل الجزء 4). رسم تلميذ المعقب ثم كتب قائمة الأسلاك التالية:

| الرقم | السلك كما ربطه التلميذ | |---|---| | a | dcy بين E1 وE4 للمقياس 21، وE4(21) موصول بـ E4(24) | | b | F1(21) موصول مباشرة بـ F3(20) | | c | $a_1$ على المقياس 22، و$a_0$ على المقياس 23، و$b_1$ على 25، و$b_0$ على 26 | | d | E1(20) من F2(23) مع وصلة مباشرة بين E1 وE4 للمقياس 20 (لأن القابلية $= 1$)، وF2(26) موصول مباشرة بـ E4(20) | | e | F1(20) موصول بـ F3(23) فقط | | f | زر Init نحو Z+ للمقياس 20 ونحو E4 للمقياس 21 |

الأسئلة: 1) بيّن الأسلاك الصحيحة والخاطئة وصحّح الخاطئة. 2) الدافعة A تنهي فرعها عند $t = 2{,}0\ s$ والدافعة B عند $t = 3{,}0\ s$: صف ما يحدث مع السلك d كما ربطه التلميذ.

الحل

1.

| الرقم | الحكم | التصحيح والتعليل | |---|---|---| | a | صحيح | القابلية المشتركة مرة واحدة، وربط E4 بـ E4 ينشّط الفرعين معا | | b | خطأ | المرحلة 20 تُخمَّل بـ $X_{21}\cdot X_{24}$: نربط F1(24) بـ F3(20) عبر التماس X21 (11-14)، وإلا فإن المقياس 21 إذا تعلق أولا خمّل 20 قبل أن يتعلق 24 | | c | صحيح | كل قابلية على المقياس الذي تنشّطه | | d | خطأ | هذا يحقق $X_{23} + X_{26}$ («أو»): نترك E1(20) من F2(23)، ونضع التماس X26 (11-14) بين E1 وE4 للمقياس 20 مكان الوصلة، ونلغي سلك F2(26) | | e | خطأ | يجب ربط F1(20) بـ F3(23) وبـ F3(26) معا ليتجسد $CD_{26} = X_{20}$؛ خط Z+ الموصول بـ E4(20) يخفي هذا الخطأ هنا لكنه لا يعوّض السلك | | f | خطأ | التهيئة تُربط على E4 للمقياس 20 (تنشيط) وعلى Z+ للكتلتين 21-23 و24-26 (تخميل) |

2. نفترض أن بقية الأسلاك صحيحة. عند $t = 2{,}0\ s$ تنشط المرحلة 23، فيصل الجهد من F2(23) إلى E1(20) ثم عبر الوصلة إلى E4(20) وN1، فتنشط 20 فورا. ولأن E4(20) موصول بـ Z+ للكتلتين عبر سلك التهيئة، يخمّل هذا الجهد كل مقاييسهما، ومنها المقياس 25 والدافعة B لم ترجع بعد: يضيع الفرع B. يعتبر المعقب الدورة منتهية قبل $1{,}0\ s$ من نهايتها الحقيقية، وضغطة dcy في هذه الثانية تنشّط 21 و24 فتُخرج الدافعة B من جديد قبل أن تكمل رجوعها. وعند $t = 3{,}0\ s$ يُغلق $b_0$ لكن المقياس 25 خامل، فلا يصل أي جهد إلى E1(26) ولا يحدث شيء. هذا معقب غير سليم.

التمرين الثالث: من دارة المعقب إلى المتمن

في وثيقة تقنية لآلة قديمة نجد ربط المعقب التالي (المقاييس 40 و41 منفصلة، والمقاييس 42 و43 و44 في كتلة واحدة):

| المقياس | بين E1 وE4 | روابط أخرى | |---|---|---| | 40 | $v_0$ | E1 من F2(44)؛ Init على E4(40) وعلى Z+ للمقياس 41 والكتلة 42-44؛ F1(40) نحو F3(44) | | 41 | m | E1 من F2(40)؛ F1(41) نحو F3(40) | | 42 | c ثم عقدة ثم تماس مغلق للملتقط k | E1 من F2(41)؛ F1(42) نحو F3(41) | | — | من العقدة بعد c: تماس مفتوح k نحو E4(43) | — | | 43 | d | داخلي | | 44 | $v_1$ | داخلي | | — | تماس X43 (11-14) بين + وF3(41) | — |

ودارة المخارج: X41 نحو KM1، X42 نحو KM2، X43 نحو dV1، X44 نحو dV0.

الأسئلة: 1) استنتج المتمن. 2) اكتب جدول التنشيط والتخميل. 3) ما دور التماس X43؟ ولماذا ركّب الصانع المقياس 41 منفصلا؟

الحل

1. المتمن: 40 (ابتدائية) −m→ 41 (KM1)، ثم تباعد «أو» بعد 41: $c\cdot\overline{k}$ نحو 42 (KM2) −d→ 43، أو $c\cdot k$ نحو 43 مباشرة (قفز فوق 42)؛ ثم 43 (dV1) −$v_1$→ 44 (dV0) −$v_0$→ 40.

نقرأ ذلك من الربط: كل تماس بين E1 وE4 قابلية الانتقال الذي ينشّط المقياس، والعقدة بعد c تعني عاملا مشتركا لفرعين، والفرع k يصل إلى E4(43) أي أنه ينشّط 43 من 41 مباشرة.

2. الجدول:

| المرحلة | التنشيط | التخميل | |---|---|---| | 40 | $X_{44}\cdot v_0 + Init$ | $X_{41}$ | | 41 | $X_{40}\cdot m$ | $X_{42} + X_{43}$ | | 42 | $X_{41}\cdot c\cdot\overline{k}$ | $X_{43}$ | | 43 | $X_{42}\cdot d + X_{41}\cdot c\cdot k$ | $X_{44}$ | | 44 | $X_{43}\cdot v_1$ | $X_{40}$ |

3. حين يُختار القفز ($c\cdot k$) لا ينشط 42، فلا يصل F1(42) إلى F3(41). التماس X43 يجسّد الحد الثاني لتخميل 41: $X_{43}$. ولكي نربط هذا التماس نحتاج F3(41) ظاهرا، وهذا يستلزم أن يكون 41 آخر كتلته أو منفصلا؛ لذلك لم يُركَّب في كتلة واحدة مع 42. لا خطر على تنشيط 41 من هذا التماس: 41 ينشط من 40 فقط، والمقياس 43 خامل في تلك اللحظة.