المشروع الختامي: محطة خزان بآلة حالات وإنذار وعدّ دفعات

ما نبنيه

محطة تعمل دفعة بعد دفعة: تملأ الخزان إلى نقطة ضبط، تنتظر فترة استقرار، تفرّغ إلى الحد الأدنى، تسجّل دفعة، وتعيد. تتوقف بأمان عند أي شيء غريب، وتطلق إنذاراً يحتاج إقراراً. هذا هو هيكل أي محطة دفعات حقيقية مهما كبرت.

القرار 1: الشروط قبل الحركة

لا خطوة أولى قبل أن تكون الشروط سليمة. نجمعها في متغير واحد:

Permissive := NOT (LSH AND LSL) AND LevelF <= 99.0;

LSH AND LSL معاً حالة مستحيلة فيزيائياً، فهي تعني عطل مفتاح أو سلك مقطوع. الشرط الواحد المسمّى أفضل من سبعة شروط مكررة في سبعة أماكن: تقرؤه في جدول المراقبة وتعرف فوراً لماذا لم تبدأ المحطة.

القرار 2: المستوى المفلتر لا الخام

قياس المستوى يرتجف، وأي مقارنة على القيمة الخامة سترتجف معها. نستخدم مرشّحاً أسّياً من سطر واحد:

LevelF := LevelF + 0.20 * (Level - LevelF);

المعامل 0.20 يعني «خُذ خمس الجديد»، وهو توازن معقول بين الهدوء والاستجابة. وننسخ القيمة الخامة في أول دورة فقط، وإلا بدأ الفلتر من صفر وانتظرنا حتى يصعد.

القرار 3: آلة حالات لا سلسلة شروط

خمس حالات، كل واحدة تعرف مخارجها وشرط خروجها:

الخطوة	الحالة	المخارج	الخروج
0	خامل	الكل مغلق	أمر تشغيل والشروط سليمة
1	ملء	المضخة	المستوى ≥ 85%
2	استقرار	الكل مغلق	3 ثوان
3	تفريغ	الصمام	المستوى ≤ 12% أو LSL
4	إكمال	الكل مغلق	دورة واحدة، يعدّ الدفعة
9	عطل	الكل مغلق	إقرار المشغل

قاعدتان تجعلان آلة الحالات نظيفة: مخرج يُضبط في مكان واحد فقط، وكل حالة لها شرط خروج واحد واضح. رقم العطل 9 بعيد عن الأرقام المتسلسلة حتى تعرف من الرقم وحده أنك خارج التسلسل الطبيعي.

القرار 4: مهلة لكل خطوة متحركة

الخطوة التي تنتظر حدثاً فيزيائياً يجب أن تنتظر بحد. إذا طُلب الملء ولم يرتفع المستوى في 60 ثانية، فالمضخة معطلة أو الصمام مغلق أو المصدر فارغ. بلا مهلة يبقى البرنامج ينتظر إلى الأبد والمضخة تعمل جافة.

نستخدم مؤقتاً واحداً للخطوتين المتحركتين، ونصفّره عند أي تغيير خطوة بمقارنة الخطوة الحالية بالسابقة.

القرار 5: إنذار بأسلوب ISA-18.2

الإنذار ليس HiAlm := Level > 90. المعيار ISA-18.2 يفرّق بين حالة العملية وحالة الإنذار، وأهم أثر عملي: الإنذار يبقى ظاهراً حتى يقرّه إنسان، حتى لو عاد المستوى إلى طبيعته. ونضيف نطاقاً ميتاً (Deadband) لمنع الارتعاش حول العتبة:

يُطلق فوق 90% أو عند LSH.
لا يُزال إلا تحت 85%، و بعد الإقرار.
المصباح يرمش ما لم يُقر، ويثبت بعد الإقرار وقبل عودة العملية.

لوحة المختبر فيها زرّان فقط، فجعلنا ضغطة START تعمل كإقرار عندما يكون هناك إنذار غير مقرّ أو عطل. في محطة حقيقية يكون زراً أو نقرة على شاشة التحكم.

القرار 6: الحافة لا المستوى

أوامر البدء والإقرار وعدّ الدفعة كلها أحداث، والحدث يُقرأ بالحافة الصاعدة. بلا R_TRIG سيعدّ عدّاد الدفعات عشرين دفعة في الثانية لأن شرط الإكمال صحيح في كل دورة. ولهذا أيضاً وُجدت الحالة 4: حالة تعيش دورة واحدة، تعدّ، وتخرج.

القرار 7: من يوقف ماذا

Stop يعيد الآلة إلى الخامل بترتيب نظيف. والعطل يذهب إلى الحالة 9 ويغلق كل شيء ويبقى هناك. الفرق مقصود: الإيقاف طلب مشغّل، والعطل حالة تحتاج إنساناً يفهم ما حدث قبل أن تُستأنف.

اقرأ البرنامج هكذا

البرنامج في المختبر تحت هذا الدرس مرتب في ثماني فئات بالترتيب نفسه: نقاط الضبط، الفلتر، الأحداث والحوافّ، الإنذار، كشف العطل، آلة الحالات، توقيت الخطوة، ثم المخارج. هذا الترتيب ليس زينة: كل ما يَقرأ يأتي قبل كل ما يَقرّر، وكل ما يَقرّر يأتي قبل كل ما يَكتب. اتبعه في كل برنامج تكتبه بعد اليوم.

جرّبه في المختبر

المختبر يعمل في متصفحك: محرر ST، وعملية افتراضية تناسب الدرس، ونفس البرنامج كمخطط Ladder حي، وجدول مراقبة، وتصدير إلى Siemens SCL.

ماذا تجرّب

اضغط START وتابع Step: 1 تعبئة، 2 تهدئة، 3 تفريغ، 4 اكتمال، ثم 1 مرة أخرى.

راقب Batches.CV يزيد مع كل دفعة؛ بعد 3 دفعات تتوقف المحطة ويضيء المصباح. اضغط START لوردية جديدة.

اضغط STOP في أي خطوة: يعود إلى 0 فوراً.

غيّر 80.0 إلى 95.0: المستوى يصل 90% فيفصل LSH ويضيء الإنذار، وهذه طبقة السلامة المستقلة.

أقسام الموقع

الخبرات

أدوات مجانية

المشروع الختامي: محطة خزان كاملة بآلة حالات وإنذار وعدّ دفعات