الأتمتة الصناعية هي شيء نتفاعل معه كل يوم، من استلام خدمة التوصيل إلى التسوق في محل البقالة. تعد خلايا العمل جزءًا مهمًا من الأتمتة الصناعية، وهي جزء ستستكشفه خلال هذه الدورة التدريبية. 

في هذا الدرس، ستتعلم: 

• ما هي خلية العمل وكيف يتم استخدامها في سياق الأتمتة الصناعية
• كيف ترتبط خلية عمل CTE بهذه المفاهيم
• ما هو دماغ روبوت EXP وكيف يعمل كوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة داخل خلية عمل CTE
• كيفية شحن البطارية حتى تكون جاهزة للاستخدام.

في نهاية هذا الدرس، ستناقش ما تعلمته أثناء إجابتك على الأسئلة في دفتر ملاحظاتك الهندسية. 

مدخل إلى خلايا العمل

الأتمتة الصناعية في حياتنا اليومية

يتم دمج أتمتة المصانع والروبوتات الصناعية في حياتنا اليومية، وغالبًا دون أن ندرك تأثيرها. ضع في اعتبارك تسليم الطرد أو الرفوف المخزنة باستمرار في محل بقالة بين عشية وضحاها. أصبحت وسائل الراحة اليومية هذه ممكنة بفضل عمليات التصنيع المتقدمة، حيث تلعب الأتمتة والروبوتات دورًا مهمًا.

الأتمتة الصناعية هي استخدام التكنولوجيا والآلات لتبسيط وتحسين عمليات التصنيع والإنتاج في المصانع. في المصانع الصناعية الحديثة، تعتبر الأتمتة أساسية لمجموعة متنوعة من المهام التي تهدف إلى تعزيز الكفاءة وضمان السلامة وتعزيز الدقة. وتشمل هذه العمليات عمليات التصنيع حيث تكمل الروبوتات مهامًا مختلفة، مثل: 

• مناولة المواد، مثل نقل المنتجات وفرزها. 
• منتجات الطبليات للشحن.
• إزالة المنتجات المعيبة من النظام.

عند تقديم طلب عبر الإنترنت على سبيل المثال، تتم معالجته بواسطة نظام آلي، ويتم تعيينه إلى مستودع. في هذه المستودعات، تلعب الروبوتات الصناعية دورًا حاسمًا، حيث تتنقل في الممرات وتسترد العناصر بدقة وسرعة. هذه الروبوتات قادرة على التحرك في اتجاهات متعددة والتعامل مع المنتجات بعناية. إنهم يعملون جنبًا إلى جنب مع البشر لفرز طلبك وتعبئته وإعداده للشحن، كل ذلك في غضون ساعات.

ما هي خلية العمل ؟

خلية العمل هي تجميع الآلات والأشخاص والمعدات الأخرى التي تستخدمها الشركات في عملية الإنتاج التصنيعي. غالبًا ما يتم تنفيذ هذه الخلايا لتقليل التكاليف المرتبطة بالإنتاج وزيادة الإنتاجية. كما تقلل العديد من الشركات بشكل كبير من معدل الخطأ من خلال وضع خلايا العمل في مكانها الصحيح.

على سبيل المثال، في منشأة التصنيع، سيتم ترتيب الآلات المشاركة في العملية (مثل الأذرع الآلية والناقلات) بحيث تتحرك البضائع التي يتم إنتاجها بسلاسة وسلاسة من مرحلة إلى أخرى. لن يكون ذلك ممكنًا إلا إذا تم تجميع الآلات في خلايا عمل تسهل التقدم المنطقي للبضائع التي يتم إنتاجها — من المواد الخام من طرف إلى المنتج النهائي من الطرف الآخر.

ما هي وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC )؟

وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) هي نظام تحكم حاسوبي صناعي مبرمج لتنفيذ عمليات تلقائية في الأنظمة الصناعية. يعد جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة مكونًا أساسيًا لخطوط الإنتاج الآلية، وهو يراقب باستمرار حالة أجهزة الإدخال (مثل المستشعرات) ويتخذ القرارات بناءً على برنامج مخصص للتحكم في حالة أجهزة الإخراج (مثل الناقلات). تُستخدم PLCs في مجموعة متنوعة من صناعات العالم الحقيقي لأتمتة خطوط تجميع المصانع أو الآلات أو العمليات الأخرى. يمكن أن يؤدي استخدام جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة إلى زيادة الموثوقية واستقرار النظام وأدائه وسلامته، مع تقليل الحاجة إلى التدخل البشري والخطأ البشري المحتمل. 

في المصانع الآلية، تتكون خلايا العمل من آلات وروبوتات مختلفة تعمل معًا لأداء مهام محددة. يلعب المجلس التشريعي الفلسطيني دورًا مركزيًا في إدارة وتنسيق الأنشطة مثل: 

• تكامل الأجهزة: يمكن لـ PLCs دمج والتحكم في أجهزة متعددة مثل الأذرع الآلية والناقلات وأجهزة الاستشعار والأنظمة الهوائية داخل خلية العمل. يضمن هذا التكامل أن كل مكون يعمل بانسجام مع المكونات الأخرى، مما يحسن الكفاءة ويقلل من الأخطاء.
• أتمتة العمليات: تقوم أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بأتمتة المهام المتكررة، مما يقلل من الحاجة إلى التدخل اليدوي. على سبيل المثال، في خلية عمل التعبئة والتغليف، قد يتحكم جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة في ذراع روبوت لالتقاط العناصر من الناقل، ووضعها في صناديق، وإغلاق الصناديق.
• المراقبة والتشخيص: تراقب PLCs باستمرار حالة جميع الأجهزة المتصلة، وتوفر البيانات والتشخيصات في الوقت الفعلي. يساعد هذا في تحديد المشكلات وحلها بسرعة، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل.

الميزة الرئيسية لجهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة هي مرونته. لا توفر أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة هذه القدرة على توسيع الوظائف عن طريق إضافة المزيد من أجهزة الإدخال أو الإخراج فحسب، بل يمكن أيضًا إعادة برمجتها وإعادة تكوينها بسهولة للتكيف مع التغييرات في عملية التصنيع. 

خلية عمل CTE

الآن بعد أن أصبح لديك فهم أساسي لترميز ذراع 6 محاور لإنجاز مهام مثل نقل الأشياء ووضعها على منصات نقالة، فأنت على استعداد للبناء على هذه المعرفة لإضافة مكونات لإنشاء خلية عمل. خلال هذه الدورة، ستتعرف على مكونات خلية عمل CTE، مثل الدماغ وأجهزة الاستشعار والناقلات ووحدة تغذية القرص والهواء المضغوط، وكيفية ترميزها لإنشاء خلية عمل مؤتمتة بالكامل. قبل أن تتمكن من إنشاء خلية عمل كاملة، تحتاج إلى معرفة كيفية استخدام الدماغ مع خلية عمل CTE، بحيث يمكنك توصيل الأجهزة والتحكم فيها خارج ذراع 6 محاور فقط.

الدماغ كوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC)

في خلية عمل CTE، يعمل الدماغ كوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة، ويؤدي وظائف مماثلة لـ PLCs في إعدادات الأتمتة الصناعية: 

• مركز التحكم: يعمل الدماغ كمركز تحكم مركزي، حيث يدير ذراع 6 محاور وأجهزة إضافية مثل الناقلات وأجهزة الاستشعار والهواء المضغوط.
• المنطق القابل للبرمجة: تتم برمجة الدماغ باستخدام VEXcode لتحديد كيفية عمل خلية العمل، مما يعكس الاستخدام الواقعي لـ PLCs في المصانع الآلية.
• التنسيق في الوقت الفعلي: يعالج الدماغ المدخلات من أجهزة الاستشعار ويتحكم في المخرجات في الوقت الفعلي، مما يضمن التشغيل السلس والفعال لخلية العمل.
• قابلية التوسع: تمامًا مثل أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصناعية، يمكن توسيع الدماغ من خلال توصيل أجهزة إضافية (مثل المستشعرات والناقلات والهواء المضغوط)، مما يسمح لك ببناء والتحكم في الأنظمة الآلية المعقدة بشكل متزايد.

في الدورة السابقة، استخدمت اتصالًا مباشرًا للتحكم في حركة ذراع 6 محاور مع VEXcode EXP. ومع ذلك، فإن الاتصال المباشر يسمح لك فقط بالتحكم في ذراع 6 محاور. يتيح لك استخدام الدماغ توصيل أجهزة إضافية مثل أجهزة الاستشعار والمحركات والهواء المضغوط، بالإضافة إلى الذراع سداسي المحاور. من أجل إنشاء خلية عمل مؤتمتة بالكامل، ستحتاج إلى استخدام الدماغ للتحكم في جميع الأجهزة اللازمة لنقل الكائنات وفرزها وتوزيعها بنجاح.

يقوم الدماغ بتشغيل مشاريع المستخدم التي يتم تنزيلها إليه، للتحكم في خلية العمل. يمكنك أيضًا عرض معلومات حول خلية العمل مباشرة على شاشة الدماغ، كما سترى لاحقًا في هذه الوحدة.

في هذه الدورة، ستتحكم في خلية عمل CTE باستخدام Brain كـ PLC. من أجل تشغيل الدماغ والمكونات المتصلة، مثل الذراع سداسي المحاور، ستحتاج إلى توصيل بطارية مشحونة بالدماغ. 

تحقق من فهمك

قبل الانتقال إلى الدرس التالي، تأكد من فهمك للمفاهيم التي يغطيها هذا الدرس من خلال الإجابة على الأسئلة الواردة في المستند أدناه في دفترك الهندسي. 

تحقق من فهمك للأسئلة > (Google Doc / .docx / .pdf)

اختر التالي > للانتقال إلى الدرس التالي.