تم شرح المكونات الرئيسية في أنظمة التحكم المنطقي الهوائي

في خطوط الإنتاج الآلية، تعمل الأنظمة الهوائية كأنظمة عصبية، حيث تتحكم بدقة في كل حركة. في قلب هذه الأنظمة تكمن المكونات المنطقية التي تعمل كعقل اتخاذ القرار، وتحدد متى وكيف يجب أن تعمل المشغلات. من بين هذه المكونات الحيوية، يبرز صمامان متخصصان لتنفيذ وظائف منطقية أساسية: صمام الضغط المزدوج وصمام المكوك.

يُعرف هذا المكون، المعروف أيضًا باسم صمام الضغط الثنائي أو صمام بوابة AND، بأنه حجر الزاوية لتنفيذ منطق AND في الدوائر الهوائية. ينص مبدأه الأساسي على أن الإخراج يحدث فقط عندما تستقبل منافذ الإدخال كلاهما إشارات هواء مضغوط في وقت واحد.

يتميز الصمام بمنفذي إدخال (X و Y) ومنفذ إخراج واحد (Z). يجب أن يتوفر هواء مضغوط في منفذي X و Y لتحريك الأسطوانة وفتح المسار من مصدر الهواء إلى Z. يعتمد التصميم على آليات أسطوانية دقيقة وموازنة الضغط - تتطلب الأسطوانة، وهي عادة صمام منزلق، ضغطًا متوازنًا من كلا المدخلين للتغلب على مقاومة الزنبرك وتمكين تدفق الإخراج.

يجب أن تأخذ التطبيقات الواقعية في الاعتبار متغيرين رئيسيين:

• اختلافات التوقيت: يعتمد تنشيط الإخراج على آخر إشارة تصل. يجب على مصممي النظام مراعاة تأخيرات الإرسال لضمان وصول الإشارة المتزامن.
• اختلافات الضغط: تسبب ضغوط الإدخال غير المتساوية في أن يحكم الضغط الأقل قوة الإخراج، حيث يعتمد حركة الأسطوانة على القوى المتوازنة. تضمن ضغوط الإدخال المتسقة التشغيل الموثوق.

تستخدم أنظمة السلامة الصناعية بشكل متكرر صمامات الضغط المزدوج في التطبيقات الحرجة. على سبيل المثال، غالبًا ما تتطلب مكابس الثقب أو آلات القولبة بالحقن تشغيلًا ثنائي اليد في وقت واحد. من خلال توصيل أزرار تحكم منفصلة بكل منفذ إدخال، يضمن النظام بقاء كلتا يدي المشغل في وضع آمن أثناء تنشيط الجهاز.

يُطلق عليه أيضًا صمام الاختيار، وينفذ هذا المكون منطق OR عن طريق نقل الإشارات من أي من منفذي الإدخال إلى الإخراج. على عكس صمام الضغط المزدوج، فإنه ينشط عندما يستقبل أي من المدخلين ضغطًا.

يحتوي الصمام على مكوك (أو كرة) يتحرك بحرية داخل جسمه، ويوجه التدفق بناءً على ظروف الإدخال. عندما يصل الضغط إلى المنفذ A، يقوم المكوك بحظر المنفذ B مع فتح المسار من A إلى C. يحدث العكس مع تنشيط المنفذ B. تتسبب الإشارات المتزامنة في أن يحدد الإدخال ذو الضغط الأعلى اتجاه الإخراج.

تمنع صمامات المكوك مشاكل التشغيل في تكوينات معينة. قد يتسبب توصيل صمامات التحكم الاتجاهية المتعددة مباشرة بمنفذ أسطوانة واحد في تسرب عادم غير مقصود. يعزل صمام المكوك مسار الإشارة النشط، مما يحافظ على وظيفة الأسطوانة الصحيحة.

يمثل التحكم في الأسطوانة متعددة المواضع تطبيقًا شائعًا. يتم توصيل صمامات تحكم متعددة، يتوافق كل منها مع نقاط تمديد محددة، عبر صمام مكوك. تتيح هذه التكوينة تحديد الموضع بشكل انتقائي مع منع تضارب الإشارات.

غالبًا ما تجمع الأنظمة الهوائية المتقدمة بين كلا النوعين من الصمامات لإنشاء منطق تحكم متطور. يمكن أن تعمل أقفال السلامة التي تستخدم صمامات الضغط المزدوج جنبًا إلى جنب مع أنظمة التحكم في الموضع التي تستخدم صمامات المكوك، مما يوضح كيف تمكن هذه المكونات الأساسية حلول الأتمتة المعقدة عند دمجها بشكل صحيح.

باعتبارها عناصر أساسية للمنطق الهوائي، تتيح هذه الصمامات تصميم نظام موثوق به عند تحديد مواصفاتها بشكل صحيح. توفر وظيفة AND لصمام الضغط المزدوج تشغيلًا مشروطًا، بينما توفر قدرة OR لصمام المكوك توجيه إشارات مرن. إتقان كلا المكونين ضروري لتصميم وصيانة الأنظمة الهوائية الفعالة.

قد تشهد التطورات المستقبلية تطور هذه المكونات التقليدية من خلال التكامل مع أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم القابلة للبرمجة، مما قد يتيح أنظمة تحكم تكيفية تقوم تلقائيًا بضبط تشغيل الصمام بناءً على ملاحظات الضغط والموضع في الوقت الفعلي. تعد هذه التطورات بزيادة قدرات التحكم الهوائي في الأتمتة الصناعية.