ومن أكثر العناصر أساسية هو وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) لأغراض الأتمتة في عالم الآلات. إنها العقل المركزي للجهاز الذي يجعل تشغيل الآلات سلسًا وفعالًا. كما أن وحدات التحكم هذه قادرة على التعامل مع إشارات التناظرية ، وهي وظيفة رئيسية. ما هو الإشارة التناظرية، وكيف تعمل داخل وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة؟ دعونا نكتشف ذلك معًا!
الإشارة التناظرية هي إشارة موجودة بالفعل، لذا يمكننا القول إنها إشارة متغيرة باستمرار (بخلاف الضوضاء). وتمثل كميات قابلة للقياس فيزيائيًا مثل درجة الحرارة أو الضغط أو معدل التدفق. بالمقابل، فإن الإشارة الرقمية هي حالة تشغيل-إيقاف (1 أو 0) تشبه إلى حد ما تشغيل مفتاح الكهرباء. يجب على الآلات التي تحتاج إلى تحكم دقيق (مراقبة) استخدام إشارة تناظرية. أدخل المدخلات والمخرجات التناظرية لأنظمة تعتمد على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)...
يمكن لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) قبول الإشارات المستمدة من أجهزة استشعار تقوم بقياس القيم الفيزيائية التناظرية باستخدام أجهزة إدخال تناظرية. تقوم هذه الأجهزة الاستشعارية بتحويل الكمية الفيزيائية إلى إشارة كهربائية يمكن لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة معالجتها. على سبيل المثال، قد ترسل مستشعر درجة الحرارة إشارة تناظرية إلى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، مما يسمح لها برصد درجة حرارة الجهاز والتحكم فيها؛ وهذه تُعدّ إشارة إدخال.
على النقيض من ذلك، فإن أجهزة الإخراج التناظرية في وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة تُرسِل نطاقًا من الجهد والتيار المتغير يتراوح بين 0 و10 فولت + (مثل CAN، LAN...) لتوجيه المشغلات مثل المحركات أو الصمامات أو السخانات. ويمكن لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة التحكم في موقع مؤازر أو سائق ترددي عاكس (مثل تلك المستخدمة في التحكم بسرعة المحرك أو موقع صمام هوائي أو هيدروليكي) من خلال تغيير إشارة الخرج من الجهد/التيار. وتُعد هذه الدقة في التحكم ضرورية للحفاظ على التشغيل السلس للعديد من الآلات المعقدة.

يُعد دمج استخدام أجهزة الإدخال والإخراج التناظرية في نظام PLC أمرًا يوفر دقة كبيرة لتطبيقات الأتمتة الصناعية، مما يتيح مزيدًا من الدقة والمرونة في التصنيع. على سبيل المثال، يمكن لأنظمة PLC المزودة بتجميعات بسيطة من المكونات التناظرية في مصنع إنتاج أن تضمن تصنيع المنتجات بشكل موحد وفعال.

كما تتميز الإشارات التناظرية بميزة إضافية تتمثل في توفير دقة أعلى عند الاستجابة للعالم المادي مقارنةً بإدخالات الإشارة الرقمية. ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك دور نظام PLC مع إدخال تناظري في تغيير سرعة ناقل حسب وزن العناصر التي يتم نقلها. وهذا بالضبط ما تحتاجه العمليات الصناعية التي لا تزال تُستخدم حتى اليوم: فهي تتمتع بمستوى من الذكاء والقدرة على التكيف كان يبدو خياليًا قبل عقود قليلة.

يساعد جهاز تحكم منطقي قابل للبرمجة (PLC) مع مدخل تناظري، على سبيل المثال، في التحكم بمعدل تدفق المياه وتنظيم كمية المواد الكيميائية التي يتم حقنها فيها للحفاظ على جودة مثالية للمياه في محطة معالجة المياه. لا يُحسّن هذا التحكم الدقيق نقاء المياه المعالجة فحسب، بل ويقلل أيضًا من النفقات من خلال ضمان استخدام أدنى كمية ممكنة من المواد الكيميائية.