الماخذ الرئيسية

مقدمة

مرحبًا بك في ControlNexus، المزود الموثوق به لـ Siemens PLCs وHMIs والمحولات منذ عام 2013. في ControlNexus، نتفهم الدور الحاسم الذي تلعبه كتل البيانات في برمجة PLC، لا سيما داخل أنظمة Siemens. سيساعدك هذا الدليل على التنقل بين تعقيدات كتل البيانات في شركة Siemens PLCs، مما يضمن إمكانية الاستفادة منها بشكل فعال في مشاريع الأتمتة الخاصة بك.

ما هي كتلة البيانات؟

كتلة البيانات في Siemens PLCs هي منطقة ذاكرة مخصصة لتخزين البيانات التي يستخدمها برنامج المستخدم. تسمح كتل البيانات بإدارة البيانات والوصول إليها بكفاءة داخل نظام PLC الخاص بك. فهي مكونات أساسية في تنظيم وتنفيذ برامج PLC، وخاصة في مهام الأتمتة الصناعية المعقدة.

أنواع كتل البيانات

كتل البيانات العالمية

يمكن الوصول إلى كتل البيانات العالمية، والمعروفة أيضًا باسم كتل البيانات المشتركة، من خلال جميع كتل البرامج مثل استدعاءات الوظائف (FCs) وكتل الوظائف (FBs) وكتل المؤسسة (OBs). يتم استخدامها لتخزين البيانات المشتركة التي يجب الوصول إليها أو تعديلها بواسطة أجزاء متعددة من البرنامج.

كتل بيانات المثيل

ترتبط كتل بيانات المثيل بكتل وظائف محددة (FBs). تقوم كتل البيانات هذه بتخزين البيانات الفريدة لكل مثيل من كتلة الوظيفة، مما يسمح بمزيد من التحكم الدقيق وإدارة الحالة. يعد هذا النوع من كتل البيانات أمرًا بالغ الأهمية عند التعامل مع المهام أو العمليات المتكررة التي تتطلب تتبعًا فرديًا.

صفيف كتل البيانات

تتوفر كتل بيانات ARRAY فقط لوحدات المعالجة المركزية S7-1500 وتستخدم لتخزين صفائف عناصر البيانات. يمكن أن تعتمد هذه المصفوفات على أي نوع بيانات، مما يوفر طريقة منظمة للتعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة. تعمل كتل بيانات ARRAY على تبسيط عملية الوصول إلى عناصر المصفوفة ونقلها داخل البرنامج.

إنشاء وإدارة كتل البيانات

دليل خطوة بخطوة لإنشاء كتل البيانات في بوابة Siemens TIA

1. افتح بوابة تيا: قم بتشغيل Siemens TIA Portal وافتح مشروعك.
2. إنشاء كتلة جديدة: انتقل إلى شجرة المشروع، وانقر بزر الماوس الأيمن على وحدة المعالجة المركزية، ثم حدد Add New Block. يختار Data Block.
3. تحديد نوع الكتلة: حدد نوع كتلة البيانات (Global أو Instance أو ARRAY) التي تحتاجها.
4. أعلن المتغيرات: في محرر كتلة البيانات، قم بتعريف المتغيرات الخاصة بك عن طريق تحديد أسمائها، وأنواع البيانات، والقيم الأولية.
5. تعيين القيم الأولية: تحديد القيم الأولية للمتغيرات الخاصة بك. سيتم تطبيق هذه القيم أثناء بدء تشغيل وحدة المعالجة المركزية.
6. تمكين الذاكرة الاحتياطية: إذا لزم الأمر، قم بتمييز المتغيرات على أنها محتفظ بها لضمان استمرارية البيانات عبر دورات الطاقة.
7. حفظ وتجميع: احفظ كتلة البيانات الخاصة بك وقم بتجميع المشروع للتأكد من عدم وجود أخطاء.

إعلان المتغيرات

عند الإعلان عن المتغيرات داخل كتلة البيانات، من الضروري:

• استخدم أسماء ذات معنى لتسهيل فهم البرنامج.
• اختر أنواع البيانات المناسبة بناءً على الاستخدام المقصود للمتغير.
• قم بتعيين القيم الأولية التي تطابق نوع بيانات المتغير ونطاقه.
• ضع في اعتبارك ما إذا كان المتغير يحتاج إلى الاحتفاظ بقيمته عبر دورات الطاقة.

التطبيقات العملية لكتل ​​البيانات

كتل البيانات العالمية

تعد كتل البيانات العالمية مثالية لتخزين معلمات التكوين والبيانات المشتركة التي تستخدمها وظائف متعددة داخل برنامجك. على سبيل المثال، يمكن أن تحتوي كتلة البيانات العالمية على نقاط ضبط لأنظمة التحكم في درجة الحرارة أو العدادات العالمية المستخدمة لمراقبة خطوط الإنتاج.

كتل بيانات المثيل

تعد كتل بيانات المثيلات مفيدة لإدارة البيانات الفريدة لكل مثيل من كتلة الوظيفة. على سبيل المثال، في نظام يحتوي على محركات متعددة، يمكن تخزين المعلمات والحالات التشغيلية لكل محرك في كتلة بيانات المثيل الخاصة به، مما يسمح بالتحكم والمراقبة الفردية.

صفيف كتل البيانات

تعد كتل بيانات ARRAY مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب مجموعات بيانات كبيرة، مثل تسجيل بيانات المستشعر بمرور الوقت أو إدارة الدفعات في عملية التصنيع. تجعل الطبيعة المنظمة لكتل ​​بيانات ARRAY من السهل التعامل مع البيانات والوصول إليها بكفاءة.

معالجة الأخطاء واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

الأخطاء الشائعة

• إعلان متغير غير لائق: تأكد من الإعلان عن جميع المتغيرات بشكل صحيح باستخدام أنواع البيانات والقيم الأولية المناسبة.
• قضايا الذاكرة: مراقبة استخدام الذاكرة لكتل ​​البيانات لمنع التجاوز وضمان الأداء الفعال.

نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• التحقق من أسماء المتغيرات: تأكد من أن كافة أسماء المتغيرات فريدة ووصفية.
• مراجعة أنواع البيانات: التأكد من تعيين أنواع البيانات بشكل صحيح ومطابقتها للاستخدام المقصود.
• مراقبة استخدام الذاكرة: تحقق بانتظام من تخصيص الذاكرة لكتل ​​البيانات لتجنب اختناقات الأداء.

أفضل الممارسات لاستخدام كتل البيانات

إدارة كتلة البيانات بكفاءة

• استخدم اصطلاحات التسمية الواضحة: اعتماد نظام تسمية متسق للمتغيرات لتعزيز سهولة القراءة وقابلية الصيانة.
• تحسين استخدام الذاكرة: تجنب تكرار البيانات غير الضرورية وإدارة الذاكرة المخزنة بكفاءة.
• قم بتحديث القيم الأولية بانتظام: احتفظ بالقيم الأولية ذات الصلة بمتطلبات التطبيق الحالية لضمان السلوك الصحيح لبدء تشغيل النظام.

باتباع أفضل الممارسات هذه، يمكنك التأكد من أن برامج Siemens PLC الخاصة بك تتسم بالكفاءة وقابلية الصيانة والموثوقية.

التطبيقات العملية لكتل ​​البيانات (تابع)

أمثلة من العالم الحقيقي

1. كتل البيانات العالمية:
   • بيانات التكوين المشتركة: في بيئة إنتاج متعددة الأسطر، يمكن لكتل ​​البيانات العالمية تخزين معلمات التكوين مثل سرعات الإنتاج وحدود التشغيل وعتبات الأمان. وهذا يضمن أن جميع الخطوط تعمل في ظل نفس الظروف، مما يقلل من وقت الإعداد ويحسن الاتساق.
   • عدادات على مستوى النظام: استخدم كتل البيانات العامة للعدادات التي تتعقب إجمالي مخرجات الإنتاج أو وقت تشغيل النظام أو حدوث الأخطاء. يمكن الوصول إلى هذه العدادات من خلال أجزاء مختلفة من البرنامج لتقديم نظرة شاملة عن أداء النظام.
2. كتل بيانات المثيل:
   • أنظمة التحكم في المحركات: يمكن أن يكون لكل محرك في نظام معقد كتلة بيانات خاصة به لتخزين معلماته الفريدة مثل السرعة وعزم الدوران وساعات التشغيل. وهذا يسمح بالتحكم الدقيق والمراقبة لكل محرك بشكل مستقل.
   • تجهيز الدفعات: في نظام معالجة الدُفعات، يمكن لكتل ​​بيانات المثيل تخزين البيانات المتعلقة بكل دفعة، مثل رقم الدُفعة والمكونات وأوقات المعالجة والنتائج. وهذا يضمن التتبع الدقيق والإبلاغ عن كل دفعة تتم معالجتها.
3. صفيف كتل البيانات:
   • تسجيل بيانات الاستشعار: بالنسبة للأنظمة التي تتطلب تسجيلًا مكثفًا للبيانات، يمكن لكتل ​​بيانات ARRAY تخزين صفائف كبيرة من قراءات المستشعر مع مرور الوقت. وهذا مفيد بشكل خاص في تطبيقات مثل المراقبة البيئية أو مراقبة الجودة في التصنيع.
   • إدارة الوصفة: في إنتاج الأغذية والمشروبات، يمكن لكتل ​​بيانات ARRAY تخزين وصفات متعددة، تتكون كل منها من مكونات ومعلمات عملية مختلفة. يمكن للمشغلين التبديل بسهولة بين الوصفات عن طريق الوصول إلى عناصر المصفوفة المقابلة.

معالجة الأخطاء واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

الأخطاء الشائعة

• معالجة الصراعات: تأكد من أن كل متغير في كتلة البيانات له عنوان فريد لتجنب التعارضات.
• تجاوز الذاكرة: انتبه لحدود ذاكرة وحدة المعالجة المركزية لديك. يمكن أن يؤدي التحميل الزائد على كتل البيانات التي تحتوي على الكثير من البيانات إلى مشكلات في الأداء أو تعطل النظام.
• أنواع البيانات غير الصحيحة: يمكن أن يؤدي تعيين أنواع بيانات غير صحيحة للمتغيرات إلى سلوك غير متوقع أو أخطاء أثناء تنفيذ البرنامج.

نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• استخدم أدوات التشخيص: توفر بوابة Siemens TIA أدوات تشخيصية للمساعدة في تحديد المشكلات المتعلقة بكتل البيانات وحلها. استخدم هذه الأدوات بانتظام لمراقبة أداء النظام واكتشاف الأخطاء مبكرًا.
• محاكاة قبل النشر: قم دائمًا بمحاكاة برنامج PLC الخاص بك في TIA Portal قبل نشره على الأجهزة الفعلية. ويساعد ذلك في اكتشاف الأخطاء المتعلقة بكتل البيانات في بيئة خاضعة للرقابة.
• صيانة دورية: قم بمراجعة كتل البيانات الخاصة بك وتحديثها بشكل دوري للتأكد من أنها تلبي متطلبات النظام الحالية وإزالة أي متغيرات غير مستخدمة لتحسين استخدام الذاكرة.

أفضل الممارسات لاستخدام كتل البيانات

المبادئ التوجيهية للإدارة الفعالة

1. اعتماد اصطلاحات تسمية متسقة: استخدم أسماء واضحة ووصفية للمتغيرات وكتل البيانات الخاصة بك. وهذا يجعل برنامجك أسهل في الفهم والصيانة.
2. تحسين استخدام الذاكرة: أعلن فقط عن المتغيرات التي تحتاجها وتجنب التكرار. استخدم الذاكرة المخزنة بحكمة لضمان عدم فقدان البيانات المهمة أثناء دورات الطاقة.
3. توثيق كتل البيانات الخاصة بك: الاحتفاظ بالوثائق التفصيلية لكل كتلة بيانات، بما في ذلك وصف المتغيرات وأنواع البيانات الخاصة بها والقيم الأولية. وهذا يساعد في استكشاف الأخطاء وإصلاحها والتعديلات المستقبلية.
4. التحديثات والاختبارات المنتظمة: حافظ على تحديث كتل البيانات الخاصة بك بأحدث متطلبات النظام. قم باختبار برنامج PLC الخاص بك بانتظام للتأكد من أن التغييرات في كتل البيانات لا تؤدي إلى أخطاء جديدة.

مشورة الخبراء والرؤى

نصائح الصناعة

• الاستفادة من دعم سيمنز: تقدم شركة Siemens وثائق ودعمًا شاملاً لمنتجات PLC الخاصة بها. استخدم هذه الموارد للحصول على أفضل الممارسات والنصائح المتقدمة حول استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
• التعلم المستمر: ابق على اطلاع بأحدث الاتجاهات والتقنيات في برمجة PLC. احضر الندوات عبر الإنترنت وورش العمل والدورات التدريبية التي تقدمها شركة Siemens وخبراء الصناعة الآخرين.
• التعاون بين الأقران: انضم إلى المنتديات والمجتمعات عبر الإنترنت حيث يمكنك مشاركة الخبرات والتعلم من المتخصصين الآخرين الذين يعملون مع شركة Siemens PLCs.

خاتمة

تعد كتل البيانات مكونًا أساسيًا في برمجة Siemens PLC، حيث تقدم حلولاً قوية لإدارة البيانات وتنفيذ البرامج. إن فهم الأنواع المختلفة من كتل البيانات وتطبيقاتها يمكن أن يعزز بشكل كبير كفاءة وموثوقية مشاريع الأتمتة الخاصة بك.

في ControlNexus، نحن ملتزمون بتوفير أفضل أجهزة PLC وHMIs والمحولات من Siemens لتلبية احتياجات الأتمتة الصناعية الخاصة بك. زرناشركة سيمنز PLCs الصفحة لمزيد من المعلومات حول منتجاتنا وخدماتنا.

للحصول على أدلة وموارد أكثر تفصيلاً، استكشف موقعناإتقان برمجة Siemens PLC والدليل الشامل لتوصيل جهاز Siemens PLC الخاص بك بواجهة HMI مقالات.

نشكرك على اختيار ControlNexus كشريكك الموثوق به في مجال الأتمتة الصناعية. لأية أسئلة أو مزيد من المساعدة، لا تتردد فياتصل بنا.