در مبحث اتوماسیون و ابزار دقیق یکی از محوری ترین تجیهزات کنترلرها است که وظیفه کنترل واتوماتیک کردن پروسه را دارد. واژه کنترلر معمولاً با واژه های سنسور و اکچوئیتور به معنی عمل کننده ( Actuator) همراه است که در تعامل با یکدیگر میتوانند یک لوپ کنترل یا یک حلقه کنترل تشکیل دهند .کنترلرها از نظر کارآئی و قابلیت برنامه ریزی ، آنالوگ یا دیجیتال بودن، تعداد ورودی و خروجی ، مکانیزم کنترل ( تفاضلی ، مشتقی ، نتاسبی ) ( proportional–integral–derivative ) ، مکانیکی یا الکتریکی بودن انواع مختلفی دارند با نامهای PID controller و PLC به منای کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی مخفف ( Programmable Logic Contrller ) مشهورند .
امروزه با پیشرفت سخت افزاری و نرم افزاری کامپیوترها به راحتی با نصب نرم افزار و سخت افزار لازم بر روی کامپیوتر میتوان کنترلر منطقی قابل برنامه ریزی غیر حرفه ای داشت که البته در صنعت با توجه به نیاز بالا به ایمنی در مقابل نویز ، گرما و سرما ، رطوبت و گرد و غبار و فالتهای رایج چنین کاری معقول به نظر نمیرسد . کمپانیهای بسیاری در جهان PLC تولید میکنند که از معروفترین آنها در ایران زیمنس و امرون میباشذد .
برای انتخاب یک کنترلر یا کنترلر قابل برنامه ریزی بایستی به این موارد توجه داشت :
تعداد وروردی و خروجیها
مکانیزم کنترل
نوع پروتکل صنعتی که پیشتیبانی میکند
آنالوگ یا دیجیتال بودن ورودی و خروجیها
قابلیت افزایش کارتهای وروردی و خروجی
قابلیت داشتن دو شبکه ارتباطی همزمان (رداندانسی)
نرم افزار کار با کنترلر
حافظه و سرعت CPU کنترلر
و ...
پرشر سوئچ یا کنترلر فشار جهت تنظیم فشار مخازن یا جلوگیری از افزایش فشار در محیطهای تحت فشار در صنعت کاربرد فراوان دارد . معمولا پرشر سوئیچها به صورت مکانیکی و نظیر فشار سنجها با مکانیزمهای بوردون یا دیافراگم و بلوز در نقطه ست پوینت یا تنظیم یه رله را فعال نموده و با فرمان کنتاکت خود در خروجی به عنوان یک کنترلر On و Off عمل میکند.
در نمونه های دیجیتال و الکترونیکی به جای بوردن یا دیافراگم از استرین گیج استفاده و در خروجی معمولا از ترانزیستور به صورت PNP و یا NPN استفاده میگردد . در نمونه های پیشرفته تر خروجی 4 تا 20 میلی آمپر و نشاندهنده نیز دارند . در انتخاب یک پرشر سوئیچ بایستی موارد زیر را در نظر داشت
کنترلر رطوبت جهت تنظیم رطوبت محیط مورد استفاده قرار میگیرد . در نمونه های مکانیکی این تجهیزات از یک المنت سنسور از جنس نوعی پلاستیک استفاده شده است که با افزایش رطوبت از حد تنظیم شده خاصیت کشیده شده و با فرمان قطع و وصل خود میتواند رطوبت را در حد تنظیمی نگه دارد . در نمونه های دیجیتال همین عملکرد از طریق یک سنسور الکترونیکی رطوبت یا ترانسیمتر رطوبت و یک کنترلر دیجیتال انجام میگیرد .در زیر به تعدادی از نکات قابل توجه در انتخاب کنترلر رطوبت اشاره میگردد .
قبل از توضيحات در رابطه با کنترلر PID بد نيست بدانيم که اصولاً کنترلر وظيفه مقایسۀ مقدار واقعي پروسه با مقدار مطلوب يا نقطه تنظيم و همچنين صدور فرمان براي اکچوئيتور جهت انجام اين تنظيم را دارد . براي مثال در کنترلرهاي ساده نظير ترموستات که سنسور که وظيفه اندازه گيري دما را دارد معمولاً از يک بيمتال تشکيل شده است و در حقيقت اين بيمتال با توجه به کم يا زياد شدن دما به يک طرف متمايل شده با تنظيم مناسب جهت دماي مطلوب خروجي کنترلر که همان فرمان خاموش يا روشن کردن منبع حرارتي است صادر ميشود .اما در يک کنترلر PID با در نظر گرفتن پارامترهائي نظير نسبت تغييرات نقطه تنظيم با مقدار فعلي پروسه با فاکتورهائي نظير شدت تغييرات ناگهاني ، و ميزان تغييرات نسبت به زمان ميتواند کنترلي پيشرفته خصوصا در پروسه هاي دمائي که استفاده از کنترلرهاي ساده باعث ايجاد نوسان دائمي دما ميشود را ايجاد کند . در کنترلر پي آي دي از الگوريتم نسبي ، مشتقي ، و انتگرالي بهره ميبرند همانگونه که نام آن از P مخففProportional يا نسبي و فاکتور I مخفف integral يا انتگرالي و فاکتور D مخفف Derivative يا مشتقي گرفته شده است .و در بسياري از فرايندهاي کنترلي نظير کنترل سرعت موتور DC ، کنترل فشار، کنترل دما و ... کاربرد دارد.
بيشتر تجهيزات اندازه گيری و سنسورها براي دقت مشخصي طراحي گرديده اند . پروسه ای که در آن دقت تجهيز را مورد ارزيابي قرار ميدهند کاليبراسيون نام دارد . کاليبراسيون در حقيقت اندازه‌گيری و تعيين صحت وسيله اندازه‌گيري در مطابقت با مرجع تاييد شده ميباشد. مرجع ذکر شده همان کاليبراتور ميباشد که با توجه به پارامتر مورد اندازه گيري و کار آئي ورنج آن به انواع مختلف دسته بندي ميگردد .
کالیبراتور فشار :
کالیبراتور دستی یا هندپمپ فشار Hand pump
کالیبراتور ددوی تستر Dead Weight tester
کالیبراتور های دما :
حمام کالیبراسیون خشک Dry bath calibrator
حمام کالیبراسیون مایع Liquid Bath Calibrator
سیمولاتور ترموکوپل و RTD
پروسس کالیبراتور :
مولتی فانکشن کالیبراتور کالیبراتور و سیمولاتور جریان ، ولتاژ ، فشار
کالیبراتور های فشار نظیر کالیبرتورهای دما جهت کنترل صحت عملکرد تجهیزات اندازه گیری فشار و اطمینان از عملکرد آنها استفاده میگردند . کالیبراتورهای فشار به صورت دیجیتال و آنالوگ و با توجه به دستی یا میزی بودن ، دقت و ... دسته بندی میگردند . کالیبراتور های دستی به کمک پمپ دستی و گیج فشار دقیقی که به تست گیج معرفند به شما این امکان را میدهند که در هر جای سایت که اراده میکنید گیج مشکوک را تست کنید و از صحت عملکرد آن مطمئن شوید. برخی از این نمونه های کالیبراتور هند هلد تا تا 700 بار را میتوانند اندازه گیری کنند . نمونه ها دیگر به صورت میزی میباشند که معرف ترین آنها دد ویت تستر میباشد که معمولا برای اندازه گیری فشار بالا مورد استفاده میگیرد .در انتخاب این تجهیزات به موارد زیر توجه کنید .
فلو سوئیچها به سادگی با مکانیزمهای مختلفی که برای حس کردن فلوی سیال دارند در ست پوینت یا نقطه تنظیم مورد نظر خروجی سوئیچ یا ON/OFF میدهند و به شما امکان کنترل فلوی خط را میدهند . معمولا ساده ترین روشها ، پر کاربردترین آنها میباشند و در فلو سوئیچهای بسیار رایج از یک تیغه فلزی که به یک اهرم متصل است استفاده کرده با توجه به ست پویت طول این تیغه را برش میدهند یا اصطلاحاً تریم میکنند . زمانی که فلو به مقدار مورد تنظیم شما رسید اهرم به یک طرف متمایل شده و سوئچ را تحریک میکنند . در نمونه های پیشرفته تر این سوئیچ به صورت غیر تماسی برای مثال به کمک خاصیت مغناطیسی انتهای اهرم که باعث تحریک رید رله خروجی میشود استفاده میکنند . در انتخاب این تجهیزات بایستی موارد زیر را در نظر داشت
فلو متر یا دبی سنج وسیله ایست که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان معرفی میکند . در بیشتر صنایع از جمله صنایع نفت و پتروشیمی و ... دانستن مقدار دقیق فلوی عبوری سیالی مانند گاز و یا نفت حیاتی است . توجه به این نکته که میزان کل فلو که معرف جرم ماده مصرفی است در بسیاری موارد نظیر پروسه های صنعتی کاربرد دارد . همچنین اندازه گیری دقیق فلو به دلیل ملاحظات مالی در فروش وخرید حجم مشخصی از ماده و کالا مانند کنتور گاز خانگی و تبادلات نفتی و ...اهمیت ویژه ای دارد.
تکنیکنهای مختلفی برای اندازه گیری فلو به کار میرود که میتوان به پاره از متداولترین آنها در زیر اشاره کرد .
روش جابجائی مثبت Positive Displacement
اوریفیس پلیت Orifice Plate
روش توربینی Turbine
روتامتری (variable area)
آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler
آلتراسونیک با روش زمان انتقال و .... Ultrasonic: Transit Time, Time of Travel, Time of Flight
ونتوری Orifice Plate
مغناطیسی Magnetic
ورتکس Vortex Shedding
روتامتر) Variable Area (Rotameter
فلومتر مخصوص کانالهای باز Weir and Flume Open channel
کوریالیس Coriolis
گرمائی Thermal
پیتوت Pitot Tube
فشار سنج آنالوگ از قدیمی ترین ابزار دقیق رایج در صنایع جهت نشان دادن مقدار فشار میباشد که هنوز به لحاظ محبوبتی و قیمت مناسبی که دارد از پر مصرف ترین تجهیزات جهت نمایش فشار میباشد . این تجهیزات که از مکانیزم مکانیکی بوردون تیوب یا دیافراگی و در بعضی موارد بیلوز المنت استفاده میکند با تغییر حالتی که المنت اندازه گیر در اثر فشار پیدا میکند و انتقال این تغییر حالت به یک عقربه که بر حسب فشار بر روی یک صفحه کالیبره شده است به سادگی مقادیر فشار در در گستره ای وسیع حتی تا 1000 بار اندازه گیری میکنند .جهت به کار گیری این تجهیزات به موارد زیر بایستی توجه کرد .
در یک لوپ کنترل ، کنترلر با توجه به فیدبکی که از سنسور و مقادیر پروسه دریافت میکند و مقایسه آن نسبت به نقطۀ تنظیم پروسه برای رسیدن به نقطۀ تنظیم با فرمان دادن به اکچوئيتور يا عمل کننده باعث تغییرات لازم در مقادیر پروسه میگردد که سبب رسیدن به نقطه تنظیم میشود . برای مثال در یک لوپ کنترلي در بازوی حرکتی یک روبات عمل کننده تجهیزی است که با توجه به مقادیری که از سنسور موقعیت به کنترلر دستگاه میرسد و فرمانی که به یک استپ موتور میدهد در حقیقت انرژی را به حرکت قابل کنترل تبديل ميکند و باعث اعمال نيرو و جابجائی کنترل شده ميشود .به عبارت دیگر اکچوئيتور در حوزه کنترل حرکت تجهیزی است که با توجه به فرمان کنترلر انرژي را با مکانیزم پنوماتيکي ، الکتريکي ، هيدروليکي ، الکترومکانیکی و ... گرفته تبديل به حرکت قابل کنترل جهت استفاده در سیستمهای مختلف حرکتی میکند با این تعریف ، این نوع عمل کننده ها را در کارخانجات صنعتي تحت نام سرو موتورها ، استپ موتور ، سیلندرهای پنوماتیک یا هیدرولیک هستند که نظیر ماهیچه های بدن انسان وظیفه جابجائی و حرکت کنترل شده را به عهده دارند . در ادامه با توجه به ماهیت کار عمل کننده یا اکچوئتور حرکتی میتوان به مدلهای خطی با linear و گردنده یا rotary اشاره نمود برای مثال عمل کنندۀ مورد نیاز برای باز کردن یک گلاب ولو یا درب خانه از نوع خطی و برای باز یا بسته کردن یک بال ولو یا شیر توپی یا پروانه ای از مدلهای Rotary یا گردنده بایستی استفاده نمود . همچنین در مواردی که نیاز به نیروی زیاد میباشد از سیلندرهای هیدرولیک و برای سرعت بالا از سیلندرهای پنوماتیک استفاده نمود.
با تعریف اولیه عمل کننده در یک لوپ کنترلی دما، یک رله یا کنتاکتور و یا رله حالت جامد نقش اکچوئیتور و یا عمل کننده را می تواند به عهده داشته باشد و با توجه به افزایش و یا کاهش دما ( که از طریق سنسور دما حس میشود) و فرمان کنترلر ، به روشن یا خاموش کردن منبع حرارتی اقدام میکند . توجه داشته باشید در صورتی که از گاز یا سوخت دیگری برای گرم کردن استفاده شود اکچوئیتور به سولنئید ولو یا کنترل ولوی اطلاق میشود که نقش کاهش یا افزایش سوخت را خواهد داشت .
عضو شوید
عضویت سریع
آمار
وب سایت:
آمار مطالب
آمار بازدید
