تابلو برق صنعتی و اجزای تشکیل دهنده آن

امروزه تابلو برق صنعتی یکی از عناصر اصلی واحدهاي صنعتی و مسکونی محسوب می شوند. تابلو برق صنعتی عبارت است از محفظه اي معمولا بسته که تجهیزات الکترونیکی،اتوماسیون یا برق صنعتی می تواند در آن نصب شود:
وظایف انواع تابلوها عبارتند از:
کنترل دستی یا اتوماتیک یک فرایند صنعتی
توزیع برق بین تجهیزات
اصلاح ضریب توان

لینک دانلود مونتاژ تابلو برق فشار ضعیف

دسته بندی تابلو برق صنعتی

دسته بندي اول بر اساس نوع عملکرد تابلو است که این دسته بندي به صورت زیر است:

• تابلوهایی که براي کنترل یک پروسه صنعتی استفاده می شوند که معمولا شامل plcها نیز هستند.
• تابلوهایی که فقط جهت کنترل موتورهای dc و ac استفاده میشود که شامل درایوها-سافت استارتر یا مدار های راه انداز موتور به صورت ستاره مثلث است .
• تابلوهاي توزیع که جهت توزیع تابلو برق صنعتی و در واقع توزیع جریان بین تجهیزات مختلف صنعتی استفاده می شوند.
• تابلوهاي اصلاح ضریب قدرت که به تابلوهاي بانک خازنی معروف هستند.
• دسته بندي دوم را می توان بر اساس محل نصب تابلو مشخص کرد.انواع تابلوها از نظر محل نصب عبارتند از:

indoor: این تابلوها در فضاي بسته مثل داخل کارگاه یا ساختمان مسکونی نصب میشوند.

خارجی یا Outdoor: که در فضای باز نصب میشوند.

شناخت تجهیزات به کار رفته در تابلو برق صنعتی

کنتاکتور: وسیله الکترومکانیکی جهت قطع و وصل کردن سه فاز- این وسیله یک کلید الکترو مغناطیسی در تابلو برق صنعتی است که مانند کلید ساده ی سه فاز، سه کنتاکت اصلی برای وصل مدار قدرت و چند کنتاکت کمکی برای مدار فرمان دارد.

کلید اتوماتیک: که داراي دو مدار mccb کلید اتوماتیک حفاظت حرارتی و حفاظت مغناطیسی در خود است.این کلید معمولا به عنوان کلید اصلی در تابلو برق صنعتی استفاده می شود و بیشتر در جریانهاي بالاي 100 آمپر ساخته می شود.

بی متال: جهت حفاظت موتور سه فاز در برابر اضافه بار

ریل: جهت نصب قطعات تابلو روی آن استفاده میشود.

ترمینال: ارتباط تجهیزات داخل تابلو با بیرون تابلو با ترمینال صورت می گیرد.

لامپ سیگنال: جهت نمایش وجود یا عدم وجود فاز در تابلو برق صنعتی یا نمایش روشن یا خاموش بودن موتور هاي سه فاز از لامپ سیگنال استفاده می شود.

تایمرها: براي ایجاد زمان بندي بین قطع و وصل شدن ادواتی مثل کنتاکتور ها از تایمر هاي الکترونیکی استفاده می کنیم.

رله های هوشمند مانند LOGO: این رله قابل برنامه ریزي بوده و جایگزین مناسبی جهت مدارهاي فرمان در تابلوهاي برق است.

PLC: یا همان کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزي از جمله تجهیزاتی است که امروزه در تابلو برق صنعتی زیاد استفاده می شود.این وسیله جهت کنترل فرایندهاي صنعتی کاربرد دارد.

درایوها: جهت کنترل دور و گشتاور موتورهاي الکتریکی به خصوص موتورهاي سه فاز روتور قفسه اي استفاده می شود.

خازن های اصلاح: خازنهاي اصلاح ضریب در شبکه برق کارگاه ها و کارخانه ها قرار می گیرند تا ضریب توان مورد نظر حاصل شود.

رگولاتور خازنی: از جمله تجهیزات تابلوي بانک خازنی رگولاتور است.این دستگاه بر اساس ضریب توان شبکه تشخیص می دهد چه مقدار خازن باید به مدار وصل شود تا ضریب توان مطلوب به دست آید.

شستی ها: برای دادن فرمان لحظه ای شروع به کار و یا قطع و همچنین تغییر حالت مدار

آشنایی با مدارات فرمان و قدرت

حال که در بخش گذشته با تابلو برق صنعتی و تجهیزات آن آشنا شدیم ، اکنون به شناخت مدارات فرمان و قدرت می پردازیم .
مدارهای کنترل و راه اندازی ازدو قسمت عمده تقسیم می شوند:
1 -مدار قدرت: مدار قدرت مداری است که جریان اصلی مصرف کننده از آن عبورمی کند.
2 -مدار فرمان: این مدار هیچ رابطه ای با مدار قدرت ندارد و به وسیله این مدار، فرمان الکتریکی توسط وسایل فرمان دهنده به بوبین کنتاکتور می رسد و کنتاکتور را به حالت قطع یا وصل می برد.
وسایل کنترل و راه اندازی را در تابلوها یکبار دیگر مرور می کنیم: کنتاکتور- شستی استاپ و استارت – لامپ سیگنال – رله حرارتی یا بی متال – تایمر- سنسورها – رله ها – سوییچ ها و ….

علائم اختصاری

مدار قدرت: در شکل زیر مدار قدرت موتور سه فاز را مشاهده میکنید. F1 نشان دهنده سه فیوز است که در هر فاز قرار گرفته است. K1M تیغه های کنتاکتور را نشان میدهد و F2 بی متال است. نوع فیوز – کنتاکتور و بی متال بر اساس قدرت موتور تعیین می شود.

مدار فرمان: در طراحی مدار فرمان، یک فاز را برای این مدار میگیریم. تیغه 95 – 96 بی متال است که به ازای هر موتور یک بی متال در نظر می گیریم. بعد از بی متال شستی استپ آمده است. ماهیت این شستی تیغه بسته است (کنتاکت بسته) و با فشار دادن تیغه باز میشود. بعد از شستی استپ، شستی استارت می آید که تیغه باز است و با فشردن تیغه بسته میشود. بعد از شستی استارت، وارد A1 کنتاکتور می شویم و A2 کنتاکتور به نول وصل
میشود. فیوز مدار فرمان هم معمولا بین 2 تا 10 آمپر می باشد.

حال به بیان چن مثال ساده میپردازیم:
مثال اول مداری طراحی کنید که از یک نقطه استپ و از دو نقطه استارت شود:

S0 شستی استپ و S1 و s2 شستی های استارت هستند. 13 و 14 هم تیغه های نگه دارنده کنتاکتور می باشد.

مثال دوم: طراحی مدار فرمان و قدرت برای راه اندازی دو الکتروموتور سه فاز یکی پس از دیگری

با زدن شستی s1 موتور اول روشن میشود و با زدن شستی s2 موتور دوم روشن می شود. ولی شرط روشن شدن موتور دوم، روشن بودن موتور اول است. چون تیغه باز K1M در مسیر جریان K2M قرار دارد تا زمانی که K1M روشن نشود K2M نمیتواند شروع بکار کند.

مثال سوم : طراحی مدار فرمان و قدرت برای راه اندازی یک موتور به صورت چپگرد راستگرد (حفاظتی)

با فشردن s1 موتور به صورت راستگرد کار میکند. برای چپگرد شدن موتور، ابتدا باید استپ کرد و سپس با فشردن s2 موتور به صورت چپگرد به کار خود ادامه می دهد.

مثال چهارم: طراحی مدار فرمان و قدرت برای راه اندازی موتور آسنکرون رتور قفسی به صورت ستاره – مثلث:

با فشردن s2 مدار به صورت ستاره شروع به کار می کند و با فشردن s3 در صورتی که مدار ستاره فعال باشد، ستاره قطع شده و مدار در حالت مثلث قرار می گیرد.

آشنایی با انواع سنسورها

سنسور چیست؟

حسگر یا سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. در واقع آن یك وسیله الكتریكي است كه تغییرات فیزیكي یا شیمیایي را اندازه گیري مي كند و آن را به سیگنال الكتریكي تبدیل مي نماید .

سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک و رباتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

بعضی از سنسورها را بدون تماس می گویند. سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی است که می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد . از مزایای سنسورهای بدون تماس می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- سرعت سوئیچینگ زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، به طوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25KHz کار می کنند.
2- طول عمر زیاد: بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و… دارای طول عمر زیادی هستند.
3- عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.
4- قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و … قابل استفاده می باشند.
5- عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ: به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود .

سنسورها بدون تماس از نظر مشخصات خروجی به سه نوع تقسیم می شوند:
1- نرمال باز NO: در حالت عادی، خروجی سنسور باز است و زمانیکه که قطعه در مقابل سنسور قرار می گیرد، خروجی سنسور از حالت قطع به حالت وصل تغییر پیدا می کند.

نرمال بسته NC: در حالت عادی، خروجی سنسور وصل است و زمانیکه قطعه در مقابل سنسور قرار میگیرد، خروجی سنسور از حالت وصل به حالت قطع تغییر پیدا می کند.
3- مکمل : این نوع سنسورها دارای دو نوع خروجی نوع باز و بسته نرمال هستند.

انواع سنسورها وکاربردشان در تابلو برق صنعتی

القایی- خازنی – نوری – خازنی کنترل سطح – رنگ – شمارش
شمارش تولید: القایی – خازنی – نوری
کنترل جرکت پارچه: نوری – خازنی
کنترل تردد: نوری
اندازه گیری سرعت: القایی – نوری
کنترل سطح مخزن: نوری و خازنی کنترل سطح
کنترل حرکت وسیله: نوری – خازنی

سنسور القایی:

سنسورهای القایی ، سنسورهای بدون تماسی هستند که فقط در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند. ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی. قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.

انواع سنسورها از نظر تعداد سیم

سنسورهای القایی از نظر تعداد سیم و ولتاژ تغذیه و نوع خروجی به انواع زیر تقسیم می شوند:

سنسورهای خازنی کنترل سطح

سنسورهای خازنی کنترل سطح به منظور تشخیص وجود مواد در مخازن فلزی به کار می روند. سطح مواد پودری و یا مایعات را می توان توسط این سنسورها کنترل کرد.

سنسورهای مغناطیسی

این سنسورها در مجاورت میدان مغناطیسی عمل می کنند . هرگاه یک قطعه آهن ربا در مقابل این سنسورها قرار بگیرد ، کنتاکت آن عمل می کند.

سنسور نوری کنترل سطح

این سنسورها برای تشخیص سطح مایعات به کار می روند. این سنسورهای بر مبنای ارسال امواج مادون قرمز مدوله شده و دریافت امواج شکست یافته از نوک منشوری شکل سنسور عمل می نمایند. اگر نوک سنسور در تماس با مایع باشد زاویه شکست امواج تغییر یافته و به گیرنده نمی رسد و خروجی سنسور تغییر حالت می دهد.

سنسورهای نوری یکطرفه و دوطرفه

این سنسورها بر اساس امواج مادون قرمز مدوله شده وبا دریافت بازتابش امواج از سطوح مختلف عمل می کنند.

کاربرد : تشخیص پارگی ورق – آشکار ساز اشیاء
سنسورهای نوری دوطرفه بر اساس ارسال امواج مادون قرمز مدوله شده در قسمت فرستنده و دریافت این امواج توسط گیرنده که در مقابل فرستنده نصب می شود عمل میکند.

سنسور نخ در تابلو برق صنعتی

این سنسور جهت تشخیص پارگی انواع نخ طراحی شده و در ماشین های نساجی و بافندگی و ریسندگی مورد استفاده قرار می گید. این سنسور در صورت پارگی نخ ، دستگاه را سریع متوقف می کند تا از خسارات جلوگیری شود.

سنسور القایی سرعت

این سنسورها برای اندازه گیری سرعت به کار می روند. در قسمت حساس این سنسورها، میدان مغناطیسی وجود دارد و این میدان در اثر حرکت چرخ دنده ها تغییر می کند. از آنجاییکه خروجی این سنسورها سلفی می باشد، این تغییرات میدان به صورت پالس هایی در خروجی ظاهر میشود.

کابردها : اندازه گیری سرعت موتور – چرخ دنده – پمپ – توربین و …