پروژه کنترل دمای آب استخر ( اتوماسیون صنعتی ) توسط PLC Siemens STEP7-300 همراه با کلیپ تصویری

کلیپ تصویری آموزشی طراحی پروژه کنترل دمای آب استخر توسط PLC   ,   STEP7-300 و نرم افزار Simatic Manager :

توجــه : می خواهیم برنامه یک پروژه واقعی را طراحی  کرده و در محیط نرم افزار Simatic Manager آن را ،  اجرا کنیم .

پروژه کنترل دمای آب یک استخر می باشد ، که قسمت های مختلف  پروسه را در شکل زیر مشاهده می کنید :

توجــه : همانطور که در شکل فوق ، مشاهده می کنید ، سنسور S1  تعیین سطح آب استخر را اعلام می کند و بعد از آنکه این سنسور ، فعال شد و اعلام کرد که آب در استخر وجود دارد ، سیستم روشن می شود و Pump1 ، آب را از استخر می کشد و از مبدل حرارتی ( Heat_Exchange ) و صافی ( Filter ) عبور داده و مجدد ، آب را به استخر بر می گرداند .

بویلر به طور مستقل کار می کند و دمای آب بویلر روی 90^oC تنظیم می باشد.

 سنسور RTD دمای آب استخر را که به طور پیش فرض روی 28 درجه سانتی گراد ( Set_Point=28^oC ) تنظیم شده  است ، اندازه گیری می کند ، درصورتیکه دما از 28^oC کمتر شود ، آنگاه Pump2 روشن شده و آب خروجی بویلر را وارد سیستم می کند و از مبدل حرارتی  ( Heat_Exchange ) , عبور میدهد تا دمای آب مجدد از 28^oC بیشتر شود ، در این حالت ، اگر سنسور ، RTD  ، دمای آب استخر را  بیشتر از 28 درجه سانتیگراد را اندازه‌گیری کند ، آنگاه  Pump2  خاموش می شود و این روند به همین صورت ادامه پیدا می کند .

توجــه مهم : آب خروجی از بویلر که دمای آن زیاد است با آب استخر برخورد نمی کند و فقط در مبدل حرارتی به دلیل آنکه لوله های زیادی وجود دارد و آب گرم بویلر، توسط پمپ شماره2 ،  با عبور از لوله های مبدل حرارتی ، گرمای خود را به لوله های آب سردی که از استخر می آید ، می دهد ، درنتیجه تبادل حرارتی صورت می گیرد .

نکتــه : در این پروسه ، پاسخ سیستم کند است ، یعنی اگر دمای آب استخر 26^oC باشد ، یعنی فقط 2^oC کمتر از مقدار تعیین شده ( Set_Point = 28^oC ) باشد ، باید مقدار زیادی از آب استخر از تبادلگر حرارتی عبور کند تا دمای آب استخر ، افزایش یابد ، لذا پاسخ سیستم کند است و نیازی به سیستم های دیگر کنترل مانند PID _ Controller نداریم .

توجه : در  زیر ، تعریف متغیرها ، ورودی ها و خروجی ها را داریم و آنها را تحلیل می کنیم :

*** پیکربندی سخت افزار در Simatic Manager : 

*** آدرس  کارت DI / DO :

*** مشخصات و آدرس کارت AI :

*** جدول Symbol  Table و تعیین آدرس های سمبلیک برای متغیرها ، ورودی ها و خروجی های برنامه : 

***ایجاد  دیتا بلاک Data Block ( DB1 ) برای  تعریف Set_Point :

*** برای اینکه PLC هردفعه به DB1 مراجعه نکند ، اطلاعات آن را به OB100 که جزو OBهای راه‌اندازی است ، منتقل می کنیم ، تا در ابتدای اجرای پروژه PLC  اطلاعات آن را بخواند و اجرا کند:

توجــه مهم : علاوه بر فانکشن های سیستمی ( SFC  ) ، خانواده ای از فانکشن ها با عنوان IEC   Function  Blocks وجود دارند که بسیاری از عملیات های پیچیده را ساپورت می کنند ، این فانکشن ها به چهاردسته تقسیم می شوند :

1- Convert که تبدیلی را روی نوع دیتا انجام می دهند .

2- DT که برای عملیات مقایسه تاریخ و زمان بکار می رود .

3- String که برای عملیات روی String کاربرد دارد .

4- Floating  Point  Math برای عملیات روی متغیرهای اعشاری و 32 بیتی ، بکار می رود .

در برنامه پروژه کنترل دمای آب استخر در Network1 در بلاک OB1  از این دسته از فانکشن ها که از نوع Convert می باشد ، برای مقیاس اندازه گیری سنسور RTD ، استفاده می گردد ، به طوریکه در قسمت Program Element ، قسمت منوی درختی Libraries  و سپس قسمت Standard  Library و بعد قسمت TI-S7  Converting  Blocks را انتخاب کرده و درنهایت فانکشن FC105 را انتخاب می کنیم ، مانند شکل های زیر :

*** OB1  را ایجاد می کنیم و برنامه اصلی پروژه را در آن طراحی می کنیم :

*** حالت های مختلف Simulation را در شکل های زیر مشاهده می کنید ( آدرس ورودی ها و خروجی ها را از جدول Symbol Table پیدا کنید )  : 

در شکل زیر ، سنسور S1 فعال و شستی استارت فشرده شده در نتیجه Pump1  ,  Boiler  و Pump2 روشن شده اند :

درشکل زیر ، دما توسط RTD_Scale  مقدار 29^oC اندازه گیری شده درنتیجه Pump2 خاموش شده است :

در شکل زیر ، دما توسط RTD_Scale  مقدار 27^oC اندازه گیری شده درنتیجه Pump2 روشن شده است :

در شکل زیر ، شستی استپ فشرده شده و Pump1  ,   Boiler  و Pump1 خاموش شده‌اند :

*** برنامه را Monitoring می کنیم ، تا حالت های ورودی و خروجی را بهتر مشاهده کنیم :

گاز sf6 و کاربرد آن در صنعت برق و پست GIS - به همراه کلیپ آموزشی

گاز SF6 و کاربرد آن در پست GIS ؛

پست الکتریکی :
پست الکتریکی ایستگاهی فرعی است که در مسیر تولید، انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی ولتاژ را به وسیله ترانسفورماتور به مقادیر بالاتر یا پایین تر تغییر می‌دهد. توان الکتریکی ممکن است از میان تعداد زیادی پست بین نیروگاه و مصرف کننده عبور کند و ولتاژ آن در طول مسیر بارها تغییر کند.

اجزای پست الکتریکی:
یک پست به طور کلی دارای یک یا چند ترانسفورماتور و همچنین از سیستم‌های محافظت کننده و تجهیزات کنترل است. در پست‌های بزرگ از مدارشکن‌ها یا دژنکتور برای قطع هرگونه اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه بار استفاده می‌شود. در پست‌های کوچکتر ممکن است از سکسیونر یا فیوز برای محافظت از مدارهای منشعب استفاده کنند. پست‌ها (معمولا) دارای ژنراتور نیستند اگرچه نیروگاه‌ها ممکن است در نزدیکی خود پست داشته باشند. یک پست الکتریکی شامل تجهیزات نگهدارنده پایان خط، تابلوی فشار قوی، یک یا چند ترانسفورماتور قدرت، تابلوی فشار ضعیف، جرقه گیر، سیستم کنترل، سیستم زمین و سیستم‌های اندازگیری می‌شود، همچنین ممکن است از تجهیزات دیگری مانند خازن‌های اصلاح ضریب توان یا تنظیم کننده ولتاژ نیز در پست استفاده شود.

معایب پستهای قدیمی:
عیب پست های قبلی این بود که در انها مقره ها وعایق هاازجنس چینی وشیشه بودند وهمچنین ترانسفورما تورها کلید ها ودیگر تجهیزات پست در داخل محفظه ها یی ازهوا یا روغن قرار می گرفتند که هم نقش عایقی داشت و هم باعث انتقال حرارت وخنک کردن تجهیزات می شد وبه همین دلیل فضای زیادی را اشغال می کردند و تجهیزات مربوط به انها بسیار سنگین وپر سر و صدا بودند.

پست های GIS :

پست های  GIS به طور اصولی در سه شکل و فرم ساخته می شوند:

۱-شکلی که باس بار ها وتجهیزات برای هر فاز داخل محفظه ی جداگانه ای قرار می گیرند این شکل برای ولتاز های بالا از ۳۰۰ KV بکار گرفته می شود .
۲-شکلی که تجهیزات وباس بار ها برای هر سه فاز در یک محفظه قرار می گیرند این شکل برای ولتاز های زیر ۳۰۰ KV وبخصوص ولتاز های فوق توزیع (۷۲/۵ و ۱۴۵ KV ) کاملا پذیرفته شده می باشند .
۳- این شکل تنها برای ولتاز های فوق توزیع ۷۲/۵ وحداکثر ۱۴۵ KV ساخته می شوند .ودر ان مشابه ولتاز های توزیع تجهزات در داخل تابلو قرار گرفته و محفظه ی تابلو با گاز SF6 با فشاری کمتر از یک اتمسفر پر می شود .

در این نوع پست بجای مواد عایقی از قبیل روغن وهوا وغیره از گاز سولفور هگزا فلوراید استفاده میشود .  در پست های GIS کلیه ی تجهیزات به صورت فشرده ودر محفظه های گاز SF6 قرار دارند .

کاربردهای گاز SF6در تجهیزات پستهای فشار قوی:
گاز هگزا فلوئورید گوگرد ( SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی ( خاموش کردن ) قوس می باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پستهای گازی شده است ، معرفی و شناخت آن در سال 1960 بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال 1980 ساخته شده اند . امروزه ، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی ( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی ) ، افزایش یافته است ، عموماً کلیدهای روغنی با تجهیزات گازی SF6 جایگزین می شوند ، در حال حاضر گاز SF6 کاربرد زیادی در رده فشار قوی داشته و شواهد ، تمایل کاربرد این گاز را برای رده های پائین تر سطوح ولتاژ نشان می دهد .

گاز SF6 : گاز sf6  یا  هگزافلوئورایدگوگرد ،  یک گاز غیر آلی ، بدون رنگ ، بدون بو ، غیر آتشگیر، گلخانه ای و عایق الکتریکی است.

ویژگی های گاز sf6 :

گوگرد هگزافلوئوراید ساختاری هشت وجهی دارد و دارای 6 اتم فلوئور است که به یک اتم گوگرد مرکزی متصل گردیده اند،  تعداد پیوند ها در مولکول های این گاز زیاد است ، همانطور که برای هر گاز غیر قطبی انتظار می رود، گوگرد هگزافلوئوراید نیز در آب به مقدار بسیار کم انحلال پذیر است و در حلال های آلی به خوبی حل می شود، چگالی این گاز در حالت مایع حدود 6 برابر هوای مایع است.

کاربرد های گاز sf6 :

هر ساله بیش از 10 هزار تن گاز گوگرد هگزافلوئوراید در دنیا تولید می شود. که بیشتری مقدار آن حدود 8 هزار تن به عنوان بستر گازی دی الکتریک در صنایع الکتریکی به مصرف می رسد. دیگر کاربرد های مهم آن عبارتند از گاز بی اثر در ریخته گری منیزیم و  گاز عایق در پنجره های دو جداره.

کاربرد sf6 در پزشکی :

از این گاز برای عکسبرداری اولتراسوند استفاده می کنند و به صورتی تزریق وریدی وضوح سونوگرافی از رگ های خونی را بالا می برند،  این نوع عکسبرداری از تومور ها رایج است.

از گاز گوگرد هگزا فلوئوراید در عمل چشم نیز استفاده می کنند. این گاز در تجهیزات عکسبرداری با اشعه ایکس نیز استفاده می شود.

کاربرد های دیگر گاز sf6 :

پلاسمای sf6 در صنعت مواد نیمه رسانا کاربرد دارد.

در صنعت تولید منیزیم مقادیر زیادی از sf6 مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه به عنوان گاز بی اثر در ریخته گری منیزیم.

گوگرد هگزافلوئوراید افزایش دهنده فشار در سیستم های مایکروویو پر قدرت نیز هست.

از این گاز در ساخت بلند گو های الکترواستاتیک استفاده می شود ، زیرا قدرت دی الکتریک آن بالاست و وزن مولکولی نسبتاً بالایی نیز دارد.

شرکت نایک در تولید کفش های خود از سال 1992 تا سال 2006 از این گاز استفاده می کرده است.

این گاز ماده اولیه ساخت سلاح شیمیایی دی سولفور دکافلوئوراید بوده است.

تنفس این گاز نیز می تواند مانند گاز هلیوم تغییر صدا ایجاد کند. اما بر خلاف هلیوم چگالی بیشتری نسبت به هوا دارد. اما به اندازه ی هلیوم بی خطر نیست و خاصیت بیهوش کنندگی دارد.

سیستم های رادار، شتاب دهنده های ذره ای و میکروسکوپ های الکترونی نیز از جمله موارد دیگری هستند که ذیل عنوان کاربرد گاز sf6 ،  می گنجند.

کاربردهای گاز SF6 در تجهیزات پستهای فشار قوی:

گاز هگزا فلوئورید گوگرد ( SF6) یک دی الکتریک عالی با خواص بی نظیر در قطع کنندگی ( خاموش کردن ) قوس می باشد و این ویژگی منجر به کاربرد وسیع و موفقیت آمیز در کلیدهای قدرت پستهای گازی شده است . معرفی و شناخت آن در سال ۱۹۶۰ بوده و تجهیزات گازی SF6 تا سال ۱۹۸۰ ساخته شده اند . امروزه ، کاربرد این گاز به حد مطلوبی رسیده و تعداد تجهیزات تعویضی ( تجهیزات روغنی جایگزین شده با گازی ) ، افزایش یافته است .

عموما کلیدهای روغنی با تجهیزات گازی SF6 جایگزین می شوند . در حال حاضر گاز SF6 کاربرد زیادی در رده فشار قوی داشته و شواهد ، تمایل کاربرد این گاز را برای رده های پائین تر سطوح ولتاژ نشان می دهد.

مزایای استفاده از گاز SF6

تجهیزات تزریق شده با گاز SF6 ، نیازی به تعمیرات و نگهداری نداشته و بدون دردسر می باشد ، شایان توجه اینکه SF6 توانسته استفاده از تجهیزات روغنی را محدود سازد ، از اینرو با توجه به نیاز صنعت ، دستورالعملهای جدید مطابق با آنها ( تجهیزات گازی ) با موارد جدید باید تطابق یابد.

ایمنی، نوع عملکرد آنها در خاموش کردن قوس و در نظر گرفتن اثر گلخانه ای محیط زیست این گاز ( عدم تاثیر در سوراخ شدن لایه ازن ) ، از جمله این موارد است که علاوه بر ایجاد تغییر کاربری قدیمی گاز SF6 ، انگیزه زیادی در ارزیابی فرآیند گاز و استفاده مجدد از گازهای ذخیره شده بوجود آورده است .

مزایا :

· امکان مونیتورینگ اجزاء داخلی کلید و کاهش هزینه بازرسی مؤلفه های داخلی کلید

· هزینه های راه اندازی در فرایندهای گازی کم می شود .

· قابلیت اطمینان بهبود میابد .

· ایمنی نیز زیاد میشود کاهش هزینه تعمیرات ( به جهت اینکه کلیدهای گازی در مقایسه با دیگر کلیدها ، به تعمیرات کمتری نیاز دارند).

معایب گاز SF6 : 

Sf6 یکی از مستعد ترین گاز ها برای ایجاد اثر گلخانه ای در کره زمین است و در یک دوره 100 ساله چندید هزار برابر کربن دی اکسید زمین را گرم کرده است.

عملکرد گاز SF6 درپست :

تحت شرایط ایده آل ، وقتی یک عمل تخلیه در کلید رخ می دهد ، هرکدام از اتمهای فلوئور موجود در گاز SF6 یک الکترون گرفته و از اتم گوگرد جدا می شوند و هنگام پایان عمل ، آن الکترون بدست آورده را از دست داده و با ترکیب با یک اتم گوگرد ، دوباره گاز SF6 را تشکیل میدهد که به این مراحل “ خودسازی ” و یا “ خواص بازیابی ” گاز SF6 گویند .

این واکنش در تجهیزات الکتریکی گازی ( SF6 ) فشار قوی رخ میدهد و وقتی که ذرات دیگری از قبیل اکسیژن ، آب حاصل از آلودگی اتمسفری ، کربن موجود در مؤلفه های تفلونی کلید ، مس ، تنگستن موجود در کنتاکتها و همچنین آلومینیوم ، با ذرات گوناگونی که از تجزیه SF6 بوجود آمده اند برخورد نماید ، واکنش می دهد .

خواص گاز SF6 :

در این گاز خواص سودمند فراوانی وجود دارد که باعث گسترش روز افزون استفاده از ان گردیده است. از جمله این خواص میتوان به موارد زیر اشاره نمود :

خواص خاموش کنندگی:

SF6ماده بسیار عالی برای قطع قوس الکتریکی می باشد.انرژی بالای تجزیه این گاز، قوس را به خوبی خنک می کند و خاصیت الکترو نگاتیو بودن آن سریعا الکترونهای آزاد را جذب کرده و باعث می شود تا تحمل ولتاژهای بالا ممکن گردد. تحت شرایط مشابه قدرت خاموش کنندگی درSF6 بیش از صد برابر هوا می باشد.

خواص استقامت الکتریکی :

استقامت الکتریکی گازSF6 تحت شرایط مشابه بیش از دوبرابر استقامت عایقی هوا است.خاصیت الکترونگاتیو بودن گاز SF6 و نقش آن در جمع آوری الکترونهای آزاد عامل اصلی این قابلیت است.
نکته مهم این است که اضافه شدن مقدار کمی گاز SF6 ، استقامت عایقی هوا را به شدت افزایش میدهد ولی برعکس اضافه شدن هوا به گاز SF6 تاثیر چندانی بر روی استقامت عایقی آن ندارد.

سایر خواص فیزیکی:

SF6 گازی بی بو،بی رنگ،غیرسمی و غیر قابل اشتعال است و وزن ملکولی آن برابر ۱۴۶٫۰۶ می باشد که ۵ برابر سنگینتر از هوا می باشد.خواص خاموش کنندگی و عایقی گاز SF6 به دانسیته آن بستگی دارد و به همین جهت از دانسیته سنج در کنترل مقدار گاز در کلید استفاده می شود ، دانسیته مناسب جهت استفاده در تجهیزات فشار قوی در محدوده ۲۵ کیلوگرم بر متر مکعب تا ۷۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

برای درجه حرارتهای پائین باید توجه شود که دانسیته گاز به حدی نباشد که در شرایط سرد سبب مایع شدن گاز گردد. مطابق استاندارد ، مقدار مجاز نشتی گاز SF6 کمتر از یک درصد در سال می باشد.

کلیپ آموزشی گاز SF6 و صنعت برق و پست GIS ؛

ایمنی در برق صنعتی و نکات ایمنی در صنعت برق به همراه کلیپ های آموزشی

ایمنی در برق

نکات ایمنی برای برق کارهای صنعتی

در صنعت برق ممکن است با تجهیزاتی مانند موتور ها الکتریکی، ژنراتورها، تابلوهای برق، کابلها و غیره سر و کار داشته باشیم لذا همیشه در معرض خطر برق گرفتگی قرار داریم ، چند نکته که به نظر می رسد می بایست در حین کار جهت ایمنی در نظر گرفته شود در این مقاله عنوان شده است.

توجه:در هنگام استفاده از فازمتر ، ممکن است ، دچار خطا شویم ، اصلاً فازمتر برای برق کار صنعتی ساخته نشده است ، فازمتر وسیله ای کاملاً غیر حرفه ای و غیر اصولی است که هیچ چیز را نمی تواند با اطمینان برای کار ما مشخص کند.

                             

فازمتــــر

مثلا اگر روشنایی آن در هنگام کار کمی بیشتر یا کمتر باشد چه چیزی را دقیقا مشخص می کند؟ و یا اینکه اگر مشکل تعادل فاز داشته باشیم و یا نول ما فاز دار باشد آیا فازمتر وسیله ای مناسب برای تشخیص و عیب یابی این موارد است؟

فازمترها برای برق کارهای ساختمان و فقط تشخیص لحظه ای وجود فاز یا عدم وجود فاز کاربرد دارند.

به جای فازمتر وسایلی خیلی بهتر مثل مولتی متر به خصوص نوع کلمپ دار آن وجود دارد،  یا می توان از تستر ولتاژ استفاده کرد .

مولتی متـــر

مولتی متـــر

مولتی متر کلمپ

               

تستر ولتاژ

ایمنی در برق

توجـــه : به کلیدهای اصلی تابلوها اطمینان نداشته باشید حتی اگر چند بار قبلا تست شده اند.

برخی موارد برای سرویس تابلو کلید اصلی یا کلید قسمتی از تابلو را قطع کرده و به سراغ سرویس آن می رویم ، در این حالت چند مورد ممکن است خطرناک باشد.

۱- اینکه ممکن است کلید مشکل داشته باشد و سه فاز را قطع نکند به خصوص در کلیدهای گردان. به طور نمونه کلیدهای زبانه ای گردان صفر و یک که بر روی درب خیلی از تابلوهای برق وجود دارد.

۲- اینکه ممکن است سیم بندی تابلو شلوغ باشد و شما متوجه نشوید که اصلا سه فاز از کلید عبور کرده یا خیر ، لذا پیشنهاد می شود با مولتی متر عدم وجود فاز در تابلو بعد از کلید را تست کنید.

توجــه : قبل از کار کردن با تجهیزاتی مثل موتورهای الکتریکی به خصوص زمانی که در حال کار هستند از تابلوی برق آن و اینکه مجهز به حفاظت در برابر نشتی جریان است مطمئن شوید.

برخی از تابلوسازها اصلا موردی به نام حفاظت در برابر نشتی جریان نمی شناسند. تجهیزاتی مانند موتورها بایستی علاوه بر حفاظت در برابر اضافه بار یا اتصال کوتاه این مورد را هم داشته باشند.

فرض کنید موتور اتصال زمین نداشته باشد و فاز هم به هر دلیل به بدنه موتور وصل شود. پس شما در حین کار با موتور دچار برق گرفتگی خواهید شد.

توجــه : احتیاط شرط عقل است!!

این ضرب المثل قدیمی را هر کداممان تا به حال بارها و بارها خوانده ایم و شنیده ایم. ضرب المثلی که به یکی از اصلی ترین مسائل و موارد مورد نیاز در هر محیط کاری اشاره می کند: «ایمنی». واژه ایمنی را می توان به صورت زیر تعریف کرد:
حالتی که در آن احتمال خطر، آسیب (به اشخاص) یا خسارت مادی، به میزان قابل قبول محدود شده باشد.

توجــه : در حوزه اتوماسیون صنعتی، دسته محصولاتی که در امر ایمنی نقش پررنگی ایفا می کنند، تجهیزات قطع و وصل هستند ، تا به حال در مورد بسیاری از این تجهیزات از قبیل پوش باتن، رله SSR، کلید محافظ جان، کلید اتوماتیک و … صحبت کرده ایم و امروز می خواهیم در مورد یکی دیگر از این دسته محصولات یعنی کلید نشتی جریان صحبت کنیم.

محافظ جان  و  نشتی جریان :

عبور جریان الکتریکی از وسایل برقی همواره با خطر همراه بوده است ، لوازمی که دارای عایق‌بندی ضعیف و یا سیم‌کشی اشتباه هستند و یا به درستی از آن‌ها استفاده نمی شود ، می‌توانند موجب خطرات عمده و گاهی مرگبار مانند آتش سوزی و برق گرفتگی شوند.

اتصال‌کوتاه و اضافه‌بار توسط قسمت حرارتی و مغناطیسی کلیدهای مینیاتوری محافظت می‌شوند ولی این قطعات نمی‌توانند مدارات را در مقابل نشتی جریان که خسارت‌های شدیدی را ایجاد می‌کنند، حفاظت نمایند. به منظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات نشتی جریان از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( محافظ جان و یا نشتی جریان ) استفاده می شود.

توجــه : تفاوت کلید محافظ جان با کلید نشتی جریان : 

محافظ جان: RCCB (Residual Current Circuit Breaker)
نشتی جریان: RCBO (Residual Current Breaker with Overload)

کلید محافظ جان نوعی کلید است که با مقایسه جریان سیم‌های رفت و برگشت، در صورتی که اختلافی بین جریان رفت و برگشت وجود داشته باشد، مدار را قطع می‌کند ، در حالت عادی در مدارهای الکتریکی، جریان رفت با جریان برگشت برابر است، اما اگر به هر دلیلی جریان بین سیم فاز و نول (در مدارهای تکفاز) اختلاف داشته باشد کلید محافظ جان عمل خواهد کرد.

وجود این اختلاف ممکن است بر اثر اتصال بدنه یکی از دستگاه‌های الکتریکی باشد که در آن جریان الکتریکی به جای برگشتن از راه سیم نول از راه زمین به منبع برمی‌گردد که اصطلاحاً می‌گویند جریان نشت پیدا کرده است.

این دستگاه جریان‌های نشتی کوچکی را که توسط فیوز شناسایی نمی‌شوند اما می‌توانند زمینه‌ساز آتش‌سوزی یا برق‌گرفتگی شوند شناسایی و مدار را در چند دهم یا صدم ثانیه قطع می‌کند.

کلید محافظ جان، برای قطع مدار در برابر اضافه‌بار و اتصال‌کوتاه طراحی نشده است. گونه دیگری از این کلیدها که افزون بر جریان نشتی به اضافه‌بار هم واکنش نشان می‌دهند RCBO یا کلید نشتی جریان نامیده می‌شوند.

چگونگی ایجاد جریان نشتی :
جریان نشتی اغلب بر اثر از بین رفتن و فرسودگی عایق بین رساناهای برق‌دار و یا بین رسانای برق‌دار و زمین، ناشی می‌شود ، این مساله باعث می‌شود که جریان الکتریکی از مسیر اصلی خود خارج شود که به دنبال بالا رفتن حرارت می‌تواند تولید آتش‌سوزی کند ، همچنین سطوح مرطوب و آلوده ، این خطر را تشدید می نمایند ، جریان نشتی، خطر آتش سوزی و صدمه دیدن تجهیزات برقی و خطر برق‌گرفتگی را تشدید می کند.

توجــه : از دستکش مخصوص برق استفاده کنیم .

برای برق کارهای صنعتی دستکش وجود دارد که حداقل برق گرفتگی پس از حادثه خفیف خواهد بود. دستکشهایی که کف آن ها عایق (کف دست) و پشت آنها (که پشت دست را پوشش می دهد) پارچه ای هستند. البته بایستی دستکش در حین کار کردن دست و پا گیر نباشد.

توجــه : اگر آشنایی ندارید مجبور نیستید دست به کار شوید .

اگر درب تابلویی را باز کردید و متوجه نشدید ورودی تابلو کدام است و خروجی های آن کدام، اصلا مجبور نیستید دست به کار شوید ، از دیگران سوال بپرسیم و درخواست کمک کنیم ، سوال کردن اصلا عیب نیست.

عیب آن است که یک موردی را اشتباه یاد بگیریم و یا اینکه بعد از کار سالم به منزل نرسیم ، از افرادی که در حین کار با برق فکر می کنند خیلی حرفه ای هستند و نیازی به تجهیزات ایمنی و تست ندارند دوری کنید و چیزی از این افراد یاد نگیرید.

توجه : اکنون شما را به دیدن چند کلیپ انیمیشن و آموزشی در ایمنی برق دعوت می کنم :

کلیپ انیمیشن ایمنی در برق:

کلیپ آموزشی ایمنی در برق :

کلیپ تصویری  ایمنی در برق :

ساخت مدار سطح‌سنج مخازن مایعات Liquid tank level gauge circuit

ساخت مدار سطح‌سنج

مدار  سطح‌سنج مایعات : در شکل زیر ، با مدار ساده و کاربردی سطح سنج مایعات آشنا می شویم ، این مدار با تعداد قطعات کم، به صورت ارزان قابل پیاده سازی است که در ادامه با عملکرد آن آشنا می شویم. 

عملکرد مدار :

ایده اصلی در طراحی مدار سطح سنج مایعات بر مبنای مدار ساده باباس (Bias) ترانزیستوری (Transistor) استوار است. همان گونه که در شکل مشاهده می شود، یک سر مقاومت های R1 تا R3 به بیس (Base) ترانزیستور متصل شده اند.

الکترودهای فلزی

سر دیگر این مقاومت ها توسط الکترودهای فلزی (M2 تا M4) که بهتر است از جنس آلومینیوم باشد، درون ظرف مایع (معمولا آب) قرار گرفته است. از طرف دیگر سر مثبت منبع تغذیه نیز توسط الکترود فلزی M1 درون ظرف مایع قرار دارد.

لامپ LED

هرگاه آب به سطحی برسد که الکترود متناظر با هر ترانزیستور را فرا گیرد ، اتصال منبع تغذیه با مقاومت متصل به بیس آن ترانزیستور برقرار شده و لامپ LED متناظر با آن ترانزیستور روشن می شود.

رله (Relay)

البته می توان به جای لامپ های LED از رله (Relay) نیز استفاده کرد تا وسیله دیگری را به کار انداخت ، توجه شود که ترانزیستورها به صورت توپولوژی امیتر مشترک (Common Emitter) برای تقویت جریان مستقیم (DC) به کار رفته اند ، البته می توان به دید کلید یا سوئیچ نیز به ترانزیستورها نگاه کرد.

مقاومت ها

مقاومت های R4 تا R6 نقش محدودکننده جریان (Current Limiter) را برای لامپ های LED بازی می کنند. به جای ترانزیستور نوع منفی (NPN) می توان از مدل های C945  ، ۲N2222، TIP122، BC107 و … نیز استفاده کرد.

توجــه : می توان از تعداد ترانزیستورهای بیشتری برای تعیین سطح مایع استفاده کرد ، در این صورت طبقات بعدی باید به طور موازی با طبقات قبلی در مدار قرار گیرند ، توجه کنید که مقدار منبع تغذیه به مقاومت های متصل به کلکتور (Collector) ترانزیستور و نوع لامپ LED  به کار رفته وابسته است.

Data Sheet

در این صورت بهتر است از برگه اطلاعاتی (Data Sheet) آن قطعه، استفاده گردد. می توان برای طبقه آخر یعنی لامپ LED قرمز که پایین ترین سطح مایع را نشان می دهد از یک بازر یا بوق (Buzzer) بهره برد تا تخلیه کامل پیمانه را با صدا هشدار (Alarm) دهد.

کاربردهای ساخت سطح سنج :

مدار سطح سنج مایعات، مدار نشان دهنده سطح آب چاه، مدار نشان دهنده سطح آب سیفون، مدار هشدار کاهش آب چاه و …

اصول طراحی مدارهای فرمان و قدرت - به همراه کلیپ های آموزشی

اصول طراحی مدارات فرمان و قدرت تابلو برق

توجـــه : نقشه مدار‌های صنعتی که اغلب برای راه اندازی موتور‌های الکتریکی به کار می‌روند در چند شکل نشان داده می‌شوند ، در این قسمت به دو نقشهٔ پرکاربرد این گروه از مدار‌ها اشاره می شود .

نقشۀ مدار قدرت

نقشه‌ای که انرژی الکتریکی را از شبکه سه فاز دریافت و به مصرف کننده منتقل می‌کند ، نقشهٔ «مدار قدرت» گفته می‌شود.

نقشۀ مدار فرمان

به نقشه‌ای که از آن برای نمایش نحوهٔ عملکرد یا تعیین مدت زمان کارکرد مدار قدرت استفاده می‌شود، نقشهٔ «مدار فرمان» گفته می‌شود ، ولتاژ کار اغلب مدار‌های فرمان شبکه تک فاز است.

توجـــه : هر مدار الکتریکی از دو قسمت مدار قدرت و مدار فرمان تشکیل می‌شود ، اما مدار فرمان و مدار قدرت دو نوع مدار متفاوت هستند ؛ که یک مدار فرمان شامل قطعاتی مانند : فیوز ، کلید مینیاتوری ، تایمر ، بی متال و … می‌شود ، مدار فرمان کنترل سیستم را بر عهده دارند و از برق تک فاز تغذیه می‌کند.

کاربرد مدار فرمان را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• کنترل وضعیت خاموش یا روشن بودن ماشین آلات
• ایجاد هماهنگی و مدریت راه اندازی بین الکتروموتورها و ماشین آلات
• ایجاد آلارم و سیگنال خطا برای پرسنل در صورت وجود هرگونه خطا در سیستم مدار
• صرفه جویی در هزینه ها و کاهش استهلاک که بر اثر کارکرد مداوم ماشین آلات و روشنایی
• کنترل سرعت تولید توسط سنسور هاو میکروسویچ ها

• پر کاربردترین مدار فرمان در برق صنعتی عبارت اند از : 

1- مدار فرمان استارت لحظه ای  

2- مدار فرمان دائم کار  

3- مدار فرمان استارت از دو نقطه (دستگاه پرس)  

4- مدار فرمان چپگرد راستگرد لحظه ای  

5- مدار فرمان چپگرد راستگرد دائم  

6- مدار فرمان ستاره - مثلث دستی و اتومات  

7- مدار فرمان ستاره مثلث – چپگرد راستگرد

توجـــه : مدار قدرت تابع مدار فرمان می‌باشد و معمولا با برق سه فاز کار می‌کند ، تعدادی از المان‌های متداول که در مدار قدرت بسیار کاربرد دارند عبارت اند از: فیوز ها ، کلید‌های حفاظت موتوری MPCB ، کنترل بار، کنتاکتور ها، کلید‌های حرارتی (بی متال) و….

کنترل مدار قدرت توسط مدار فرمان انجام می‌شود و با قطع شدن مدار فرمان، مدار قدرت نیز قطع خواهد شد ، مدار قدرت نقشه سیم کشی دستگاه‌های الکتریکی مانند موتور می باشد که خارج از تابلوی فرمان قرار می‌گیرد ، این نقشه مهم‌ترین نقشه ضمیمه برای مونتاژ تأسیسات الکتریکی است و در آن ، وسایلی که باید به ترمینال‌های تابلوی فرمان اتصال یابند و در خارج از تابلوی فرمان هستند نیز ترسیم می‌شود ، در ابتدا و انتهای این نقشه تک تک سیم‌ها را با شمارۀ ترمینال مشخص می‌کنند ، در نقشۀ خارجی باید سیم‌های ورودی و خروجی هر ترمینال مشخص باشد.

طراحی مدار فرمان و قدرت

• ابتدا کارکرد مدار را بصورت فلوچارت و یا نوشتاری ساده سازی می کنیم.
• مدار قدرت و یا شمای حقیقی مدار را رسم می کنیم و مشخصات و نام گذاری ها را در آن پیاده سازی می نماییم.
• طرحی از کارکرد مدار تهیه می کنیم چگونگی نوشتن و شکل طرح مهم نیست ، بلکه این کار به این دلیل است که واقعا بدانیم چه هدفی را دنبال می کنیم.
• برای طراحی یک مدار فرمان ، برای شروع ابتدا ساده ترین شکل مدار را پیاده کنید و سپس مرحله به مرحله آن را تکمیل نمایید، زیرا برخی مدارات آنقدر پیچیده می شوند که به صورت ذهنی نمیتوان تمام جزییات آن را تحلیل کرد.
• 

در ترسیم یا نقشه خوانی مدار‌های فرمان صنعتی به نکات زیر باید توجه کرد:

• • در تمامی مدار‌های الکتریکی ضروری است از یک فیوز که به صورت سری با کل مدار قرار می‌گیرد، جهت حفاظت مدار در مقابل اتصال کوتاه استفاده کرد.
  • در برخی مدار‌های الکتریکی صنعتی روی حفاظت مدار در برابر اضافه بار احتمالی از عنصری به نام بی متال، بعد از فیوز در مدار‌های فرمان، استفاده می‌شود.
  • یکی از قطعاتی که در مدار‌های صنعتی نقش قطع کنندهٔ مدار را دارد، شستی استپ است ، اگر هدف استفاده از شستی استپ قطع کل مدار باشد ، باید آن را همیشه به صورت سری پس از بی متال در مدار قرار داد ، درصورتی که هدف قطع یک قسمت از مدار باشد شستی استپ را باید فقط در مسیر آن وسیله قرار داد.
  • برای شروع به کار هر مدار فرمانی باید از یک وسیلهٔ وصل کننده مانند یک کلید یا شستی استارت استفاده کرد، که محل قرار گرفتن آن پس از شستی استپ مدار است.
  • در انتهای هر مسیر سادهٔ جریانی اگر از وسایل و تجهیزات دیگری استفاده شود باید بوبین رله‌های عملگر ، مانند بوبین کنتاکتور‌ها را قرار داد ، برای این که راحتی کار در زمان سیم کشی و عملگر معمولاً یک طرف بوبین کنتاکتور‌ها به سیم نول وصل می‌شود و در نتیجه با وصل کلید‌ها یا شستی‌های مدار ، سیم فاز به سمت دیگر بوبین کنتاکتور وصل می‌شود و پس از مغناطیس شدن آن، کنتاکت‌های آن عمل می‌کند.
  • نمایش تیغه‌های (کنتاکت ها) مدار قدرت با اعداد تک رقمی و کنتاکت‌های مدار فرمان با اعداد دو رقمی نمایش داده می‌شوند.
  • در نقشه مدار قدرت ارقام ۱ و ۲ نشان دهنده کنتاکت بسته و ارقام ۳ و ۴ نشان دهنده کنتاکت باز است.
  • در نقشه مدار فرمان رقم یکان کنتاکت‌های مدار معرف باز یا بسته بودن تیغه‌ها و رقم دهگان آن معرف شماره کنتاکت (چندمین کنتاکت بودن) در مدار است.
  • در مدار فرمان، نشانه گذاری کنتاکت‌های قطعاتی همچون بی متال یا تایمر مطابق با ارقام روی خود قطعات انجام می‌شود.

• فیلم های آموزشی مدار فرمان - قدرت

• ویدیوی آموزشی مدار فرمان - قدرت 

• 
  کلیپ آموزشی مدار فرمان - قدرت