در طول دهه‌ها، مشخص کنندگان تجهیزات فرآیندی با تصمیم‌گیری روبرو شده‌اند که آیا از یک سوئیچ یا یک ترانسمیتر پیوسته برای یک برنامه خاص استفاده کنند. هر دو نوع ابزار می‌توانند به طور موثری برای کنترل فرآیندهای صنعتی و حفاظت از تجهیزات و پرسنل استفاده شوند – و هرکدام مزایا و معایب خود را دارند. معمولاً ویژگی‌های برنامه تصمیم‌گیری را تعیین می‌کند، که کدام رویکرد از نظر عملکرد، هزینه و پشتیبانی چرخه عمر، موثرتر است.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
به طور ساده‌ترین، یک سوئیچ به شیوه دودویی [1]عمل می‌کند، وضعیت خود را تغییر می‌دهد زمانی که یک متغیر فرآیندی مانند فشار، دما، سطح یا دیگر متغیرهای فرآیندی از یک آستانه مشخص عبور می‌کند. اگر متغیر فرآیندی مورد نظر بتواند در طی عملکرد عادی تغییر کند، یک سوئیچ مکانیکی ساده مرتبط با یک شیر یا پمپ روشن/خاموش می‌تواند به طور موثر و قابل اعتماد فرآیند مورد نظر را کنترل کند و از خالی شدن یک مخزن یا افزایش دما به اندازه کافی جلوگیری کند.
از طرف دیگر، ترانسمیترها به طور مداوم مقادیر متغیرهای فرآیندی مرتبط خود را در یک محدوده از مقادیر اندازه‌گیری می‌کنند و ارتباط برقرار می‌کنند. یک ترانسمیتر می‌تواند با استفاده از خروجی‌های گسسته قابل پیکربندی در کنترل‌گر مرتبط، عملکردهای کنترل روشن/خاموش مشابه سوئیچ را تسهیل کند. اما یک ترانسمیتر پیوسته همراه با یک شیر کنترل مدولاسیون یا پمپ با درایو سرعت متغیر همچنین می‌تواند برای اجرای استراتژی‌های کنترلی مطلوب (با هزینه بیشتر) – مانند الگوریتم PID – برای حفظ متغیر فرآیندی در یک مقدار خاص یا نقطه تنظیم استفاده شود.
یک گزینه دیگر، سوئیچ-ترانسمیتر یا ترکیبی، که یک ترانسمیتر پیوسته و یک سوئیچ استاتیک داخل یک ساختار ابزار واحد است. این رویکرد به طور موثر ترکیبی از بسیاری از مزایای هر دو است.
نیازهای فرآیند
هنگام انتخاب بین این سه گزینه، اولین چیزی که مشخص‌کننده تجهیزات باید به آن پاسخ دهد، سه سوال کلیدی ویژگی‌های برنامه‌ای است:
- آیا در طی عملیات عادی، متغیر فرآیند مورد نظر می‌تواند بین حدود پایین / بالا تغییر کند، یا نیاز به کنترل دقیق‌تر نقطه تنظیم شده وجود دارد؟
- علاوه بر عمل کنترلی خود، آیا نیازی به نمایش محلی یا ارتباط از راه دور و هشدار دادن متغیر فرآیند مورد نظر وجود دارد؟
- چه عواقبی خواهد داشت اگر متغیر فرآیند از محدوده مقصود خارج شود؟ آیا آسیب به تجهیزات، مدت زمان توقف غیر ضروری یا وضعیت ناامن رخ خواهد داد؟
اگر نیاز به کنترل دقیق نقطه تنظیم شده وجود داشته باشد، انتخاب بین سوئیچ یا خروجی ترانسمیتر برای ارائه عملکرد کنترل مورد نیاز خواهد بود. اگر کنترل بر روی یک دامنه از نقاط تنظیم شده لازم باشد، یک ترانسمیتر پیوسته لازم خواهد بود. دقیقاً میزان دقیقی که متغیر فرآیند باید اندازه گیری و کنترل شود، مشخص خواهد کرد که ترانسمیتر نیاز به چقدر دقت (به عبارت دیگر، هزینه) دارد.
اگر نیاز به نمایش یا ارتباط با متغیر فرآیند مورد نظر وجود داشته باشد، استفاده از یک ترانسمیتر نیز پیشنهاد می‌شود. یک سوئیچ به طبیعت خود ارسال سیگنال اندازه‌گیری برای راه‌اندازی نمایشگر محلی یا ارتباطات از راه دور را فراهم نمی‌کند. این فقط زمانی وضعیت خود را تغییر می‌دهد که آستانه خود را عبور می‌کند و عملکرد کنترلی گسسته (روشن/خاموش) را آغاز می‌کند.
در صورت برابر بودن دیگر موارد، فناوری سوئیچ امروزی می‌تواند کنترل بسیار قابل اعتماد و هزینه‌ی کارآمدی فراهم کند زمانی که متغیر فرآیند نیاز به کنترل در محدوده حدود بالا / پایین دارد بدون نیاز به دیدگاه از راه دور. هزینه‌های نصب یک سوئیچ به طور کلی کمتر از هزینه‌های نصب یک ترانسمیتر با کیفیت مقایسه‌پذیر است. علاوه بر این، انتظار می‌رود سوئیچ به مدت حدود 40 سال ماندگار باشد در حالی که یک ترانسمیتر، به دلیل قطعات الکترونیکی خود، ممکن است مدت زمان عمر کمتری داشته باشد.
همچنین، یک سوئیچ از مزایای ذاتی سادگی برخوردار است: آن در کارخانه کالیبره می‌شود، نسبتاً ساده در نصب است، نیازی به برق ندارد و به طور مستقیم به عنصر کنترل نهایی متصل می‌شود. هیچ ارتباطی با کنترل کننده اصلی لازم نیست، که می‌تواند به معنای زمان پاسخ به مدت حداقل 5 میلی‌ثانیه باشد. از طرف دیگر، ترانسمیترها معمولاً از طریق یک نوعی کنترل کننده اصلی با عناصر کنترل نهایی ارتباط برقرار می‌کنند – که پیچیدگی و نقاط پتانسیل خرابی را افزایش می‌دهد.
زمانی که ایمنی مهم است
اگر عواقب نامطلوب مانند آسیب به تجهیزات، زمان توقف اضافی یا وضعیت ناامن به وجود آید اگر متغیر فرآیند خارج از محدوده مقصود حرکت کند، تجزیه و تحلیل ریسک و ملاحظات ایمنی به مقدمه می‌آیند. در این نوع برنامه‌ها، ترانسمیتر یک مزیت نسبت به سوئیچ دارد که این است که آسان‌تر است برای اعلام عدم کارکردن یک ترانسمیتر. این امر هم به دلیل خروجی ارتباطی پیوسته آن است و هم به دلیل تشخیص‌های خودکار گسترده‌ای که در ترانسمیترهای الکترونیکی امروزی وجود دارد. اگرچه به طور معمول بسیار قابل اعتماد هستند، اما هیچ راهی واضح یا خودکاری برای اطلاع از عدم کارکردن یک سوئیچ در برنامه‌های محافظتی (غیر کنترلی) وجود ندارد. برای کمک به کاهش این امکان، آزمون‌های اثبات دستی که در فواصل زمانی تعیین شده انجام می‌شوند، برای اطمینان از حفظ سلامت سوئیچ به مراتب لازم است.
به‌طور فزاینده، اگر انحراف متغیر فرآیند یک خطر ایمنی قابل توجه یا عواقب نامطلوب دیگری را نشان دهد، ترانسمیتر پیوسته همراه با یک سوئیچ ایمنی پشتیبانی، قوی‌ترین ترکیب محافظت و کنترل را ارائه می‌دهد، با این حال هنوز هم آزمون‌های اثبات دوره‌ای سوئیچ برای اطمینان از ادامه محافظت لازم است. علاوه بر این، استفاده از فن‌آوری‌های حسگر اصلی متنوع به صورت اتفاقی، احتمال شکست مشترک هر دو دستگاه را کاهش می‌دهد و اطمینان بیشتری را فراهم می‌کند که اگر ترانسمیتر و/یا کنترلر شکست خورد، فرایند به وضعیت ایمنی منتقل می‌شود.
و در حالی که یک ترانسمیتر و سوئیچ جداگانه از هر کدام به تنهایی عملکرد ایمن‌تری ارائه می‌دهند، این رویکرد نیازمند خرید دو ابزار، دو نفوذ فرآیندی و تمام تلاش و هزینه‌های مربوطه است. برای این نوع برنامه‌ها، ترانسمیتر/سوئیچ ترکیبی مزیتی موثر و ایمن‌تر را ارائه می‌دهد: یک ترانسمیتر پیوسته و یک سوئیچ جامد در یک دستگاه تکی.
به واقع، سوئیچ-ترانسمیتر ترکیبی به تمام سه نکته کلیدی برنامه مطرح شده بالا پاسخ می‌دهد. مانند یک ترانسمیتر مستقل، می‌تواند کنترل پیوسته بر روی یک مجموعه از ارزش‌ها را فراهم کند و همچنین قادر است تا نمایشگر محلی یا ارتباطات از راه دور را ایجاد کند. علاوه بر این، از آنجایی که سوئیچ یکپارچه و خروجی آن مستقل از ترانسمیتر و خروجی آن است، این پیکربندی تکیه بر یک جایگزین اقتصادی‌تر برای برنامه‌هایی است که نیاز به اندازه‌گیری پیوسته به همراه یک لایه مستقل از حفاظت سوئیچ شده است.
[1] اصطلاح “دودویی” به معنای دو وضعیت یا دو حالت است که اغلب به شکل “صفر” و “یک” یا “بله” و “خیر” استفاده می‌شود. در متن‌های مرتبط با فناوری اطلاعات و برق و الکترونیک، دودویی به معنای استفاده از دو حالت یا دو وضعیت برای نمایش اطلاعات یا انتقال داده‌ها می‌باشد. به عبارت دیگر، دودویی به تعبیر اطلاعات با استفاده از دو مقدار یا دو حالت متمایز اشاره دارد، که معمولاً به صورت 0 و 1 نمایش داده می‌شوند.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
