تابلو برق

صنعت سازندگان تابلو کنترل – روندهای جدید در فناوری

تابلو کنترل صنعتی مجموعه ای از دو یا چند جزء است – مانند کنترل کننده های موتور، سوئیچ ها، کلید های مدار و دستگاه های کنترل، آنها در کاربردهای نهایی مختلف از جمله بهره برداری از موتورهای الکتریکی صنعتی و درایوها، تولید، مونتاژ و حمل و نقل استفاده می شوند.

سازندگان تابلوهای کنترل وظیفه ساخت تابلوهای کنترل الکتریکی برای ماشین آلات تولیدی و سایر انواع تجهیزات را بر عهده دارند. سازندگان تابلو معمولاً مستقیماً برای مشتریان خود کار می کنند، اما در برخی موارد ممکن است سازنده تابلو بخشی از یک تیم بزرگ باشد که هر یک از اعضا تنها مسئول یک بخش از کار هستند. فرآیند ساخت تابلو اغلب با توجه به صنعتی که تابلو برای آن ساخته می شود متفاوت است.
سازنده تابلو تمام اجزای مورد نیاز تابلو را تحقیق و انتخاب می کند. یا از بین اجزای مشخص شده توسط مشتری انتخاب می کند. طراحی، چیدمان و ساخت تابلو تکمیل شده – از جمله سیم کشی و نصب اجزا – باید با تمام مقررات مربوط به کنترل ماشین و ایمنی ایالات متحده مطابقت داشته باشد.

بسیاری از شرکت‌های تولیدی در فرآیندهای تولید خود به سمت اتوماسیون و روباتیک حرکت می‌کنند و تابلو های کنترل را مهم‌تر از همیشه و همچنین پیچیده‌تر می‌کنند. این مقاله برخی از تغییرات و پیشرفت‌های جدید در فناوری را که امروزه صنعت تابلو سازان را تحت تأثیر قرار می‌دهد، مورد بحث قرار می‌دهد. پس از یک سال کاهش اجباری به دلیل همه‌گیری کووید 19، انتظار می‌رود صنعت تابلو سازی طی 6 سال آینده رشد ثابتی را تجربه کند.

تابلوهای کنترل صنعتی امروزی

فرآیندهای تولید صنعتی و خطوط تولید امروزی مستلزم آن است که تابلوهای کنترل الکتریکی از تجهیزات محافظت کنند، بهره وری را افزایش دهند، زمان خاموشی را کاهش دهند و تمام مقررات ایمنی فعلی را رعایت کنند. تابلو های کنترل صنعتی تمام تجهیزات تولید مربوطه را کنترل می کنند و یک پایه عملیاتی واحد را برای کنترل کل فرآیند تولید فراهم می کنند.

این تابلوهای کنترل صنعتی شامل مدارهای قدرت، مدارهای کنترلی یا ترکیبی از هر دو هستند. صرفه جویی در فضا در برنامه های کنترل پنل همیشه یک عامل است و پانل ها به گونه ای طراحی شده اند که دستگاه هایی را طوری قرار داده اند که از کمترین فضای ممکن استفاده کنند.

انواع مختلف تابلو کنترل

انواع مختلفی از تابلو های کنترل صنعتی وجود دارد که برای کار با طیف وسیعی از تجهیزات موجود در تاسیسات تولیدی در سراسر جهان استفاده می شود. هر یک از این انواع تابلو کنترل شامل اجزای مختلفی هستند که عملکردهای برنامه ریزی شده ای مانند روشن یا خاموش کردن تجهیزات، کنترل سرعت موتور، هدایت حرکات مختلف، باز کردن یا بستن شیر ها و بسیاری از عملیات های دیگر را هدایت یا اجرا می کنند. در این راهنما، ما از نزدیک به بررسی رایج ترین انواع تابلو کنترل و همچنین نقش آنها در فرآیند تولید می پردازیم.

تابلو MCCs

همچنین به عنوان مرکز کنترل موتور شناخته می شود، تابلو MCC ها از یک یا چند بخش کابینت عمودی حاوی یک شینه توزیع برق و مکان های نصب کنترل کننده های موتور استفاده می کنند. هر کنترل کننده موتور در یک تابلو MCC شامل یک کنتاکتور یا استارت موتور و همچنین یک رله اضافه بار برای محافظت از موتور، دستگاه های حفاظت مدار مانند قطع کننده مدار و فیوزها و یک کلید قطع برق است.

علاوه بر این تابلو های MCC می‌توانند شامل سایر اجزای کنترلی مانند درایوهای فرکانس متغیر (VFD)، کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (پی ال سی)، دکمه‌های فشاری، چراغ‌های نشانگر و دستگاه‌های اندازه‌گیری باشند. تابلو MCC ها اغلب در تاسیسات تولیدی گسترده نصب می شوند که نیاز به کنترل موتورهای متعدد از یک مکان مرکزی، مانند اتاق مکانیکی یا الکتریکی دارند.

تابلو کنترل پی ال سی

پی ال سی ها کامپیوترهای صنعتی هستند که دستگاه های ورودی مانند سوئیچ ها، حسگرها، دکمه های فشاری و رله ها را به هم متصل و نظارت می کنند. بر اساس وضعیت یک دستگاه ورودی، پی ال سی می‌تواند خروجی‌های برنامه‌ریزی‌شده مانند به صدا درآوردن زنگ هشدار، باز یا بسته کردن یک شیر، یا توقف یا راه‌اندازی یک موتور را اجرا کند.

یک صفحه کنترل پی ال سی به سادگی محفظه ای است که پی ال سی و اجزای لازم برای توزیع نیرو، اجرای خروجی های برنامه ریزی شده و محافظت از مدارهای الکتریکی را در خود جای داده است. علاوه بر این یک صفحه کنترل پی ال سی ممکن است دارای یک سوئیچ اترنت برای اتصال پی ال سی به شبکه، کامپیوتر خارجی یا پنل HMI باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پی ال سی ها، وبلاگ ما را بررسی کنید که معماری پایه یک پی ال سی را پوشش می دهد.

تابلو کنترل VFD

تابلو VFD ها نوعی کنترل کننده موتور هستند که برای کنترل سرعت موتور با تغییر فرکانس و ولتاژ ورودی استفاده می شود. VFD ها همچنین می توانند افزایش و کاهش شیب موتور را در هنگام راه اندازی یا توقف موتور کنترل کنند. VFD ها مزایای متعددی از جمله بهبود راندمان سیستم، کاهش مصرف انرژی، تطبیق سرعت و گشتاور موتور با الزامات فرآیند و کاهش تنش مکانیکی روی ماشین را ارائه می دهند.

یک تابلوی کنترل VFD می‌تواند از یک یا چند VFD و همچنین اجزای توزیع برق، حفاظت مدار و دستگاه‌های حفاظت موتور، راکتورهای خط یا فیلترهای هارمونیک، استارت‌های موتور و یک پی ال سی تشکیل شده باشد.

تابلو های HMI یا ایستگاه های اپراتور

ایستگاه های اپراتور یا پنل های رابط انسان و ماشین (پنل HMI) حاوی یک نمایشگر صنعتی است که از تصاویر گرافیکی نشان دهنده دستگاه ها و ماشین ها در یک سیستم استفاده می کند. پنل HMI به اپراتورها اجازه می دهد تا با سیستم های کنترل صنعتی خود تعامل داشته باشند و دستورات را اجرا کنند و همچنین وضعیت تجهیزات مانند زمان اجرا، خطاها، هشدارها، سطوح تولید و پارامترهای مختلف را نظارت کنند.

ایستگاه‌های اپراتور یا پانل‌های HMI اغلب محفظه‌های مستقلی هستند که مستقیماً روی یا نزدیک یک دستگاه حاوی نمایشگر صنعتی، حفاظت مدار و دستگاه‌های توزیع برق نصب می‌شوند. از طرف دیگر پنل های HMI را می توان بر روی درب یک تابلو کنترل اصلی بزرگتر نصب کرد.

تابلو استارت موتور

استارت موتورها وسایلی هستند که با الکترومغناطیسی کار می کنند و موتور را روشن و متوقف می کنند. به طور معمول یک مجموعه استارت موتور شامل یک رله اضافه بار است تا حفاظت از اضافه بار الکتریکی برای موتور متصل را فراهم کند. یک تابلو استارت موتور ممکن است شامل یک یا چند استارت موتور باشد که در یک محفظه قرار گرفته اند. همچنین کلیدهای انتخابگر یا دکمه های فشاری برای کنترل وضعیت موتور، اجزای حفاظت مدار، توزیع برق و یک کلید قطع برق نیز هستند.

تابلو های مکان خطرناک

همانطور که از نام آنها پیداست. تابلو های مکان خطرناک به طور خاص برای عملکرد ایمن در مکان های خطرناک طراحی شده اند. مکان‌های خطرناک بر اساس مجموعه‌ای از تقسیم‌بندی‌ها، مناطق و دسته‌بندی‌ها طبقه‌بندی می‌شوند که ماهیت کلی مواد خطرناک موجود، سطح خطر مرتبط با مکان، و نوع خاصی از مواد خطرناک موجود را تعریف می‌کنند. بر اساس طبقه بندی مکان، یک تابلو کنترل مکان خطرناک با مواد، وسایل ایمنی و ساخت و ساز لازم طراحی و مونتاژ می شود تا به طور ایمن در محیط مورد نظر کار کند.

ویژگی های طراحی خاص یک تابلو مکان خطرناک ممکن است شامل محفظه های ضد انفجار، سیستم های پاکسازی برای حفظ هوای تمیز در اطراف تابلو، و محفظه های دارای رتبه بندی NEMA 4X ساخته شده از فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، پلی کربنات یا فایبرگلاس باشد. کاربردهای متداول برای تابلو های مکان خطرناک شامل پالایشگاه های نفت، محل های دفن زباله، کارخانه های تصفیه آب، یا هر منطقه ای که در معرض گازها/بخارهای قابل اشتعال، گرد و غبار قابل احتراق یا الیاف قابل اشتعال است می باشد.

آینده ساختمان تابلو صنعتی

بازار کنترل‌های صنعتی تقسیم‌بندی شده است و شامل کنترل نظارتی و اکتساب داده (SCADA)، کنترل‌کننده منطق قابل برنامه‌ریزی (پی ال سی)، سیستم کنترل توزیع‌شده (DCS)، سیستم اجرای تولید (MES)، برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP)، مدیریت چرخه عمر محصول (PLM) رابط ماشین انسانی (HMI) و سایر سیستم ها است.

انتظار می رود بازار سازندگان تابلو کنترل صنعتی ایالات متحده در 6 سال آینده با CAGR نزدیک به 8 درصد رشد کند. بازار کاربر نهایی و برنامه کاربردی بسیاری از صنایع – از جمله نفت و گاز، شیمیایی و پتروشیمی، برق و تاسیسات، داروسازی، مواد غذایی و آشامیدنی، خودروسازی و غیره را پوشش می‌دهد. این بازارها از هر دو تابلو کنترل صنعتی باز و بسته استفاده می کنند.

سایر زمینه های رشد در بازار تابلو سازی

• افزایش تقاضا برای اتوماسیون کارخانه در کشورهای در حال توسعه یک عامل کلیدی برای بازار جهانی تابلوهای کنترل صنعتی خواهد بود. افزایش تعداد صادرات و واردات تابلوهای کنترل صنعتی نشانگر تقاضای قوی به ویژه در کشورهای جنوب شرق آسیا بوده است. افزایش سرمایه گذاری در کارخانه ها و ماشین آلات جدید، نصب قطعات الکتریکی را برای کاربرد در انبارها، ادارات، کارگاه ها و سایر موارد تسریع کرده است. این امر تقاضا برای پذیرش تابلو های کنترل صنعتی در کاربردهای مربوطه را افزایش داده است.
• جایگزینی یا بازسازی کامل تابلوهای کنترل صنعتی قدیمی با اجزای جدید به روز شده به روند رشد در بازارهای ایالات متحده و جهانی، به ویژه در کشورهای غربی کمک خواهد کرد. بسیاری از صنایع تولیدی برای حفظ رقابت در بازارهای مربوطه خود با ارتقای تجهیزات عمده روبرو هستند. نیاز به کنترل تابلو های پیشرفته تر با قابلیت های هوشمند به معنای فرصت های زیادی برای صنعت تابلو سازی خواهد بود.
• گسترش استفاده از تابلوهای کنترل صنعتی در ماشین آلات متحرک مانند جرثقیل، ماشین آلات بالابر، کنترل آسانسور و غیره تاثیر مثبتی بر بازار تابلو کنترل صنعتی ایالات متحده و جهان داشته است. تابلو های ورودی/خروجی راه دور که ایستگاه‌های پایانه توسعه‌یافته ET نیز نامیده می‌شوند. در میدانی نزدیک به محل قرارگیری برنامه‌ها قرار دارند. تمام کابل کشی دستگاه ها و تجهیزات میدانی در این تابلو ها خاتمه می یابد. تابلو های ورودی/خروجی از راه دور می توانند باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های سیم کشی شوند زیرا با ماشین آلات سیار در میدان جابجا می شوند.
  راه حل های سیم کشی پیشرفته کار را کاهش می دهد

در برخی موارد، توسعه راه‌حل‌های سیم‌کشی پیشرفته در فناوری اتصال، طراحی را ساده‌تر کرده و نیروی کار در سیم‌کشی تابلوهای کنترل صنعتی را کاهش داده است. این راه حل های جدید سیم کشی تابلو جایگزین تعداد بی شماری سیم مورد نیاز در تابلو کنترل می شود. به جای استفاده از اتصالات سیم‌کشی نقطه به نقطه سنتی در تابلوهای کنترل، کابل‌های تکی که اجزای کنترل موتور و سایر دستگاه‌ها را به پی ال سی های سازنده متصل می‌کنند در دسترس هستند. این راه حل پیشرفته زمان مورد نیاز برای سیم کشی، آزمایش و راه اندازی را تا حد زیادی کاهش می دهد که منجر به صرفه جویی در هزینه برای کاربران خواهد شد.

بهبود کارایی و ایمنی تابلو کنترل

تابلو های کنترل امروزی نسبت به 5 سال پیش بسیار کارآمدتر از انرژی هستند. واقعیت این است که با پیشرفت فناوری، قطعات الکتریکی جدید کارآمدتر خواهند شد. خوشبختانه کارایی اجزای الکتریکی امروزی باعث کاهش میزان گرمای تولید شده توسط آنها می شود. به آنها اجازه می دهد تا خنک تر با اتلاف انرژی کمتری کار کنند.

در گذشته اکثر تابلو ها با برق AC کنترل می شدند و اکنون برق DC استاندارد است. این تغییر در ولتاژ کنترل به معنای مصرف انرژی کارآمدتر است. هنگامی که برق وارد شده به تابلو به طور موثرتری استفاده می شود، قطعات گرمای کمتری از خود خارج می کنند و سپس می توانند بر اساس رتبه بندی ایمنی به هم نزدیکتر شوند. سازندگان تابلو موظفند از الزامات فاصله هوای مشخص شده توسط سازندگان قطعات در اطراف قطعات پیروی کنند و به آنها اجازه دهد گرما را به درستی از بین ببرند. بنابراین هرچه بتوان قطعات را به هم نزدیک‌تر نصب کرد، اندازه تابلو کوچک‌تر است.

ایمنی تابلو کنترل در سال های اخیر پیشرفت های زیادی داشته است. افزایش بسیاری در ایمنی ناشی از کاهش ولتاژ کنترل به 24VDC است. که خطر ضربه یا آسیب جدی را در صورتی که اپراتور با بدن یا ابزار خود به یک قسمت زنده برخورد کند تا حد زیادی کاهش می‌دهد. علاوه بر این، بیش از 90٪ از قطعات در حال تولید “ایمن با انگشت” هستند. این به این معنی است که تمام مناطق زنده یا در داخل قطعه قرار دارند یا در داخل قطعه فرو رفته اند، که احتمال وقوع حادثه را بسیار بعید می کند.

ارتباط بهتر با تابلو کنترل

امروزه اترنت سیستم استاندارد ارتباطی برای تابلوهای کنترل صنعتی است. قبل از کنترل اترنت، هیچ استانداردی ایجاد نشده بود، که اغلب نیاز به یک فرآیند نصب فشرده زمان داشت. سیستم هایی که قبل از اترنت استفاده می شدند شامل ControlNet، DeviceNet و DH Plus بودند.

این عدم استانداردسازی مستلزم برنامه‌ریزی بیش از حد بود، زیرا پروتکل‌های جداگانه به طور قابل اعتمادی با یکدیگر تعامل ندارند. بسیاری از این پروتکل ها هنوز در حال استفاده هستند، اما زمانی که یک تابلو جایگزین یا بازسازی می شود، اترنت معمولاً جایگزین سیستم های ارتباطی آنها می شود.
ارتباطات تابلو بی سیم قطعا در افق است. اما هنوز چالش های زیادی در مبارزه با نویز الکتریکی وجود دارد. اکثر کارخانه‌ها و تأسیسات، نویز الکتریکی یا «کرستالک» را از سیستم‌های الکتریکی مختلف تجربه می‌کنند. این تداخل می تواند مسافتی را که ارتباط بی سیم می تواند طی کند کاهش دهد. و همچنین بر کیفیت سیگنال تأثیر بگذارد.

کنترل کیفیت بالاتر برای ساخت تابلو

نه تنها اجزایی که در کنترل تابلو ها قرار می گیرند، بلکه نحوه ساخت تابلو ها نیز بهبود یافته است. در گذشته سازنده هر تابلو را با دست، با متر، لبه مستقیم و یک نشانگر می‌کشید. سپس سوراخ هایی در تابلو ایجاد می شود و با دست ضربه می زنند. این کار وقت گیر، کثیف و بسیار ناکارآمد بود.

امروزه با تکنولوژی جدید، چیدمان ها به صورت اتوکد انجام می شود. سیستم های دریل خودکار دریل را انجام می دهند و استفاده از پیچ گوشتی های شارژی برای نصب پیچ های خودکار، کار تابلو سازی را آسان تر و زمان کمتری را صرف می کند. این نه تنها کارآمدتر و تمیزتر است، بلکه محصولی با کیفیت بهتر به مشتری ارائه می دهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.