کنترلر و انواع آن در الکترونیک

1
706
کنترلر دما

کنترلر یک قطعه الکترونیکی است که از فناوریهایی استفاده می کند تا اطلاعات کاملی همچون دما، فشار، مصرف برق، حرکت و غیره را از واحدهای دیگر یا کل سیستم بدست آورد. سپس پردازش های لازم را به عنوان یک واحد منطقی در سیستم انجام می دهد تا همه اجزا را به بهترین حالت کنترل کند. بنابراین می تواند در مصرف انرژی به مقدار زیادی صرفه جویی کند.

به عبارت دیگر، کنترل یا کنترلرها با استفاده از سیگنال ورودی، مقادیر یا شرایط در فرآیندها را تغییر می دهد یا دسترسی به بخشهای مختلف را کنترل می کند. کنترلرها به طور کلی ولتاژ ورودی را از منبع دریافت می کنند، آن را تجزیه و تحلیل می کنند و سپس با استفاده از سیگنال خروجی، تغییرات را کنترل می کنند. به عنوان مثال، بعضی از کنترلرها دستگاههای ساده ای برای کنترل جریان هوا هستند. کنترلر موتور در دسته درایوها و کنترلرهای موتور محسوب می شود.

عملکرد کنترلر چگونه است؟

برای درک بهتر عملکرد کنترلر، کولر را در نظر بگیرید که شبها وقتیکه دمای اتاق بسیار سرد می شود فن و چراغهای آن به صورت اتوماتیک خاموش می شود یا دمای هوا را تنظیم می کند و به این ترتیب ۳۰ درصد در مصرف انرژی صرفه جویی می شود.

ارتباط سریال بین کنترلرها در واحدهای مختلف مانند ویترین های بزرگ، قفسه های خنک کننده و واحدهای تهویه مطبوع در یک سوپرمارکت با جلوگیری از فعال شدن همزمان بارهای الکتریکی بالا، باعث کاهش اوج مصرف انرژی می شوند و هر زمان که لازم باشد، سیستم خنک کننده هر یک را روشن می کند.

انواع کنترلر و دستگاه های کنترل

سیستم های کنترل دسترسی

سیستم های کنترل دسترسی عبارتند از دستگاه های الکترونیکی یا الکترومکانیکی یا سیستم های متشکل از ایستگاه های از راه دور و ایستگاه های کنترل متمرکز که برای نظارت بر امنیت و مدیریت حرکت پرسنل، وسایل نقلیه، مواد و غیره هنگام ورود و خروج آنها استفاده می شوند. مشخصات کلیدی این نوع سیتمها کاربرد، نوع و روش تشخیص می باشد.

کاربرد سیستم های کنترل دسترسی

سیستم های کنترل دسترسی از روش های تشخیص مانند شناسایی چهره، اثر انگشت، تشخیص فلز، رمزگذاری بارکد و کارت های بانکی استفاده می کنند تا ورود و خروج از مکانهای امنیتی مختلف را امکان پذیر کنند. همچنین می توان برای ردیابی حرکات مواد، در تجهیزات اشعه ایکس یا در سیستمهای فروش استفاده کرد. از کاربردهای دیگر آن در سیستمهایی که نیاز به امنیت بالا دارند همانند تأسیسات نظامی می باشد.

کنترلر جریان

کنترلر جریان ، دستگاه مکانیکی یا الکترو مکانیکی است که از سنسورهای اندازه گیری یا عناصر کنترل کننده که برای اطمینان از جریان دستگاه در فرآیندهای تولید استفاده می شوند، تشکیل شده است. مشخصات كليدي این نوع کنترلرها شامل کاربرد، نوع، دستگاه مورد نظر، سرعت جريان، شيوه اتصال، درجه فشار و شيوه نصب مي باشد.

کاربرد کنترلر جریان

کنترلرهای جریان در درجه اول در کاربردهای کنترل فرآیند استفاده می شوند. برای کنترل گازها و همچنین مایعات در انواع مختلف ساخته شده اند و با توجه به کاربرد مورد نظر در اندازه و پیکربندی مختلفی وجود دارند. برخی از کنترلرهای جریان از دریچه های مکانیکی تشکیل شده اند، در حالیکه برخی دیگر به صورت الکترونیکی عمل و کنترل می کنند. به عنوان مثال، كنترلر جريان براي كنترل و نظارت دقيق عناصر مختلف در يك فرآيند شيميايي گاز یا مایع، كنترلر گاز ناميده مي شود.

کنترلر سطح

کنترلرهای سطح دستگاههای میکانیکی یا الکترومکانیکی هستند که معمولاً با استفاده از پمپ ها برای کنترل سطح مخازن، گلدان ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین آنها را کنترلر پمپ نیز می نامند. برخی از کنترلرهای سطح دارای سنسورها یا وسایل دیگر برای تشخیص سطح محصولات در ظروف هستند در حالیکه برخی دیگر برای ورودی ها به سوئیچ ها یا سنسورهای از راه دور نیاز دارند. مشخصات کلیدی آنها شامل کاربرد، نوع متوسط و روش کنترل است. کنترلرهای سطح علاوه بر بازوهای مکانیکی، شناورها و اهرم ها، به انواع سنسور از جمله رسانا، خازن، نوری و آلتراسونیک نیز وابسته هستند.

کاربرد کنترلرهای سطح

از آنها می توان برای مایعات یا کالاهای خشک فله مانند دانه یا پودر استفاده کرد. بسیاری از صنایع در فرآیندهای مختلف از کنترلرهای سطح استفاده می کنند. یک کنترلر سطح، سیگنال ورودی را دریافت می کند، آن را با یک نقطه تنظیم مقایسه می کند و از طریق یک سیگنال خروجی سطح را مطابق نیاز فرآیند انجام می دهد.

کنترلرهای فشار

کنترلر فشار یک دستگاه الکترومکانیکی است که برای کنترل فشار فرآیند یا سیستم در فرآیندهای مختلف صنعتی به کار می رود. مشخصات کلیدی آن شامل کاربرد، نوع، روش کنترل، حس کردن عناصر و محدوده فشار می باشد.

انواع روش کنترلر فشار

انواع روش کنترلر فشار شامل گپ دیفرانسیل، proportional،on/off  می باشد. این کنترلرها به انواع مختلفی از سنسورها مانند حلزونی، فشار دیافراگمی، کپسولی، فشارسنج بوردون و غیره وابسته هستند. به صورت عملی، یک سیگنال ورودی فشار دریافت می کند و با نقطه تنظیم مناسب مقایسه می کند، سپس یک سیگنال را (معمولاً به دریچه کنترل) به خروجی ارسال می کند که فشار فرآیند را (در صورت لزوم) تنظیم می کند تا به قسمت تنظیم بازگردد.

کنترلر منطقی قابل برنامه نویسی

کنترلر منطقی قابل برنامه نویسی دستگاه های الکترونیکی هستند که برای کنترل ماشین آلات اتوماتیک، فرآیندها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. مشخصات اصلی آنها شامل کاربرد، نوع، عملکرد، شیوه نصب و همچنین برق مورد نیاز می باشد. کنترلرهای منطقی قابل برنامه نویسی با طیف وسیعی از ماژول های ورودی و خروجی قابل تنظیم هستند. آنها پارامترها و توابع مختلف عملکردی را با دریافت سیگنالهای ورودی از منابع مختلف و تنظیم توابع دستگاه مطابق با فرایندها از طریق مجموعه دستورالعمل های برنامه نویسی شده، کنترل می کنند. برخی از سازندگان PLC کنترلرهای اتوماسیون قابل برنامه نویسی یا PAC را وارد بازار کرده اند که دارای ویژگی هایی فراتر از PLC های معمولی هستند اما کارهای مشابه ای را انجام می دهند. PLC ها به صورت ماژولار هستند و می توانند برای ورودی ها و خروجی ها با ماژول های مختلفی استفاده شوند.

کنترلر دما

کنترلرهای دما دستگاه های الکترونیکی هستند که برای کنترل پارامترهای مختلف فرایند از جمله دما استفاده می شوند. مشخصات کلیدی شامل کاربرد، روش کنترل، نوع ورودی و خروجی، ویژگی ها، نوع اتصالات و شیوه نصب، تعداد ورودی ها، رابط ارتباطی و همچنین مشخصات نیرو برای فرآیند ورودی و خروجی می باشد. کنترلرهای دما به طور عمده در کاربردهای تولید استفاده می شوند تا مطمئن شویم که مقادیر مختلف فرایند در محدوده عملیاتی آنها قرار دارد. دارای چندین نوع روش کنترل شامل نقطه تنظیم و proportional است و همچنین انواع ورودی مانند ترموکوپل ها، ولتاژ و غیره است که برای حس کردن و کنترل پارامترهای فرآیند استفاده می شود. این کنترلرها را می توان در پنل ها، دیوارها و ریل های DIN نصب کرد.

کاربرد کنترلرهای دما

کاربردهای آن شامل دیگهای بخار، لیزر، مخازن، ماشین های قالب گیری، پمپ ها و کوره ها است.

کاربردها و صنعت

دستگاه های کنترل و کنترلر ها از کنترل پمپ های نسبتاً ساده برای کاربردهای سطح تا PLC های پیشرفته با توابع ورودی-خروجی چندگانه و ارتباطات شبکه که برای اتوماسیون کامل کارخانه استفاده می شود، متغیر هستند. برخی از کنترلرهای جریان برای سیستم های پنوماتیک چیزی بیش از دریچه های قابل تنظیم دستی نیستند که هوای موجود در سیستم های پنوماتیک (هیدرولیک) را تغییر می دهند.

بسیاری از کنترلرهای فرآیند از نوعی کنترل PI یا PID استفاده می کنند که کلمات اختصاری برای کنترل انتگرال متناسب (proportional integral) و مشتق انتگرال متناسب (proportional integral derivative) می باشد. این الگوریتم های کنترل در اصل برای کاهش خطاهای بیش از حد در حلقه های کنترل به کار می روند زیرا سعی می کنند به نقاط تنظیم کنترلر برسند. On/Off وProportional  از دیگر روش های ساده تر کنترل هستند.

با توجه به نوع کنترلر ، برخی برای ورودی ها و حلقه های الکتریکی یا سوئیچینگ الکترونیکی برای خروجی های خود، به سنسورهای خارجی، در حالیکه برخی دیگر به سنسورهای داخلی وابسته هستند. بعضی از کنترلرها ماژولار هستند، به عنوان مثال PLC ها که اغلب از واحدهای پردازنده و یک یا چند ماژول برای ورودی-خروجی و ارتباطات تشکیل شده اند. کنترلرهای PLC برای هدف خاصی طراحی شده اند و می توانند برای کنترل فرآیندها، عملکرد ماشین آلات و غیره تنظیم شوند. کنترلرها اغلب برای کنترل متغیرهای خاص فرآیند مناسب هستند، اگرچه بسیاری از آنها از روشهای ماژولار برای پیکربندی استفاده می کنند.

ویژگی های اصلی کنترلرها

روش کنترل

روش کنترل با توجه به نوع کنترلر متفاوت است، اما اساساً از حالت ساده on/off تا روشهای پیچیده PID متفاوت است.

نوع ورودی

نوع ورودی با توجه به نوع کنترلر تغییر می کند، ترموکوپل و RTD برای کنترلرهای دما پر کاربرد هستند.

نوع خروجی

نوع خروجی نیز به نوع کنترلر وابسته است، اغلب از حلقه های جریان ۴-۲۰ میلی آمپر یا رله ها استفاده می کنند.

مشخصات

مشخصات کنترلرها با توجه به نوع آنها و روش کنترل، تغییر می کند. مشخصات مشترک شامل تنظیم خودکار، سیستم هشدار و تجهیزات ضد انفجار می باشد.

یک دیدگاه

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید