مبانی مهندسی کنترل

این مقاله مربوط به وبیناری است که در تاریخ ۱۶ جولای ۲۰۲۳ توسط مجله Control Engineering با عنوان "SCADA: ارتقاء تدریجی یا جایگزینی؟ برای بهترین نتیجه این سوالات را بپرسید" برگزار شده است.

این مقاله به سوالاتی می پردازد که در حین وبینار پاسخ داده نشده است و شامل اطلاعاتی در مورد اصطلاحات SCADA، یکپارچه سازی SCADA با سایر سیستم ها است.

مدرسان وبینار ارتقاء SCADA، اهداف

کارشناسان حاضر در وبینار و ارائه دهندگان پاسخ های تکمیلی عبارتند از:

• جیسون ایزرائلسن، مهندس ارشد کنترل، شرکت APCO
• جوزف مازولا، مدیر کل، شرکت McEnery Automation

جیسون ایزرائلسن، مهندس ارشد کنترل از شرکت APCO و جوزف مازولا، مدیر کل شرکت McEnery Automation، پس از وبینار ۱۶ جولای مجله Control Engineering با عنوان "SCADA: ارتقاء تدریجی یا جایگزینی؟ برای بهترین نتیجه این سوالات را بپرسید" که به مدت یک سال آرشیو می شود، پاسخ های بیشتری ارائه دادند. (منبع: وبینارهای مجله Control Engineering)

اهداف آموزشی این وبینار عبارتند از:

• درک مزایای ارتقاء تدریجی SCADA در طول زمان به جای انتظار چندین ساله برای پیاده سازی ویژگی های جدید نرم افزار
• بررسی ارتقاء SCADA در محیط های تحت نظارت، چه تغییراتی را می توان بدون صدور مجدد گواهینامه انجام داد و چه پیشرفت هایی نیازمند صدور مجدد گواهینامه هستند.
• بررسی نمونه هایی از پیاده سازی برای ارتقاء یا جایگزینی SCADA و مزایای حاصل از آن

برای خواندن مقاله به ادامه مطلب مراجعه نمایید.

اتوماسیون صنعتی به معنای جایگزینی با رایانه ، روبات و ماشین آلات به جای تفکر انسان است. به عبارت دیگر، آنها به سادگی کار را به جای انسان و اپراتور در محیط های صنعتی انجام می دهند. بنابراین تعریف اتوماسیون صنعتی استفاده از مجموعه فناوری ها و دستگاه‌های کنترل خودکار برای سیستم های کنترل مانند رایانه‌ها و روبات‌ها است. این دستگاه‌ها برای مداخله در عملیات مختلف و کنترل فرآیندهای صنعتی بدون دخالت قابل توجه انسان استفاده می‌شوند. واژه اتوماسیون به معنای عمل از خود یا عمل نکردن بدون تدبیر است و از کلمات یونانی auto به معنی خود و کلمه matos به معنی حرکت گرفته شده است. بنابراین اتوماسیون مکانیزم سیستمی است که خود به خود حرکت می‌کند. بنابراین صنعت اتوماسیون با استفاده از دستورات برنامه نویسی منطقی و ماشین‌های قدرتمند جایگزینِ مشارکتِ انسان میشود تا به وظایف مورد نظر برسد. اجزای اتوماسیون صنعتی را کنترلرهایی شامل انواع مختلفی مانند PLC قابل کنترل منطقی، سیستم کنترل توزیع شده DCS ، دستگاه‌های صنعتی میدانی، ارتباطات و شبکههای صنعتی ، رابط انسان و ماشین، کنترل نظارت و دستیابی به دادهها SCADA و رایانه های شخصی است. سیستم اتوماسیون صنعتی با داشتن تعداد زیادی دستگاه که همزمان با فناوری اتوماسیون کار میکنند، میتواند ماهیت بسیار پیچیدهای داشته باشد. با این حال، برای ساده سازی مفهوم ، سه سطح اصلی در سیستم اتوماسیون وجود دارد. سطح میدانی، سطح کنترل، مدیریت و سطح اطلاعات. سطح میدانی دستگاههایی هستند که در این زمینه استفاده میشوند. سطح كنترل نوع مختلف كنترل كننده است. سطح مدیریت و اطلاعات، سطح بالایی است که منطق و طراحی در آن انجام می شود.

از کانال مهندس شو

همانطور كه از نامش پيداست وسيله اي است جهت راه اندازي الكتروموتورها بصورت نرم و تدريجي
 
همانطور که می دانید الکتروموتور در سایز های بزرگتر را نمی توان به صورت مستقیم راه اندازی کرد چونکه با جریان راه اندازی ۴ الی ۱۰ برابر جریان نامی مواجه خواهیم شد پس می آییم از روش هایی مثل ستاره مثلث ، سافت استارتر و درایو صنعتی (اینورتر) استفاده می کنیم.

در واقع ما با تنظيم سافت استارتر  soft starter جريان راه اندازي موتور را به ميزان مورد نياز محدود مي كنيم واجازه كشيدن جريان هاي زياد را از برق كارخانه به موتور نمي دهيم. البته با سافت استارتر نمي توان همه موتورها را راه اندازي كرد؟ چون موتورها تنوع زياديدارند و سافت استارتر براي گونه خاصي از آنها مناسب است اين موتورها درصنعت به موتورهاي سه فاز القائي يا قفس سنجابي معروفند.
سافت استارتها علاوه بر تفاوت در روشهاي مختلفي كـه براي راه اندازي اعمال مي كنند. در ميزاني كه موتور خود را حفاظت ميكنند هم تفاوت دارند. مثلا يك راه انداز نرم موتور پشرفته مي تواند به طور كامل موتور را در مقابل هر نوع خطا حفاظت كند.
سافت استارتر كارهائي از قبيل بـي متـال و كنترل فاز و... را نيز انجام مي دهد و حفاظت هاي بيشتري را نيز مي تواند اعمال كند.

بطوركلي سافت استارترها به دو نوع بيسيك و مجهز تقسيم مي شوند
۱- در مدلهاي بيسيك يك كنتاكتور باي پاس با سافت استارتر پارالل مي شود كه پس از راه اندازي موتور، كنتاكور مذكور عملاً  سافت استارتر را باي پس كرده و از مدارخارج مي كند.
۲- اما در مدلهاي مجهز كنتاكتور باي پس خارجي مورد نياز نيست.

باي پاس ؟
يعني سافت استارت از مدار خارج شده و موتور از طریق مسیر دیگری برقدار می ماند. به عبارتي يك كنتاكتور بصورت موازي با سافت استارت نصب مي شود. و اين كنتاكتور پس از راه اندازي موتور توسط خود سافت استارت تغذيه شده و كنتاكتهاي آن وصل مي شود و برق بطور مستقيم به موتوراعمال مي شود.

مزایای استفاده از سافت استارتر
•  حذف جریان هجومی و گشتاور لحظه ای در زمان راه اندازی
•  افزایش طول عمر موتور و پمپ ها
•  افزایش قابلیت اطمینان و راندمان سیستم
•  کاهش سایز کابلها و کلید های اتصال به شبکه به علت کاهش جریان موتور
•  استارت و استپ سیستم بدون ضربه
•  کاهش هزینه ها، مخصوصا هزینه های تعمیر ونگهداری
•  شتاب گیری و شتاب دهی نرم
از جمله کاربرد های سافت استارتر:
1.  پمپ آب
2.  فن و جت فن
3.  کمپرسور
4.  نوار نقاله
5.  میکسر
6.  سنگ شکن
7.  آسیاب
8.  سانتریفیوژ

نحوه نصب سافت استارتر
سافت استارتر هم شبیه به کنتاکتور سیم بندی قدرت و فرمان دارد سه تا ورودی دارد و سه تا خروجی که به الکتروموتور وصل می شود، خود سافت استارتر برق جداگانه نیاز دارد یعنی یک فاز و نول باید به آن وصل کنیم و شبیه به درایو صنعتی(اینورتر) نیست که از سیم ورودی قدرت تغذیه شود.

از کانال مهندس شو

نسل جدید کلیدهای اتوماتیک سه فاز تابلویی که حاوی یک نسخه Atom است. که اجازه می دهد تا از طریق یک رابط کاربری کنترل شود.
 به هر کلید یک آی پی آدرس اختصاص داده می شود، بنابراین کنترل آن مستلزم ورود به سیستم با کامپیوتر، iPad یا تلفن همراه هوشمند از طریق روتر است. 

نکته مهم این است که سیستم عامل در داخل پنل موجود است و برای کار به هیچ اتصال خارجی به وب (یا هر سرور خارجی) احتیاج ندارد.