کنترلر صنعتی: بررسی ساختار، انواع، کاربرد و برندهای کنترل کننده‌های صنعتی

برای رفع نقص‌های عملکردی و افزایش کیفیت نتیجه کار سیستم‌های مختلف از انواع کنترلر صنعتی استفاده می‌‌شود. بدون شک امکان رخ دادن خطا در هر سیستم و فرآیندی وجود دارد. به همین علت از کنترل کننده‌های صنعتی به منظور بررسی عملکرد سیستم‌ها استفاده می‌‌شود. یک کنترلر صنعتی علاوه بر اینکه نقص‌ها و خطاهای احتمالی را تشخیص می‌‌دهد، آن‌ها را نیز تصحیح می‌‌کند. بنابراین وجود کنترلرهای صنعتی برای همه صنایع، کارخانه‌ها و هر سیستمی که خروجی دارد ضروری است. بر همین اساس در ادامه مطلب به بررسی جزئیات بیشتری از انواع کنترلر صنعتی می‌‌پردازیم.

کنترلر صنعتی چیست؟

کنترل کننده یا کنترلر صنعتی؛ به تجهیزاتی گفته می‌‌شود که وظيفه نظارت بر عملکرد سایر دستگاه‌های صنعتی را بر عهده دارند. بدون شک در کارخانه‌ها و هر محیط دیگری که فرآیندهای تولیدی انجام می‌‌شوند؛ احتمال رخ دادن خطای عملکردی وجود دارد. بنابراین چنانچه خطاها به موقع تشخیص داده نشده و تصحیح نشوند؛ تولیدات و خروجی کارخانه با مشکلات متعدد مواجه خواهند بود. به همین علت از انواع کنترلر صنعتی به عنوان کنترل کننده غیر دستی استفاده می‌‌شود. بهتر است بدانید انواع این وسیله؛ توانایی نظارت، بررسی، تشخیص خطا و در نهایت تصحیح عملکرد دستگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی را دارند. بنابراین استفاده از کنترل کننده‌های صنعتی به جلوگیری از ایجاد ضرر و زیان‌های مالی و افزایش کیفیت نتیجه کار صنایع مختلف کمک می‌‌کند.

کنترل کننده صنعتی چگونه کار می‌کند؟

همانطور که گفتیم کنترل کننده‌های صنعتی؛ یک سری تجهیزات سخت افزاری هستند که وظیفه نظارت بر عملکرد سایر دستگاه‌ها و تصحیح عملکرد آن‌ها را بر عهده دارند. این وسیله با بررسی پارامترهای الکتریکی، فیزیکی یا شیمیایی؛ عملکرد تجهیزات دیگر را بررسی می‌‌کنند. به طور کلی یک کنترلر صنعتی با انجام اقدامات زیر بر عملکرد سیستم‌ها و فرآیندهای صنعتی نظارت می‌‌کند:

• کنترلر صنعتی از طریق سنسورهای اختصاصی؛ سیگنال‌های مربوط به عملکرد فعلی یک سیستم یا دستگاه را دریافت می‌‌کند.
• سیگنال‌های دریافتی با سیگنال‌های مرجع مقایسه می‌‌شوند.
• چنانچه میان سیگنال عملکرد دستگاه و سیگنال مرجع اختلاف وجود داشته باشد؛ سیگنال جدید به دستگاه‌ها ارسال می‌‌شود.
• سیگنال جدید؛ تصحیح کننده عملکرد دستگاه بوده و اشتباهات عملکردی را برطرف می‌‌کند.

بنابراین انواع کنترل کننده صنعتی؛ علاوه بر تشخیص خطا و اختلاف، وظیفه تصحیح عملکرد را نیز بر عهده دارند.

وظیفه کنترلرهای صنعتی چیست؟

همانطور که از نام کنترل کننده صنعتی مشخص است؛ از این تجهیزات برای کنترل عملکرد سایر دستگاه‌ها استفاده می‌‌شود. به طور کلی می‌‌توانیم بگوییم وظایف کنترلر شامل موارد زیر است:

• نظارت بر عملکرد دستگاه‌ها، تجهیزات و فرآیندهای صنعتی
• مقایسه عملکرد فعلی دستگاه‌ها با الگوهای تعریف شده اصلی
• تشخیص وجود خطا در عملکرد سیستم‌ها
• تولید سیگنال جدید و تصحیح عملکرد اشتباه سیستم

بنابراین کنترل کننده‌ها به بهبود کیفیت و نتیجه کار سیستم‌ها و دستگاه‌های صنعتی کمک می‌‌کنند.

کاربرد کنترلرهای صنعتی چیست؟

یکی از مهم ترین نکاتی که در مورد کنترلرهای صنعتی مطرح می‌‌شود؛ کاربرد و زمینه استفاده از آن‌هاست. برای خرید و استفاده از کنترل کننده صنعتی؛ ابتدا باید بدانید برای کنترل چه فرآیندها، پارامترها و به طور کلی سیستم‌هایی می‌‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. به همین علت در ادامه مطلب به کاربردهای کنترلر صنعتی اشاره می‌‌کنیم:

1. کنترلر بوستر پمپ: از این نوع کنترلر صنعتی برای کنترل و تنظیم فشار آب در بوستر پمپ استفاده می‌‌شود. توجه داشته باشید بوستر پمپ مجموعه‌ای از پمپ‌های کوچک است.
2. کنترلر استپ موتور: وظیفه استپ موتور؛ تبدیل جریان برق به انرژی حرکتی است. بنابراین کنترلر استپ موتور وظیفه ارسال سیگنال برای تنظیم میزان تولید انرژی حرکتی را بر عهده دارد.
3. کنترلر پی اچ: تنظیم PH بسیاری از تولیدات کارخانه‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین از کنترلر پی اچ برای بررسی و تنظیم PH تولیدات استفاده می‌‌شود.
4. کنترلر توان: از انواع کنترلر توان یا همان پاور کنترل برای بررسی، تنظیم و کنترل مقدار جریان الکتریکی استفاده می‌‌شود.
5. کنترلر دما: با استفاده از این نوع کنترلر؛ دمای فرآیندهای صنعتی کنترل می‌‌شود. در واقع دمای تمام مراحل تولید محصولات بررسی شده و در صورت رخ دادن خطا؛ سیگنال جدید از کنترلر به دستگاه مورد نظر ارسال می‌‌شود.
6. کنترلر فشار: فشار مایعات و گازهای تولید شده یا موجود در برخی از فرآیندهای صنعتی باید در یک محدوده مشخص باقی بمانند. به همین علت از کنترلر فشار برای بررسی و تنظیم فشار مایعات و گازها استفاده می‌‌شود.
7. کنترلر ارتفاع مایعات: برای بررسی و کنترل ارتفاعات مایعات در مخازن کارخانه‌ها از کنترلر ارتفاع مایعات استفاده می‌‌شود. بدون شک عدم استفاده از این کنترلر باعث ایجاد اختلال در کل یک سیستم خواهد شد.

انواع کنترلر صنعتی

بهتر است بدانید برای آشنایی با انواع کنترل کننده صنعتی؛ ابتدا باید مودهای کنش کنترلی را بشناسید. در واقع عملکرد انواع مختلف کنترلر صنعتی به مودهای کنش کنترلی وابسته هستند. بر همین اساس انواع این دستگاه بر مبنای مودهای کنش کنترلی در یکی از دو دسته زیر قرار می‌‌گیرند:

1_ کنترلر صنعتی با مود عملکرد گسسته

خروجی و تولیداتی که توسط سیگنال‌های کنترلر صنعتی با مود گسسته تولید می‌‌شوند؛ تغییرات نرم ندارند. بنابراین خروجی حاصل از سیگنال‌های کنترلر صنعتی با مود گسسته؛ از یک مقدار به مقدار دیگر جهش می‌‌کنند. به همین علت کنترل کننده صنعتی با مود گسسته نامیده می‌‌شوند. بهتر است بدانید کنترلرهایی که عملکرد آن‌ها بر مبنای مود کنشی گسسته است؛ در یکی از دو دسته زیر قرار می‌‌گیرند:

کنترل کننده دو موقعیتی (Two-Position Controllers)

توجه داشته باشید این نوع کنترل کننده صنعتی را کنترل کننده خاموش و روشن هم می‌‌نامند. مکانیسم عملکردی کنترلر دو موقعیتی به نحوی است که سیگنال خروجی کنترلر بین دو حد بیشینه و کمینه نوسان می‌‌کند.

کنترل کننده چند موقعیتی (Multi-Position Controller)

بر خلاف کنترلر دو موقعیتی؛ سیگنال‌های کنترل کننده‌های صنعتی چند موقعیتی بین دو موقعیت نوسان نمی‌‌کنند. به همین علت مکانیسم پیچیده‌تری داشته و از آن‌ها برای کنترل سیستم‌های گسترده، حساس و پیچیده استفاده می‌‌شود.

2_ کنترلر صنعتی با مود عملکرد پیوسته

خروجی حاصل از اعمال سیگنال‌های کنترلر صنعتی با مود کنشی پیوسته؛ تغییرات نرم دارد. بنابراین خروجی متناسب با سیگنال‌های اعمال شده؛ به صورت نرم در سراسر بازه عملکرد دستگاه در حال تغییر خواهد بود. بهتر است بدانید کنترلرهای صنعتی با مود پیوسته هم در یکی از سه دسته زیر قرار می‌‌گیرند:

• کنترل کننده تناسبی (Proportional Controller)
• کنترل کننده انتگرال گیر (Integral Controller)
• کنترل کننده مشتق گیر (Derivative Controller)

توجه داشته باشید برای عملی شدن کنترل فرآیندهای صنعتی؛ معمولا از چند نوع کنترلر به صورت ترکیبی استفاده می‌‌شود. برای مثال کنترلر نامبرده در ادامه مطلب یکی از مهم ترین کنترلرهای ترکیبی است:

کنترل کننده تناسبی مشتق گیر انتگرال گیر (Proportional Integral Derivative Controller)

این نوع کنترلر که به صورت اختصاری با علامت PID نیز شناخته می‌‌شود؛ برای کنترل دما، فشار و سرعت موتور کاربرد دارد. در واقع کنترلر تناسبی مشتق گیر انتگرال گیر یکی از بهترین و رایج ترین کنترل کننده‌های تولید شده است.

پرکاربردترین سیستم‌های کنترلر در صنعت

بدون شک برخی از انواع کنترلرهای صنعتی کاربردهای بیشتری دارند. در واقع از برخی کنترل کننده‌ها بیشتر از سایر مدل‌ها استفاده می‌‌شود. از جمله پرکاربردترین کنترل کننده‌های صنعتی هم می‌‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

1_ کنترلر صنعتی PIC

نام این نوع کنترلر صنعتی از عبارت Programmable Interface Controller به معنای “کنترل کننده‌های قابل برنامه نویسی” گرفته شده است. توجه داشته باشید کنترلرهای PIC را میکروکنترلر نیز می‌‌نامند. برای این نوع کنترل کننده‌ها می‌‌توان برنامه ریزی کرد تا در یک بازه زمانی مشخص یا با ایجاد تغییراتی خاص، فعال شوند.

2_ کنترلر DCS

کنترل کننده DCS که علامت اختصاری آن برگرفته از عبارت Distributed Control System است؛ با نام‌های سیستم کنترل کننده غیر متمرکز یا توزیع شده هم شناخته می‌‌شود. مهم‌ترین ویژگی کنترلر DCS؛ هوشمند بودن آن است. در واقع این سیستم به صورت خودکار و هوشمند؛ پارامترهای مختلف خط تولید یک کارخانه، نیروگاه و هر بخش دیگری را تغییر می‌‌دهد. البته ایجاد تغییرات بعد از انجام بررسی‌های لازم صورت می‌‌گیرد.

3_ کنترلر PAC

علامت اختصاری این نوع کنترلر هم از عبارت Programmable Automation Controller گرفته شده است. از کنترلر PAC برای بررسی، کنترل و تنظیم فرآیندهای انجام شده در صنایع بسیار گسترده استفاده می‌‌شود. در واقع این نوع کنترل کننده توانایی پردازش، پاسخگویی و ارسال سیگنال‌های پیچیده را دارد.

برندهای کنترلر

امروزه شرکت‌ها و برندهای مختلفی انواع کنترل کننده صنعتی را تولید می‌‌کنند. در نظر گرفتن برند تولید کننده کنترلر هم به خرید یک تجهیز مناسب کمک می‌‌کند. به همین علت در ادامه مطلب به بررسی چند مورد از مهم ترین برندهای کنترلر صنعتی می‌‌پردازیم:

• LUTRON: لوترون یک برند تایوانی است که در زمینه تولید تجهیزات سنجش و بررسی صنعتی فعالیت می‌‌کند.
• HANYOUNG: یکی از قدیمی ترین و معتبرترین برندهای تولید کنترلر صنعتی؛ برند‌هانیانگ کره است.
• AUTONICS: از جمله معتبرترین برندهای ایرانی تولید کننده کنترلر صنعتی هم می‌‌توانیم به برند آتونیکس اشاره کنیم.
• EZDO&MIC: شرکت ازدو و ام ای سی نیز یکی از بهترین شرکت‌های تایوانی تولید کننده کنترلر صنعتی محسوب می‌‌شود.
• E+H: برند E+H هم از جمله قدیمی ترین شرکت‌های سوئیسی تولید کننده ابزارهای دقیق و کنترلر صنعتی است.
• OMRON: شرکت امرون ژاپنی هم در کنار سایر محصولات خود، انواع کنترلر صنعتی را نیز تولید می‌‌کند.
• S+S: از جمله برندهای آلمانی تولید کننده کنترلر صنعتی می‌‌توانیم به برند S+S اشاره کنیم.
• TES&PROVA: در کنار سایر برندهای تایوانی کنترلر صنعتی؛ شرکت TES&PROVA نیز محصولات با کیفیتی تولید می‌‌کند.
• ATBIN: آتبین یک شرکت ایرانی تولید کننده کنترلرهای صنعتی است که محصولات دقیقی را تولید می‌‌کند.
• KACON: کاکن از جمله بهترین شرکت‌های تولید کننده کنترلر صنعتی در کره جنوبی است.

بنابراین بهتر است برای خرید یک کنترلر صنعتی مناسب به برند معتبر تجهیزات توجه کنید.

نکات مهمی که هنگام خرید کنترلر صنعتی باید در نظر داشته باشیم

عملکرد کنترلرهای صنعتی آنقدر اهمیت دارد که نباید از کنترل کننده‌های نامناسب استفاده کنید. به این ترتیب شما برای خرید کنترلر صنعتی به چه مشخصات و نکاتی توجه می‌‌کنید؟ بهتر است بدانید برای خرید کنترلر صنعتی مناسب باید مشخصات زیر را بررسی کنید:

• وزن و ابعاد کنترل کننده
• ولتاژ مورد نیاز
• نوع پورت‌های ارتباطی
• شبکه‌های تحت پوشش
• مشخصات ورودی و خروجی
• میزان حساسیت و دقت
• برند تولید کننده
• محدوده اندازه گیری
• نوع سنسورها
• گارانتی و خدمات پس از فروش

بنابراین برای خرید کنترلر صنعتی ابتدا باید مشخصات مدل‌های مختلف را با حجم کار مورد نظر خود مقایسه کنید.