اتوماسیون صنعتی

**پرده نوری ایمنی: ارزیابی قابلیت‌ها و امکانات**

پرده نوری ایمنی یا Safety Light Curtain به عنوان یک ابزار حیاتی در حفاظت افراد در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنولوژی از ۷۰ سال پیش وارد عرصه شده است و با وجود گذشت زمان، هنوز هم کاربردهای فراوانی دارد که از قابلیت‌ها و امکانات آن بهره‌مند نمی‌شوند. این مقاله به بررسی تأثیراتی می‌پردازد که پرده‌های نوری ایمنی می‌توانند در ایمنی ماشین‌آلات، کنترل کارخانه و بهره‌وری داشته باشند.

از آنجا که پرده نوری به حدی متداول شده است که بسیاری از افراد آن را به عنوان یک دستگاه روشن/خاموش در نظر می‌گیرند که فقط به عنوان پرده محافظ نصب می‌شود، اینجا سعی شده است تا گستره‌ی وسیع و امکانات فراوان پرده‌های نوری مورد بررسی قرار گیرد. این پرده‌ها از نظر ساختاری به گونه‌ای طراحی شده‌اند که از انعطاف‌پذیری و گستردگی بالایی برخوردارند، که می‌تواند در بهبود بهره‌وری و ادغام بهتر با شبکه‌های محلی کارخانه نقش مؤثری ایفا کند.

البته، تولیدکنندگان مجموعه‌های متنوعی از پرده‌های نوری با ابعاد، اشکال و رزولوشن‌های مختلف ارائه می‌دهند. این متنوعیت باعث می‌شود که مفهومی به نام "منو" یا فهرست پرده‌های نوری وجود نداشته باشد، زیرا تمام تولیدکنندگان محصولات خود را عرضه می‌کنند که شامل ویژگی‌ها و مشخصات گوناگونی می‌شود.

یکی از مهمترین نکات مربوط به استفاده از این ابزارهای ایمنی، شناخت دقیق خطراتی است که می‌خواهید محافظت کنید و مشخص کردن فضای محدوده اسکن شونده می‌باشد. استاندارد EN ISO 13855 به عنوان استاندارد جامع برای موقعیت‌دهی سیستم‌های پرتوئی نور ایمنی شناخته می‌شود که می‌تواند در تعیین خصوصیات فیزیکی مورد نیاز، به شما کمک کند.

مهمترین معیارهای فنی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:
1. محدوده اسکن شونده:
   - محدوده اسکن به بیشترین فاصله بین فرستنده و گیرنده اشاره دارد. در مورد دستگاه‌های اکتیو/پسیو، این محدوده اسکن معمولاً به عنوان فاصله بین بخش اکتیو و بخش پسیو، یا به عبارت دیگر محدوده اسکن شونده نامیده می‌شود. این محدوده ممکن است ثابت، قابل انتخاب یا قابل تنظیم خودکار باشد. انتخاب صحیح محدوده اسکن از اهمیت بالایی برخوردار است تا سیستم به درستی برای کاربرد مورد نظر عمل کند و در مواقع ایمنی، امکان ایجاد مشکلاتی مانند بازتاب از سطوح نزدیک را کاهش دهد.

   از آنجا که محدوده اسکن ممکن است برای برخی کاربردها به اندازه‌های طولانی نیاز باشد، در نظر گرفتن این موضوع از اهمیت خاصی برخوردار است تا بهترین عملکرد ایمنی حاصل شود.

   تعیین اینکه کدام یک از خصوصیات فیزیکی باید در نظر گرفته شود، بر اساس استاندارد EN ISO 13855 مشخص می‌شود. این استاندارد به شما کمک می‌کند تا به بهترین شکل ممکن از تکنولوژی پرده نوری آتونیکس استفاده کنید و ایمنی کارخانه یا محیط کاری خود را بهبود بخشید.

**سنسورهای نوری: تکنولوژی پیشرفته در دنیای اتوماسیون**

سنسورهای نوری به عنوان نوعی برتر از سنسورهای مجاورتی شناخته می‌شوند که با بهره‌گیری از ارسال و دریافت نور مدوله، عملکرد خود را انجام می‌دهند. این نور مدوله شده دارای پالس‌های با فرکانس میان ۳۰ تا ۵ kHz است که باعث افزایش رنج تشخیص سنسور و کاهش تأثیر نور محیط بر روی عملکرد آن می‌شود. این نور ممکن است در طیف گسترده‌ای از رنگها، از سبز تا نامرئی مادون‌قرمز، قرار گیرد.

در ساختار سنسورهای نوری اغلب از نور مادون‌قرمز با طول موج ۸۸۰mm استفاده می‌شود. این انتخاب به دلیل تداخل کم نور مادون‌قرمز با نور محیط و افزایش فاصله سوییچینگ سنسور انجام شده است.

بر روی سنسورهای نوری یک پتانسیومتر نیز برای تنظیم حساسیت نصب می‌شود. این سنسورها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

**1. سنسورهای نوری یک‌طرفه (Diffuse):**
   - این سنسورها بر اساس ارسال نور مدوله شده و دریافت بازتاب این نور از سطوح مختلف عمل می‌کنند. دارای بخش فرستنده و گیرنده هستند که در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می‌شوند. نور فرستنده به طور مستقیم در فضا پخش می‌شود و در صورت برخورد با مانع، به صورت مستقیم و غیرمستقیم منعکس می‌شود. مقدار انعکاس نور بستگی به رنگ، نوع سطح، حجم، و زاویه مانع دارد. این سنسورها قادر به تشخیص اجسام روشن با سطح بازتابش صیقلی هستند و می‌توانند سطوح تیره و غیرسیقلی را تشخیص ندهند. فاصله سوییچینگ بر اساس مقوای سفید با سطح صاف بیان می‌شود و برای محاسبه فاصله سوییچینگ برای سطوح دیگر، از ضریب تصحیح استفاده می‌شود.

**2. سنسورهای نوری رفلکتوری (Retro-reflection):**
   - این سنسورها بر اساس نور مدوله شده و دریافت انعکاس این نور از یک رفلکتور عمل می‌کنند. در این سنسورها بخش فرستنده و گیرنده در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می‌شوند. نور مدوله شده در فضا منتشر شده و با برخورد با یک رفلکتور، نور تحت زاویه ای مشخص به سمت گیرنده سنسور انعکاس داده می‌شود. در صورت وجود مانع در مسیر انعکاس نور، سنسور وجود مانع را تشخیص می‌دهد و خروجی تغییر وضعیت می‌دهد. فاصله سوییچینگ این سنسور بیشتر از سنسورهای یک‌طرفه است.

**3. سنسورهای نوری دو‌طرفه (Through Beam):**
   - این سنسورها بر اساس ارسال نور مدوله شده از قسمت فرستنده و دریافت این نور توسط گیرنده عمل می‌کنند که در مقابل فرستنده نصب شده است. این دو قسمت مجزا از یکدیگر هستند و نور فرستنده توسط فرستنده ارسال می‌شود. گیرنده که در مقابل فرستنده قرار دارد، این نور را دریافت کرده و در صورت وجود مانع در مسیر، نور به گیرنده نمی‌رسد. این سنسورها بیشترین فاصله سوییچینگ را در بین انواع سنسور نوری آتونیکس دارند و به طور معمول، فاصله سوییچینگ این سنسور حدود ۱۰۰m است.

در دنیای پیشرفته صنعت اتوماسیون، پنل مترها و ترمومترها به عنوان ابزارهای حیاتی برای اندازه‌گیری و نمایش دقیق کمیت‌های فیزیکی و الکتریکی به کار می‌روند. این ابزارها با نصب بر روی تابلوها و تجهیزات صنعتی، نقش اساسی در کنترل و نظارت بر پروسه‌های صنعتی ایفا می‌کنند. ترمومترها که اندازه‌گیری دما را بر عهده دارند، در زمینه‌های ولتاژ، جریان، توان الکتریکی و وزن نیز بسیار کاربرد دارند و از محبوبیت زیادی در صنعت اتوماسیون برخوردارند.

نمایشگرهای دیجیتال:
نمایشگرهای دیجیتال به دلیل ویژگی‌هایی همچون نمایش راحت در شرایط نور کم، ارائه وضوح بیشتر و سهولت در قرائت، انتخاب اصلی در این حوزه محسوب می‌شوند. اگرچه قرائت‌ها ممکن است در دو نوع ترمومتر آنالوگ و ترمومتر دیجیتال یکسان باشد، اما در مواردی که سیگنال ورودی به صورت مداوم تغییر می‌کند، ممکن است افراد به استفاده از پنل میتر آنالوگ ترجیح دهند.

نکات کلیدی در خرید نمایشگرها:
1. ولتاژ تغذیه نمایشگر:
   - ارزیابی ولتاژ تغذیه نمایشگر با توجه به نیازهای سیستم.

2. دقت اندازه‌گیری جریان:
   - ارزیابی دقت اندازه‌گیری جریان بر اساس نیازهای دقت پروژه.

3. قابلیت اندازه‌گیری جریان:
   - بررسی قابلیت اندازه‌گیری جریان در سه فاز و تکفاز بر اساس نیازهای پروژه.

4. شکل ظاهری و نوع نصب:
   - انتخاب شکل ظاهری و نوع نصب با توجه به فضای فیزیکی و نیازهای تجهیزات.

5. تعداد نشانگر:
   - بررسی تعداد نشانگرها و امکانات مختلف نمایشگر.

با در نظر گرفتن این نکات، انتخاب پنل متر آتونیکس بهترین انتخاب برای نیازهای خاص پروژه اتوماسیونی، به عهده کارشناسان صنعتی و مهندسان متخصص می‌باشد.

تایمر صنعتی، یکی از عناصر حیاتی در مدارهای الکتریکی است که برای زمان‌بندی و کنترل جریان برق به کار می‌رود. این ابزار در مدارهای فرمان و اتوماسیون برای راه‌اندازی خودکار دستگاه‌ها و تجهیزات، از جمله شروع و راه‌اندازی فرآیندهای صنعتی، استفاده می‌شود. در این متن، به بررسی کاربردها، انواع و حالت‌های کاری تایمر صنعتی می‌پردازیم.

انواع تایمرهای صنعتی:

از نظر شکل ظاهری و نحوه‌ی کارکرد، تایمر صنعتی به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شود.

1. تایمر صنعتی آنالوگ:
   - طرز کار: این نوع تایمر معمولاً زمان سپری شده را نمایش نمی‌دهد. اما از طریق نمایشگرهای خود، وضعیت تایمر را (در حال زمان‌سنجی یا اتمام آن) نشان می‌دهد.

2. تایمر صنعتی دیجیتال:
   - طرز کار: این نوع تایمر به امکان مشاهده‌ی زمان سپری‌شده و قابل تنظیم همراه با ویژگی‌های دیجیتال پرداخته و از دقت بالاتری برخوردار است.

انواع تایمر بر اساس مکانیزم اندازه‌گیری زمان:
تایمرهای صنعتی بر اساس مکانیزم اندازه‌گیری زمان به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.

تایمر برق صنعتی:
در یک سیستم الکتریکی، هر جا که نیاز به تعیین زمان شروع، پایان یا مدت زمان یک عملکرد داریم، از تایمر صنعتی بهره می‌بریم.

تجهیزات برقی همچون لوله فلکسیبل، ریل بست چنگالی، تابلو پلی کربنات و ... نیز بهتر است که در کنار تایمر صنعتی مورد استفاده قرار گیرند، تا تجهیزات برق صنعتی به بهترین شکل عمل کنند.

مدهای کاری تایمر صنعتی:
تایمرهای صنعتی به چهار مد کاری تقسیم می‌شوند، که عبارتند از:
1. تایمر ON-Delay (تاخیر در وضعیت ON): زمان مشخصی میان فرآیند را تعیین کرده و بعد از آن، خروجی را به وضعیت ON (روشن) می‌برد.
2. تایمر OFF-Delay (تاخیر در وضعیت OFF): بعد از قطع ورودی، زمان مشخصی می‌گذرد و س

پس خروجی به وضعیت OFF (خاموش) تغییر می‌کند.
3. تایمر ON/OFF-Delay (تاخیر در هر دو وضعیت ON و OFF): زمان تعیین‌شده برای هر دو وضعیت روشن و خاموش را مدیریت می‌کند.
4. تایمر Repeat Cycle (تاخیر در چرخه تکرار): پس از زمان مشخصی در وضعیت ON، به وضعیت OFF تغییر می‌کند و بعد از زمان مشخص دیگر به وضعیت ON باز می‌گردد.

به طور کلی، تایمر آتونیکس به دلیل انعطاف پذیری و تنوع کاربردهای خود، ابزارهای بسیار حیاتی در سیستم‌های الکتریکی و صنعتی محسوب می‌شوند.

رله الکترونیکی (SSR): تکنولوژی جامد برای کنترل الکتریکی

رله‌ها با انواع مختلفی مانند رله‌های شیشه‌ای در دنیای الکترونیک حضور دارند و یکی از پیشرفت‌های مهم در این زمینه، رله الکترونیکی یا SSR است. مخفف SSR به معنای Solid State Relay یا رله حالت جامد است. این رله، یک عنصر الکترونیکی نیمه هادی است، به عبارت دیگر، یک سوئیچ الکترونیکی که با یک سیگنال کنترلی کوچک، ولتاژ بالا را کنترل می‌کند.

ویژگی‌های رله الکترونیکی (SSR):

رله‌های الکترونیکی یا SSRها دارای ویژگی‌هایی است که کیفیت و کارایی آنها را تعیین می‌کند.

- مقاومت در برابر ضربات و ارتعاشات مکانیکی: SSRها مقاومت بالایی در برابر ضربات و ارتعاشات مکانیکی دارند.
  
- طول عمر بالا: طول عمر SSRها به شدت افزایش یافته و در مقایسه با رله‌های مکانیکی بسیار بیشتر است.

- سرعت بالا در قطع و وصل خروجی: SSRها ولتاژ را با سرعت بسیار بالا قطع و وصل می‌کنند.

- مقاومت در برابر رطوبت و گرد و غبار: SSRها عایق در برابر رطوبت و گرد و غبار هستند.

- بدون صدا و نویز: به دلیل عدم وجود قطعات محرک، رله الکترونیکی SSR بدون صدا عمل می‌کند.

مزایا و معایب SSR:

مزایا:

1. طول عمر بیشتر: SSRها دارای طول عمر بیشتری نسبت به رله‌های مکانیکی هستند.

2. ابعاد کوچکتر و سبکتر: SSRها به عنوان یک رله الکترونیکی ابعاد کوچکتر و وزن سبکتری دارند.

3. نیاز به جریان کمتر برای راه‌اندازی: برای راه‌اندازی SSRها نیاز به جریان کمتری دارند.

4. عدم ایجاد جرقه: در SSRها هنگام کلید زدن جرقه‌ای ایجاد نمی‌شود، که امنیت در محیط‌های قابل اشتعال را افزایش می‌دهد.

5. عملکرد بدون صدا: عملکرد SSRها بدون صدا و بی‌نویز است.

معایب:

1. قیمت بالاتر: SSRها نسبت به رله‌های مکانیکی هزینه بالاتری دارند.

2. محدودیت در جریان عبوری: برخی از SSRها ممکن است در مواردی محدودیت در جریان عبوری داشته باشند، اما با پیشرفت‌های فناوری این محدودیت‌ها به حداقل رسیده‌اند.

در کل، رله SSR آتونیکس به دلیل ویژگی‌های برتر و عملکرد بهتر خود نسبت به رله‌های مکانیکی، در کاربردهای مختلفی از جمله کنترل حرارت، رباتیک، و سیستم‌های اتوماسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در بسیاری از سیستم‌های خودکار، حرکات دقیق و پیوسته بسیار حیاتی هستند که به صورت تکراری اجرا می‌شوند. این حرکات، اساساً یک مجموعه عملکرد را تشکیل می‌دهند. به عنوان مثال، فرض کنید یک ربات داریم که یک بازو با الگوی حرکت خاصی دارد و این حرکت را به صورت مداوم تکرار می‌کند. یکی از قطعات اساسی که برای موقعیت‌یابی و تعیین میزان جابه‌جایی اجزای مکانیکی استفاده می‌شود، انکودر نام دارد.

انکودر، نوع خاصی از سنسورها است که اطلاعات موقعیت را دریافت کرده و این اطلاعات را به تجهیزات دیگر منتقل می‌کند. این سنسورها برای تشخیص موقعیت، سرعت، و جهت حرکت شفت موتور یا تجهیزات متحرک مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها اطلاعات لازم برای کنترل دقیق سرعت در برخی از کاربردها را فراهم می‌کنند. این کاربردها شامل:

- موقعیت‌یابی یک میز چرخان (Rotary Table)
- برداشتن و قرار دادن (Pick and Place)
- مانیتورینگ ماشین‌آلات
- بسته‌بندی
- کاربردهای رباتیک و غیره.

درکلیت، انکودر آتونیکس به دو صورت خطی و دورانی روی شفت الکتروموتور یا قطعه متحرک نصب می‌شوند. این سنسور حرکت مورد نظر را به پالس‌های دیجیتال یا آنالوگ منظم تبدیل می‌کند و این پالس‌ها توسط سیستم‌های کنترلی ابزارهای دقیق مانند پی‌ال‌سی (PLC)، اینورترها یا درایوهای شمارش و کنترل مدیریت می‌شوند. سپس پس از رسیدن به تعداد یا مقدار مورد نظر، یک دستور صادر می‌شود.

سنسورهای خازنی، ابزارهایی بدون تماس و بدون کنتاکت الکتریکی هستند که در مقابل فلزات و مواد غیرفلزی به‌کار می‌روند و به خوبی برای کنترل سطوح در مخازن پودری، مایع یا دانه‌دانه‌ای مناسب هستند. همچنین، از آنها به عنوان مولد پالس برای کنترل وضعیت ماشین‌آلات، شمارنده‌ها، و آشکارسازی تقریباً تمام مواد فلزی و غیرفلزی می‌توان استفاده کرد.

انواع ساختار سنسورهای خازنی:

1. قسمت اساسی اسیلاتور:
   - این قسمت از دو قطعه فلزی تشکیل شده است و وضعیت قرارگیری این قطعات نسبت به یکدیگر یک ظرفیت خازنی ایجاد می‌کند. هنگامی که قطعه‌ای با ضریب الکتریکی E به صفحه حساس نزدیک می‌شود، ظرفیت خازنی بین صفحات تغییر می‌کند و این تغییر باعث تغییر دامنه خروجی اسیلاتور می‌شود.

2. دمدولاتور:
   - این قسمت دامنه اسیلاتور را آشکار می‌کند و این مقدار را با سطح مرجع مقایسه می‌نماید. در صورتی که دامنه این مقدار از دامنه مرجع بیشتر باشد، خروجی سنسور تحریک می‌شود.

3. آمپلی‌فایر خروجی:
   - این قسمت وظیفه تأمین جریان بار را به عهده دارد.

انواع سنسورهای خازنی:

1. دو سیمه AC:
   - دارای دو حالت باز و بسته هستند و فقط دو سیم در آنها به‌کار می‌رود.

2. سه سیمه DC:
   - این نوع در دو نوع NPN و PNP موجود است و دارای سه حالت باز، بسته و یک حالت وسط می‌باشد.

3. دو سیمه NAMOR:
   - نوعی از سنسورهای دو سیمه با ویژگی‌های بیشتر.

4. چهار سیمه DC:
   - دارای دو نوع NPN و PNP است و در دو حالت باز و بسته علاوه بر یک حالت وسط موجود است.

انواع سنسور خازنی آتونیکس به‌طور معمول در فشارسنج‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و می‌توانند نشان دهند که آیا فشار در حال حاضر کم یا زیاد است، یا آیا به حالت تعادل رسیده است.

کانتر یا شمارنده، یک ابزار الکترونیکی است که به منظور دقیق شمارش تعداد اشیاء یا عملیات‌ها به‌کار می‌رود. این واحد با نام "کانتر" شناخته می‌شود، زیرا توانایی شمارش تعداد سیگنال‌های ON/OFF خروجی را از دستگاه‌های ورودی مانند سوئیچ یا سنسور شمارش دارد. برای افراد با سطح مهارت متوسط، شمارش اعداد تا 10 یا 20 امری ساده است، اما با تکرار این فعل و شمارش تا اعداد بزرگتر، تدریجاً دشوارتر می‌شود. به‌طور عمده، کانترها در زمینه اتوماسیون صنعتی به‌کار می‌روند.

طبقه‌بندی کانترها:

کانترهای از پیش تنظیم شده:
این نوع کانتر، تا زمانی که به مقدار از پیش تنظیم شده‌ای برسد، شمارش انجام می‌دهد و سپس سیگنال خروجی را برای کنترل دستگاه خروجی فعال می‌کند. این نوع از پیش تنظیم شده‌است، به این معنا که می‌توانید مقدار مورد نظر خود را تنظیم کنید و این تنظیمات پیش‌فرض و قابل تغییر نیستند.

توتال کانتر یا شمارنده کل:
این نوع شمارنده، بدون سیگنال ورودی و خروجی است و تنها مقدار شمارش فعلی را نمایش می‌دهد. کانتر(شمارنده) آتونیکس مفید است زمانی که نیاز به نمایش مقدار شمارش شده بدون دخالت در کنترل دستگاه خروجی وجود دارد.

سنسور القایی: علم الکترونیک در خدمت فناوری

سنسور القایی، یک وسیله پیشرفته الکترونیکی است که بدون نیاز به تماس فیزیکی، قادر به تشخیص اهداف فلزی، به خصوص فلزات آهنی، می‌باشد. این سنسورها همچنین قابلیت تشخیص فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم، برنج و مس را نیز دارند. با این حال، استفاده از اهداف فلزی غیرآهنی ممکن است محدوده عملکرد این حسگرها را محدود کند.

محدوده سنجش حسگر القایی:
محدوده حسگر یک سنسور القایی، فاصله‌ای است که این حسگر می‌تواند بدون مشکل، هدف فلزی را تشخیص دهد. این فاصله سنجش در برگه اطلاعات سنسور مشخص می‌شود. در زمان تشخیص فلز غیرآهنی، برخی از عوامل اصلاحی نیز در برگه اطلاعات ذکر می‌شوند. فلز غیرآهنی، هر فلزی است که حاوی مقدار قابل توجهی آهن نیست. به عنوان مثال، برنج، آلومینیوم و مس از جمله فلزات غیرآهنی هستند.

مثال عملی:
برای تشخیص یک جسم برنجی، کافیست فاصله حسگری را در برگه اطلاعات در 0.5 ضرب کنیم. به عنوان نمونه، اگر می‌خواهیم جسمی از برنج را تشخیص دهیم و فاصله حسگری 12 میلی‌متر باشد، فاصله واقعی حسگر تا جسم برنجی 6 میلی‌متر خواهد بود.

اجزای سنسور القایی آتونیکس:
- بدنه سنسور: جایی که مدار کارکرد سنسور قرار دارد.
- صفحه سنسور: بخشی از حسگر که اهداف را تشخیص می‌دهد.
- چراغ نشانگر: نشانگری که در هنگام حضور هدف در محدوده حسگر روشن می‌شود.
- انتهای کابل یا رابط کابل: جهت اتصال به سیستم.

از جمله محصولات مورد استفاده در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد

PLC
HMI
کنترلرهای صنعتی
سنسورهای صنعتی
رله صنعتی
انکودرها
خط کش‌ها
مبدل های ارتباطی
منبع تغذیه
لیمیت سوئیچ
رکوردرها

کنترلر دما آتونیکس یکی از دقیق ترین مانیتورهای دما است. این محصول در هر جایی که نیاز به اندازه گیری دما و کنترل سیستم باشد استفاده می‌شود. نمایشگر دما آتونیکس با انواع ترموکوپل‌های K , J , T , S , R مطابقت داشته و سنسورهای مقاومتی نظیر PT100 را پشتیبانی می‌کند. دقت این صفحه نمایش بسیار بالاست و کیفیت خوبی دارد. ابعاد کنترل کننده دمای آتونیکس یکی از پارامترهای اصلی برای انتخاب مدل مورد نیاز است.