مباحث تخصصی مهندسی برق - کنترل ابزاردقیق

سینکروها اساسا برای انتقال اطلاعات از پایگاههای کنترل به تجهیزات بکار می روندکه می توان به مواردی چون :پرتاب موشک، زاویه رادارها و اژدرها، هدف گیری وپرتاب گلوله اشاره نمود.

سینکروها معمولا به صورت گروهی عمل می نمایند شکل زیر تبادل اطلاعات از یک سینکرو فرستنده به دو سینکرو گیرنده را نشان می دهد. بدین ترتیب که موقعیت توسط چرخ متصل به سینکرو فرستنده به سیستم اعمال شده تا سینکرو های گیرنده در موقعیت مطلوب قرار گیرند.

1. اندازه گیرها

2. کنترل کننده

3. محرک ها

1- اندازه گیرها:

اندازه گیرها در واقع چشم سیستم های کنترل محسوب می شوند و با کمی سازی مقادیر فرایندی کنترل کننده را از وضعیت موجود در فرایند آگاه ساخته و در نتیجه کنترل کننده فرمان مورد نیاز را به محرک جهت کنترل فرایند و رسیدن به نقطه ی تنظیم مورد نظر ارسال می نماید. هر دستگاه اندازه گیری شامل سه جزء اساسی سنسور، ترانسدیوسر و ترانسمیتر می باشد.:

(Sensor) الف ) سنسور

سنسور قطعه ای است که به پارامترهای فیزیکی نظیر حرکت، حرارت، نور، فشار، الکتریسیته، مغناطیس و دیگر حالات انرژی حساس است و در هنگام تحریک آنها از خود عکس العمل نشان می دهد و برای این عکس العمل نیاز به انرژی خارجی ندارد.

(Transducer) ب) ترانسدیوسر

ترانسدیوسر قطعه ای است که وظیفه تبدیل حالات انرژی به یکدیگر را برعهده دارد، سنسور پارامتر مورد اندازه گیری را به ترانسدیوسر تحویل می دهد، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال قابل درک برای کنترلر تبدیل می کند لذا برای انجام این تبدیل نیاز به یک منبع انرژی خارجی دارد. :

(Transmitter) ج) ترانسمیتر

ترانسمیتر وسیله ای است که یک سیگنال خروجی ترانسدیوسر را به سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می نماید. از معروفترین استانداردهای ترانسمیترها می توان به استاندارد 4 تا 20 میلی آمپر و 0 تا 10 ولت اشاره نمود.

2- کنترل کننده:

قسمت دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد. کنترل عبارتست از سوق و نگهداری یک یا چند فرآیند به وضعیت یا وضعیت های مطلوب یا مورد نظر. این مفهوم در برگیرنده ی کنترل کمی، کیفی، حفظ ایمنی و محیط زیست می باشد که اهداف اساسی کنترل می باشند.

3- محرک ها:

محرک ها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده گرفته و متناسب با این سیگنال ها عمل می کنند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر می شوند.

• Manual
• Pneumatic
• Electronic
• Direct Digital Control
• Digital Communication + Networking
• Distribute Control System
• Fieldbus Control System
• Hybrid Control System

 برای سیستم های اتوماسیون می توان 2 لایه کلی در نظر گرفت

1-لایه تجهیزات Field Level

2-لایه میزبان Host Level

تفاوت اساسی سیستمهای اتوماسیون در نوع لایه تجهیزات می باشد

سیستمهای که بر مبنای  FCS  کار می کنند به 3 دسته کلی تقسیم می شوند

1-HART

2-PROFIBUS

3-FOUNDATION Fieldbus

اندازه گیری جریان و ولتاژ متناوب 
آمپر متر و ولت متر دو دستگاه اندازه گیری هستند که بوسیله آنها مقدار جریان مصرفی و ولتاژ مصرف کننده‌ها را می‌توان اندازه گرفت. این دستگاهها براساس اهداف مورد نیاز به صورت‌های مختلف ساخته می‌شوند.  البته وقتی بخواهیم مقدار خوانده شده ولتاژ و جریان در پروسه های اتوماسیون و کنترل وارد کنیم باید از ترانسدیوسر ها استفاده نمود که بوسیله آنها جریان و ولتاژ سیستم به سیگنال های آنالوگ پیوسته بین صفر تا ده ولت و یا چهار تا بیست میلی آمپر تقسیم بندی می گردد و بعد این سیگنال ها به سیستم های کنترلی ارائه می گردد.

دستگاههای اندازه گیری تابلویی 
این دستگاه معمولا یک رنج دارند و از دقت کمی برخوردار هستند کاربرد آنها در روی تابلوها به منظور نشان دادن کمیت مورد نظر می‌باشد. 

دستگاههای اندازه گیری (قابل حمل) 
دستگاههای پر قابل کاربردی وسیع در صنعت برق دارند این دستگاه به دو صورت آنالوگ و دیجیتال در کارخانجات ساخته می‌شوند. از آنجا که این دستگاهها کمیت‌های مختلف (جریان ، ولتاژ ، مقاومت و...) را اندازه گیری می‌کنند در اصطلاح با عناوین آوومتر (A.V.Ω) و یا مالتی‌متر در بازار به فروش می‌رسند. کمیت‌های الکتریکی مورد سنجش در این دستگاه در محدوده بسیار وسیع و با دقت قابل قبولی اندازه گیری می‌شوند مالتی مترهای دیجیتالی دارای تنوع ، انعطاف و قیمت ارزانتری نسبت به مالتی مترهای آنالوگ هستند. 

دستگاههای اندازه گیری آزمایشگاهی 
به منظور انجام برخی از تحقیقات علمی در آزمایشگاه و کنترل دقیق فرآیند تولید صنایع پیشرفته نظامی ، اتمی و فضایی به دستگاههای اندازه گیری الکتریکی‌ای نیاز است که از دقت و کیفیت مرغوب گری نسبت به دستگاههای اندازه گیری معمولی برخوردار باشند. این دستگاهها برای کالیبره کردن دستگاههای اندازه گیری در موسسات استاندارد نیز بکار می‌روند. این وسایل اندازه گیری دارای ساختمانی پیچیده هستند و نسبت به دستگاههای معمولی قیمت بالاتری دارند. 

اندازه گیری اختلالات اختلاف سطح الکتریکی (ولتاژ) 
مقدار ولتاژ دو سر یک مولد یا مصرف کننده همواره بوسیله ولت متر اندازه گیری می‌شود. چون اختلاف پتانسیل بین دو نقطه را اندازه گیری می‌کند، بنابراین باید با دو سر مصرف کننده یا مولد به صورت موازی قرار گیرند، ولت متر به دو روش مستقیم و غیر مستقیم اختلاف سطح الکتریکی را اندازه می‌گیرد در روش مستقیم ولت متر به دو سر مصرف کننده متصل می‌شود و مقدار ولتاژ را اندازه گیری می‌کند.

در روش غیر مستقیم ولت متر بوسیله یک مبدل ولتاژ به دو سر مصرف کننده یا مولد متصل می‌شود این روش در مواردی بکار می‌رود که ولتاژ کار مصرف کننده‌ها یا شبکه بیش از حد مجاز دستگاه اندازه گیری باشد و یا این که از نظر حفاظتی نتوان ولتاژ مورد اندازه گیری را مورد سنجش قرار داد. کلید ولت متر برای اندازه گیری مقدار ولتاژهای خطی و فازی در شبکه‌های سه فاز ، از طریق تنها یک ولت متر از یک کلید ولت متر استفاده می‌کنند.