نمایشگر و کنترلر فشار
به ایستگاه آخر رسیدید: تکمیل فرآیند با نظارت و کنترل کامل!
تا اینجا، شما ویژگی‌های دستگاه و شرایط فرآیندتون رو مشخص و با یک سنسور فشار کاملا سازگار، فشار فرآیند رو اندازه‌گیری کردید و یک سیگنال الکتریکی متناسب با اون هم بدست آوردید. حالا با این سیگنال الکتریکی، “نمایشگر و کنترلر فشار” میتونن کار کنترل فرآیند رو تموم کنن 💪
نمایشگر و کنترلر فشار چیست؟
خیلی خلاصه: نمایشگر یا کنترلر فشار، تجهیزیه که برای اندازه‌گیری، نمایش و تنظیم فشار سیال در یک فرآيند استفاده میشه. این تجهیزات معمولاً در کاربردهای مختلف صنعتی، تجاری و مسکونی استفاده میشن، جایی که حفظ سطوح خاصی از فشار برای عملکرد صحیح ضروریه.
کنترلر فشار همیشه به یک سنسور فشار هم نیاز داره که فشار سیال رو اندازه‌گیری کنه، همچنین متشکله از یک واحد نمایشگر برای نشان دادن فشار اندازه‌گیری شده و یک مکانیسم کنترلی که فشار رو بر اساس نقاطی از پیش تعریف شده (Setpoint) یا تعیین‌شده توسط کاربر، تنظیم میکنه. کنترلر فشار اغلب در سیستم‌هایی مثل سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک، سیستم‌های HVAC (گرمایش،سرمایش و تهویه مطبوع) و فرآیندهای صنعتی که در آن‌ها کنترل دقیق فشار برای اطمینان از ایمنی، کارایی و کیفیت عملیات مورد نیازه، استفاده میشن.
از سوی دیگه، نمایشگرهای فشار در درجه اول، یک نمایش بصری از فشار درون یک سیستم را بدون کنترل آن، ارائه میدن. نمایشگر فشار، تجهیز ساده تری در مقایسه با کنترلر فشاره و اغلب در کاربردهایی استفاده میشه که نظارت مداوم بر میزان فشار بدون نیاز به تنظیم خودکار کافیه.
هر دو کنترلر فشار و نمایشگر فشار در صنایع مختلف برای حفظ شرایط عملیاتی بهینه، جلوگیری از آسیب به تجهیزات و تضمین ایمنی پرسنل نقش مهمی ایفا می‌کنند.
مزایای نمایشگر و کنترلر فشار
کنترل دقیق
کنترلر فشار، تنظیم دقیق فشار سیال رو در فرآيند امکان‌پذیر میکنه و از باقی ماندن فشار در محدوده دلخواه بهتون اطمینان میده. این دقت، به حفظ کارایی و اثربخشی فرآیندها، ماشین‌آلات و سیستم‌ها کمک میکنه و در نهایت عملکرد کلی رو هم بهبود می‌بخشه.
بهره‌وری و صرفه جویی در هزینه
کنترل فشار مناسب با اجتناب از نوسانات فشار غیرضروری یا فشار بیش از حد و با حصول اطمینان از اینکه فرآیند در سطوح فشار بهینه کار میکنه، می تونن به کاهش هزینه های انرژی، افزایش طول عمر تجهیزات و به حداقل رساندن ضایعات مواد کمک کنن که منجر به صرفه جویی در هزینه کلی برای مشاغل میشه.
تضمین کیفیت
کنترلر و نمایشگر فشار با حصول اطمینان از اینکه فرآیندهای حساس به فشار، در تلورانس‌های مشخص‌شده عمل می‌کنند، به حفظ کیفیت ثابت محصول کمک میکنن. این امر در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، داروسازی، غذایی و تولید نیمه هادی ها حیاتیه!
امنیت
کنترلر فشار با نظارت و کنترل سطوح فشار، از فشار بیش از حدی که میتونه منجر به خرابی تجهیزات، نشت یا حتی حوادث فاجعه‌بار بشه جلوگیری میکنه. حفظ سطوح فشار ایمن در صنایعی مانند نفت و گاز، تولید و فرآوری شیمیایی برای محافظت از پرسنل، تجهیزات و بسیار مهمه!
“سنجش فرا هوشمند”، بر اساس تجربه تلفیقی خود در ارائه انواع مختلف سنسور های فشار و تخصص در خوانش فشار فرآیند های مختلف، مجموعه‌ای از راه‌حل ها رو برای همه فرآیندهایی که نیاز به نمایش قابل اعتماد و دقیق فشار دارن، ارائه میده. ما، طیف گسترده‌ای از محصولات متنوع رو از نظر عملکرد و ویژگی ارائه میدیم که برای مدیریت فشار فرآیند مورد استفاده در ماشین آلات اتوماتیک ضروریه!
نه تنها نمایش دقیق، بلکه کنترل کامل فشار فرآیند براساس آلارم های از پیش تعیین شده با سیگنال بصری و خروجی آنالوگ یا دیجیتال. کنترلر فشار، یک تجهیز لازم برای مدیریت خطای ماشین آلات و فعال سازی اقدامات مناسب جهت مداخله و نگهداری کل سیستمه!!!
کنترلر فشار چطور کار میکنه؟
کنترلرهای فشار با استفاده از مجموعه‌ای از “سنسور های فشار + اکچواتورها + الگوریتم‌های کنترلی”، برای تنظیم فشار سیال در یک سیستم کار میکنن. در اینجا خلاصه ای از نحوه کارشونو توضیح میدیم:
اندازه‌گیری فشار
کنترلر فشار معمولاً از سنسورهایی مثل سنسور های فشار مذاب یا انواع ترانسمیتر های فشار که فشار لحظه‌ای سیال رو اندازه‌گیری میکنن، فیدبک می‌گیره. این سنسور ها، فشار فیزیکی رو به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکنن که میتونه توسط کنترلر فشار دریافت و پردازش بشه.
مقایسه با ست پوینت (Setpoint)
کنترلر فشار، فشار اندازه‌گیری شده رو با یک “نقطه تنظیم / ست پوینت (Setpoint)” از پیش تعریف شده مقایسه میکنه. این ست پوینت بر اساس میزان فشار مورد نظر برای عملکرد بهینه فرآیند تعیین میشه.
الگوریتم کنترل
بر اساس مقایسه‌ی فشار اندازه‌گیری شده و ست پوینت، کنترلر فشار مکانیسم کنترل مناسب رو برای تنظیم فشار فعال میکنه. این مکانیسم کنترل میتونه یک ولو، پمپ یا سایر تجهیزاتی باشه که قادر به تعدیل جریان یا حجم سیال برای حفظ فشار مورد نظرن!
لوپ فیدبک
کنترلر فشار معمولاً در یک سیستم فیدبک حلقه بسته (Closed-loop Feedback) عمل میکنه و به این معنیه که به طور مداوم فشار رو کنترل میکنه و در صورت نیاز، تنظیماتی را اعمال میکنه تا اطمینان حاصل بشه که فشار در بازه مشخص شده در اطراف نقطه تنظیم یا همون ست پوینت باقی می‌مونه.
اکشن های کنترلی
بسته به نیازهای خاص فرآيند، کنترلر فشار میتونه اکشن های کنترلی مختلفی مانند کنترل PID (proportional, integral, and derivative) رو برای دستیابی به تنظیم دقیق فشار به کار ببرن.
یکی از کاربرد های کنترلر فشار، کنترل فرآیند اکستروژن در دستگاه اکسترودر هستش که باید به سنسور فشار مذاب متصل بشه. اگر میخوای درباره سنسور فشار مذاب بیشتر بدونی، حتماً راهنمای زیر رو مطالعه کن:
نمایشگر فشار چطور کار میکنه؟
از سوی دیگه، نمایشگر فشار، تجهیز ساده‌تریه که فقط برای نمایش بصری فشار درون فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیره. در اینجا نحوه عملکردش رو توضیح میدیم:
اندازه‌گیری فشار
نمایشگر فشار هم از “تجهیزات اندازه‌گیری فشار” برای اندازه‌گیری فشار سیال درون سیستم استفاده میکنن. این تجهیزات میتونن انواع مختلف ترانسمیتر های فشار یا سنسور فشار مذاب اکسترودر باشن.
مکانیسم نمایش
سپس فشار اندازه‌گیری شده بر روی یک نشانگر مثل صفحه گیج عقربه‌ای، صفحه نمایش دیجیتال یا نمایشگر LED نمایش داده میشه. نمایشگر فشار، نظارت مستقیم روی میزان فشار رو به اپراتورها ارائه میده.
بدون فانکشن کنترلی
بر خلاف کنترلر فشار، نمایشگر فشار، فشار داخل سیستم رو تنظیم یا کنترل نمی‌کنه. اونها به سادگی، بازخوانی فشار فعلی رو ارائه میدن.
فقط نمایش!
نمایشگر فشار معمولاً برای اهداف نظارتی استفاده میشه و به اپراتورها اجازه میده میزان فشار رو به‌صورت لحظه‌ای مشاهده و هرگونه ناهنجاری یا انحراف از محدوده مورد نظر رو تشخیص بدن.
از نمایی نزدیک‌تر
حالا بیا اجزای مختلفی که یک کنترلر فشار رو تشکیل میدن رو باهم بررسی کنیم و بفهمیم که چگونه در کنار یکدیگر، فرآیند رو کنترل میکنن. البته، توجه داشته باشیم که اجزاء، شکل ظاهری و قابلیت کنترلر ها یا نمایشگر ها از سازندگان مختلف میتونن تفاوت زیادی داشته باشن که ما در اینجا، به اجزای عمومی که در اغلب کنترلر ها یا نمایشگر ها وجود دارن، اشاره می‌کنیم:
نمایشگر اولیه
یک نمایشگر دیجیتاله که مقدار واقعی فشار رو نمایش میده.
نمایشگر ثانویه
این قسمت مقدار ست پوینت رو نمایش میده (و اگر کنترلر فشار و دما باشه، مقدار دما رو هم نمایش میده)
خروجی
این قسمت، LED های مربوط به خروجی ها قرار دارن که براساس نوع تنظیمات، خاموش و روشن میشن.
دکمه اعمال تنظیمات
دکمه SET یکی از مهم‌ترین دکمه های کنترلره: از این جهت که برای اعمال هرگونه تنظیماتی، باید فشرده بشه.
دکمه کالیبراسیون
اگر کنترلر مجهز به قابلیت کالیبراسیون باشه، حتما دکمه CAE/AC رو داره که از اون برای کالیبره‌کردن سنسور فشار استفاده می‌کنیم
کلید های جهت نما
از کلید های جهت نما برای جابجایی بین تنظیمات و اعداد روی نمایشگر استفاده میشه.
گیره
گیره، کنترلر فشار رو محکم به پنل شما متصل میکنه.
ترمینال الکتریکی
در بخش پشتی کنترلر، تعداد زیادی ترمینال جهت اتصال الکتریکی ورودی‌ها، خروجی‌‌ها و منبع تغذیه وجود دارد.
کاربرد های نمایشگر و کنترلر فشار
صنایع
کاربرد تجهیزات اندازه‌گیری فشار را در نظارت و کنترل فشار، سطح و جریان سیالات را در هر قسمت از صنایع مختلف مشاهده کنید!
اکسترودر پلاستیک
صنعت پلاستیک
اندازه‌گیری و کنترل فشار و دمای مذاب در اکستروژن پلاستیک
نظارت و کنترل بر فرآیند
کنترلرها و نمایشگرهای فشار کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارن که اندازه‌گیری، کنترل و نظارت دقیق فشار در اونها ضروریه. برخی از مهم‌ترین صنایع و کاربردها عبارتند از:
اتوماسیون صنعتی
- فرآیندهای ساخت: کنترلر های فشار در کارخانجات تولیدی برای کنترل فشار سیالات در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک استفاده میشن و باعث کیفیت ثابت محصول و عملکرد کارآمدتر میشن.
- کنترل فرآیند: صنایعی مثل فرآوری شیمیایی، نفت و گاز و تولید برق از کنترلر فشار برای تنظیم فشار در خطوط لوله، راکتورها و سایر تجهیزات حیاتی استفاده میکنن.
HVAC (گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع)
- سیستم های تهویه مطبوع ساختمان: نمایشگر فشار به نظارت بر اختلاف فشار هوا در سیستم های HVAC کمک میکنه و از تهویه مناسب، کیفیت هوا و بهره وری انرژی در ساختمان ها اطمینان میده.
- محیط های اتاق تمیز: کنترلر های فشار برای حفظ فشار مثبت یا منفی دقیق هوا در اتاق های تمیز، برای جلوگیری از آلودگی و حفظ شرایط استریل استفاده میشن.
پزشکی و دارویی
- تجهیزات آزمایشگاهی: نمایشگرهای فشار در ابزارهای آزمایشگاهی مانند اتوکلاوها، انکوباتورها و سیستم‌های کروماتوگرافی برای نظارت بر فشار در طول آزمایش‌ها و فرآیندها استفاده میشن.
- تولید دارو: کنترلر های فشار در فرآیندهای تولید دارو برای کنترل فشار در طول عملیات اختلاط، فیلتراسیون و پر کردن، حصول اطمینان از دوز دقیق و سازگاری محصول مورد استفاده قرار میگیرن.
هوافضا و هوانوردی
- سیستم‌های هواپیما: کنترلرهای فشار، فشار کابین، سیستم‌های هیدرولیک و خطوط سوخت را در هواپیما تنظیم میکنن و راحتی، ایمنی و عملکرد مطلوب مسافران را تضمین میکنن.
- فضاپیما: نشانگرهای فشار در فضاپیماها برای نظارت بر فشار کابین، سیستم های رانش و سیستم های پشتیبانی حیات در طول ماموریت های فضایی استفاده میشن.
نفت و گاز
- عملیات حفاری: کنترلر های فشار برای کنترل فشار چاه در حین عملیات حفاری، جلوگیری از فوران و حفظ کارایی و ایمنی حفاری ضروریه.
- پایش خطوط لوله: نمایشگرهای فشار به نظارت بر سطوح فشار در خطوط لوله برای نفت، گاز و سایر سیالات کمک و از حمل و نقل ایمن و کارآمد اطمینان حاصل میکنن.
غذایی و نوشیدنی
- فرآوری مواد غذایی: کنترلر های فشار، فشار رو در تجهیزات فرآیند مانند پاستوریزه کننده ها، استریل کننده ها و ماشین های پرکننده تنظیم میکنه و سبب افزایش ایمنی و کیفیت مواد غذایی میشه.
- کربناته نوشیدنی: نمایشگرهای فشار در تولید نوشیدنی برای نظارت و کنترل سطوح کربناته در نوشیدنی هایی مانند نوشابه و ماءالشعیر استفاده میشن.
اینها تنها چند نمونه از کاربردها و صنایع متنوعی هستند که در آن کنترلز و نمایشگر فشار نقش مهمی در حفظ کارایی عملیاتی، کیفیت محصول و استانداردهای ایمنی دارن.
پلاستیک
تست مواد
فلزکاری
غذایی و نوشیدنی
اکستروژن پلاستیک
آب و فاضلاب
بسته‌بندی
قالب‌گیری تزریقی بادی
سلول‌های اقلیمی
آزمایشگاه پزشکی
يک کاربرد محبوب: نمایش و کنترل فشار اکسترودر
در زمینه اکستروژن، یک نمایشگر فشار برای نظارت بر فشار در سیستم اکستروژن بسیار مهم و حتی ضروریه! نمایش میزان فشار به اپراتورها اجازه میده سطوح فشار رو در زمان واقعی مشاهده کنن. با تنظیم نقاط ست پوینت و ادغام با مکانیسم های کنترل فشار (در صورت وجود)، نمایشگر فشار کمک میکنه که فرآیند اکستروژن در پارامترهای فرآیند بهینه‌تر عمل کنه. اپراتورها میتونن پارامترهای فرآیند رو بر اساس خوانش فشاری که توسط سنسور فشار مذاب انجام میشه، تنظیم کنن تا پایداری و کیفیت محصول حفظ بشه و سریعا به هرگونه انحراف یا خطایی که ممکنه در طول عملیات اکستروژن ایجاد بشه، رسیدگی کنن. به طور کلی، نمایشگر فشار نقشی حیاتی در بهینه سازی فرآیندهای اکستروژن و اطمینان از تولید کارآمد داره.
فراموش نکنید که شما میتونید با استفاده از نمایشگر یا کنترلر فشار، فشار اکسترودر رو کنترل کنید. ثابت و یکنواخت نگه‌داشتن فشار باعث افزایش کیفیت محصول خروجی و کاهش هزینه های جانبی تولید میشه. از طرفی، با تعریف آلارم هایی در راستای اقدامات پیشگیرانه، ایمنی سیستم افزایش پیدا میکنه (مثلا خاموش کردن اکسترودر در هنگام اورپرشر شدن که میتونه به قطعات اکسترودر مثل اسکرین چنجرها آسیب زیادی برسونه و هزینه های هنگفتی برای تعمیر به ایجاد کنه)! برای همینه که میگیم حتما فشار اکسترودر خود رو کنترل کنید!
محبوب‌ترین های نمایشگر و کنترلر فشار
راهنمای خرید نمایشگر و کنترلر فشار
در زیر سعی کردیم تا بصورت جامع، نکاتی رو که قبل خرید یک نمایشگر فشار یا کنترلر فشار بدونی رو به‌صورت خلاصه بیان کنیم. اما از همه مهم‌تر اینه که از یک متخصص کاربلد قبل خرید کمک بگیری!!
ابعاد نمایشگر و برش پنل
دقت نمایشگر
سیگنال ورودی
خروجی
نرخ نمونه برداری
پروتکل ارتباطی
ولتاژ تغذیه
قابلیت های بیشتر
ابعاد نمایشگر و برش پنل
سایز نمایشگر:
• ۹۶ در ۹۶ میلی متر
• ۹۶ در ۴۸ میلی متر
• ۴۸ در ۹۶ میلی متر
• ۴۸ در ۴۸ میلی متر
• ۷۲ در ۳۶ میلی متر
سایز برش پنل عموماً ۴ میلی متر در هر وجه کمتر خواهد بود.
دقت نمایشگر
دقت نمایشگر بسته به توانایی سازنده و کیفیت متریال های استفاده شده در ساختش میتونه متفاوت باشه اما عموم نمایشگر ها و کنترلر های فشار دقتی برابر با ۰.۲٪ از مقیاس کل اندازه‌گیری دارن (این مقدار میتونه کمتر باشه که بیانگر دقیق‌تر بودن آن یا حتی بیشتر هم باشه که بیانگر خطای بیشتره!)
سیگنال ورودی
• استرین گیج:
از ۱ میلی ولت تا ۴ میلی ولت شامل ۲mV/V و ۳.۳۳mV/V
• پتانسیومتر
• سیگنال آنالوگ:
۲۰-۴ میلی آمپر
۰ تا ۱۰ ولت دی سی
۰ تا ۵ ولت دی سی
• سیگنال دیجیتال:
PNP یا NPN
• سیگنال دما:
ترموکوپل یا RTD
خروجی
• رله های قطع و وصل کننده و آلارم
• انواع خروجی های جریانی نظیر:
۴ تا ۲۰ میلی آمپر
۰ تا ۲۰ میلی آمپر
• انواع خروجی های ولتاژی نظیر:
۰ تا ۱۰ ولت دی سی
۰ تا ۵ ولت دی سی
*در صورت نیاز، خروجی به‌صورت PID کنترل میتونه باشه*
• انواع خروجی های ریشیومتریک (تقویت‌نشده) نظیر:
۲ میلی ولت به ولت
۲.۵ میلی ولت به ولت
۳.۳۳ میلی ولت به ولت
پروتکل ارتباطی
• انواع پروتکل ارتباطی فیلدباس نظیر:
Modbus RTU
Profibus
ولتاژ تغذیه
• ۱۰۰ تا ۲۴۰ ولت AC/DC
• ۱۱ تا ۲۷ ولت AC/DC
• ۸۵ تا ۲۶۵ ولت AC/DC
• ۲۲۰VAC
• ۲۴VDC
نرخ نمونه برداری
• نرخ نمونه‌برداری می‌تواند بین ۱۵ تا ۱۲۰ میلی ثانیه متغیر باشه.
قابلیت های بیشتر
• نمایش و کنترل دما
• نمایش و کنترل نیرو
• نمایش و کنترل موقعیت خطی
• بلوک عملکرد ریاضی و منطقی
• دیتا ریکوردر
• کنترلر PID تک حلقه‌ای
• کنترلر PID دو حلقه‌ای
• کنترلر PID چند حلقه‌ای
• اتوتیونینگ و سلف-تیونینگ
