آشنايي با مدارهاي فرمان

بهره برداري مطمئن و بي وقفه از تاسيسات الكتريكي و مراكز توليد نيرو و تامين انرژي الكتريكي مورد نياز تجهيزات برقي كارخانه جات صنعتي و مراكز اقتصادي تا حدود زيادي به خصوصيات و ويژگي ها و طرز عمل كليدها و وسايل كنترل مدارها بستگي دارد.
در مدارهاي الكتريكي وسايل مختلفي به كار ميرود كه از مهمترين انها كنتاكتور يا كليد مغناطيسي است .استفاده از اين كنتاكتور در مدارهاي كنترل تنوع طراحي هاي مختلف را به وجود مي آورد.
براي طراحي مدارهاي كنترل و كار با آنها بايد وسايل تشكيل دهنده آن را به طور كامل شناخت و به اصول ساختمان و مورد استفاده اين وسايل آشنا شد.
وسايلي كه در مدارهاي فرمان به كار ميروند به اين قرار است:
1_كنتاكتور(كليد مغناطيسي)2_شستي استاپ استارت3_رله الكتريكي4_رله مغناطيسي5_لامپ هاي سيگنال 6-فيوزها 7_ليميت سويچ8_كليدهاي تابع فشار 9_كليدهاي شناور10_چشم هاي الكتريكي(سنسورها)11_تايمر و انواع آن12_ترموستات13_كليدهاي تابع دور

 

در مورد كنتاكتور ميتوان گفت كه يك كليد مغناطيس است كه وقتي ولتاژ مورد نظر به آن اعمال ميشود يك سري كنتاكت(يا كليد)باز را بسته و يك سري كنتاكت بسته را باز ميكند.كه با استفاده از اين خاصيت مدارهاي مختلفي ميتوان مدارهاي زيادي رو طراحي كرد.
ساختمان كنتاكتور:
اين كليد از دو هسته به شكل E يا U كه يكي ثابت و ديگري متحرك است و در ميان هسته ثابت يك بوبين يا سيم پيچ قرار دارد،تشكيل شده است. وقتي بوبين به برق وصل ميشود با استفاده از خاصيت مغناطيسي ،نيروي كششي فنر را خنثي ميكند و هسته فوقاني را به هسته تحتاني متصل كرده باعث ميشود كه تعدادي كنتاكت عايق شده از يكديگر به ترمينال هاي ورودي و خروجي  كليد متصل ميشود و يا باعث باز شدن كنتاكت هاي بسته كنتاكتور بسته كنتاكتور گردد.
در صورتي كه مدار تغذيه بوبين  كنتاكتور قطع شود ،در اثر نيروي فنري كه داخل كليد قرار دارد هسته متحرك دباره به حالت اول باز ميگردد.
مزاياي استفاده از كنتاكتوركنتاكتورها نسبت به كليدهاي دستي صنعتي مزايايي به شرح زير دارند:
1_مصرف كننده مي تواند از راه دور كنترل مي شود.
2_مصرف كننده ميتواند از چند محل كنترل شود.
3_امكان طراحي مدار فرمان اتوماتيك براي مراحل مختلف كار مصرف كننده وجود دارد.
4_سرعت قطع و وصل كليد زياد و استهلاك آن كم است.
5_از نظر حفاظتي مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و كامل تري دارند.
6_عمر موثرشان بيشتر است.
7_هنگام قطع برق،مدار مصرف كننده نيز قطع مي شود و به استارت مجدد پيدا ميكند؛در نتيجه از خطرات وصل ناگهاني دستگاه جلو گيري مي كند.
كنتاكتور براي جريان هاي AC وDC ساخته ميشود.تفاوت اين دو كنتاكتور در اين است كه در كنتاكتور هاي AC از يك حلقه اتصال كوتاه براي جلوگيري از لرزش حاصل از فركانس برق استفاده مي شود. نيروي كششي يك مغناطيس الكتريكي جريان متناوب،متناسب با مجذور جريان عبوري از آن و در نتيجه متناسب با مجذور اندكسيون مغناطيسي است.چون مقدار جريان لحظه اي با توجه به رابطه i=ImaxSIN wt تعقير ميكند،نيروي كششي مغناطيسي نيز برابر با
F=Fmax sin wt  (سينوس توان 2 دارد كه نميشد تايپ كني)
خواهد شد و تعداد دفعاتي كه اين نيرو ماكزيمم و صفر مي شود، به اندازه دو برابر فركانس شبكه خواهد گرديد.در نتيجه ،در لحظاتي كه مقدار نيروي كششي بيشتر از نيروي مقاوم فنر هاي كنتاكتور باشد ،هسته كنتاكتور جذب مي شود و در لحظاتي كه مقدار نيروي كششي كمتر از مقدار نيروي فنر ها شود،هسته متحرك هسته نيز آزاد شده و به محل اول خود باز مي گردد.بدين ترتيب در هسته متحرك لرزش و صدا ايجاد خواهد شد اين نوسانات را مي توان به وسيله يك حلقه بسته در سطح قطب ها جا سازي شده و حدود نصف تا 3/2 سطح هر قطب را پوشانده است از بين برد و لرزش آن را برطرف كرد. عمل اين حلقه آن است كه مانند سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتوري كه در حالت اتصال كوتاه قرار گرفته است،از آن جريان القايي عبور ميكند و باعث ايجاد فوران مغناطيسي فرعي در مدار هسته مي شود. اين فوران فرعي با فوران اطلي اختلاف فاز دارد و در زماني كه نيروي كششي  حاطل از فوران اطلي صفر باشد ،نيروي كششي حاصل از فوران اطلي ماكزيمم خواهد بود و در حالتي كه نيروي حاصل از فوران ماكزييم باشد ،اين نيرو صفر خواهد بود و چون جمع اين دو نيرو به هسته متحرك اثر ميكند،نيروي كششي در هر لحظه از نيروي مقاومت فنر بيشتر خواهد بود.
ولتاژ تغذيه بوبين متفاوت است و از 24 تا 380ولت ساخته مي شود. در اكثر كشورهاي صنعتي براي حفاظت بيشتر ،تغذيه بوبين كنتاكتور را زير ولتاژ حفاظت شده (65ولت)انتخاب ميكنند. و يا براي تغذيه مدار فرمان ،ترانسفورماتور مجزا كننده به كار مي برند.
شناخت مشخصات كنتاكتور
نوع كنتاكتور
با توجه به نوع مصرف كننده و شرايط كار ،كنتاكتورها داراي قدرت و جريان عبوري مشخصي براي ولتاژهاي مختلف هستنند. بنابراين بايد به جدول و مشخصات كنتاكتور توجه كافي مبذول كرد و انخاب كنتاكتو.را منطبق بر مشخصات مورد نياز قرار داد.
براي اتصال مصرف كننده به شبكه بايد از كليد يا كنتاكتوري با مشخصات مناسب استفاده كرد كه كنتاكت هاي آن تحمل جريان راه اندازي و جريان دائمي را داشته باشد و همچنين در صورت اتصال كوتاه،جريان لحظه اي زيادي كه از مدار عبور مي كند. و يا جرقه اي كه هنگام اتصال مدار ايجاد مي شود ،صدمه اي به كليد نزند.
بدين منظور و براي اين كه بتوانيم پس از طراحي مدار ،كنتاكتور مناسب را براي اتصال مصرف كننده به شبكه انتخاب كنيم،بايد با مقادير نامي مربوط به كنتاكتور آشنا شويم.
براي انتخاب كنتاكتور در قدرت هاي مختلف مي توان از جدول هايي استفاده كرد.

شستي استاپ استارت و سلكتور سوئيچ هاي فرمان
شستي ها از جمله وسايل فرمان هستنند كه تحريك آنها به وسيله دست انجام ميگيرد و در انواع مختلف و براي كاربردهاي متفاوت طراحي مي شوند.
شستي كه پس از تحريك،دو كنتاكت وصل را قطع ميكنند استاپ(قطع) و شستي هايي كه پس از تحريك دو كنتاكت،قطع را وصل مي كنند شستي استارت (وصل) ناميده مي شوند. شستي هاي كه هر دو عمل را در يك زمان انجام مي دهند،به شستي استارت استاپ يا دوبل معروف هستنند يعني با فشار كليد دو كنتاكت باز بسته و دو كنتاكت بسته باز مي شود.
تصوير چند كليد استاپ استارت و در يكي از عكس ها يك كاربرد اونو به نمايش گذاشته شده در ضمن در عكسي كه سه كليد دارد كليد وسطي دوبل مي باشد.
رله اضافه بار(حرارتي يا بيمتال)
دستگاه هاي الكتريكي را بايد در مقابل خطرات و خطاهاي احتمالي حفاظت كرد.يكي از راه هاي حفاظت موتورهاي الكتريكي ،استفاده از رله حرارتي و رله مغناطيسي است رله حرارتي موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت ميكند.
رله اضافه باري جهت كنترل جريان موتورهاي الكتريكي بكار ميرود و يك نوع رله حفاظتي است.
اين رله از دو فلز مختلف الجنس كه ضرايب انبساط طولي مختلفي دارند تشكيل شده است. به اطراف اين دو فلز به هم چسبيده ،يك رشته سيم حامل جريان الكتريكي پيچيده شده را طوري تنظيم كرد كه در اثر افزايش كم جريان ،دستگاه مربوطه بدون دليل و به سرعت قطع نشود با استفاده از اين منحني ها همچنين مي توان آنرا طوري تنظيم كرد كه زمان قطع زياد شده  و عبور جريان اضافي موجب صدومه به دستگاه نشود.
شرايط كار اين رله ها از(20-)درجه تا (60+)درجه سانتي گراد متغير است .
رله مغناطيسي
رله مغناطيسي نيز براي كنترل جريان به كار مي رود . اصول كار اين رله بر اساس پديده مغناطيس پايه گذاري شده است .
از اين رله براي قطع جريان هاي اتصال كوتاه استفاده مي شود.مي دانيم كه يك اتصال كوتاه بايد سريع قطع شود بنابر اين در چنين موقعيتي نمي توان از رله اضافه باري(حرارتي)استفاده نمودچون گرم شدن بيمتال رله به يك زمان نسبتا طولاني نياز دارد.
اين رله از يك هسته مغناطيسي كه اطراف آن چند دور سيم پيچيده شده تشكيل گرديده است.عبور جريان اتصال كوتاه باعث مغناطيس شدن و جذب اهرم قطع مي شود.اين رله را به طور مجرا به ندرت مورد استفاده قرار مي دهند و در كليدهاي اتوماتيك از آنها بهمراه رله هاي حرارتي بهره مي گيرند.

لامپ هاي سيگنال
لامپ هاي علامت دهنده يا لامپ هاي سيگنال در كليه دستگاه هاي صنعتي و تابلو هاي توزيع و تابلو فرمان به كار ميروند. نوع استفاده از اين لامپ متفاوت است .اين لامپ به عنوان لامپ خبر استفاده مي شود و ميتوان روشن بودن،خاموش بودن و يا عيب دستگاه و...را نشان دهد.
چراغ هاي مورد استفاده در مدار فرمان ،يك چراغ كم قدرت (2/1تا5وات)است كه با ولتاژهاي مختلف از 24تا 220ولت كار ميكند.اين چراغ ها معمولا در سه رنگ استاندارد قرمز،سبزو نارنجي ساخته مي شوند.
براي مثال در كارخانه اي كه تعداد زيادي موتور در آن واحد مشغول به كار بوده  و فواصل آنها تا تابلوي كنترل نسبتا زياد باشد،از چراغ قرمزي كه توسط كنتاكت بازي از كنتاكتور اصلي موتور روشن مي شود استفاده مي كنند.با استفاده از كنتاكتهاي باز كنتاكتور مي توان چراغ سبزي را كه نمايشگر حالت خاموشي مدار است روشن نمود.در نقشه ها براي نمايش چراغ سيگنال از حرف h استفاده مي شود.
تصوير چند لامپ سگنال از جلو و ساختمان آن
فيوزها
در كليه تاسيسات الكتريكي براي جلوگيري از صدمه ديدن و معيوب شدن وسايل و نيز براي قطع كردن دستگاه هاي معيوب از شبكه كه بر اثر عئامل مختلف از قبيل نقصان عايق بندي،ضعف استقامت الكتريكي يا مكانيكي و ازدياد بيش از حد جريان مجاز(اتصال كوتاه)وسايل حفاظتي مختلف به كار مي رود.اين وسايل بايد طوري انتخاب شوند كه در اثر اضافه بار يا اتصال كوتاه در كوتاهترين زمان ممكن و قبل از اينكه صدمه اي به سيم ها و شبكه الكتريكي شبكه برسد،مدار قسمت معيوب را قطع كنند.يكي از اين وسايل حفاظتي فيوز است فيوزها از نظر زمان قطع بر حسب منحني ذوب سيم حرارتي داخل انها به دو نوع كند كار و تند كار تقسيم ميشوند.
فيوز هاي تند كار زمان قطع كمتري نسبت به فيوزهاي كند كار دارندو به همين دليل در مصارف روشنايي استفاده مي شوند.فيوز هاي كند كار داراي زمان قطع طولاني تري هستنند و در نتيجه براي راه اندازي موتورهاي الكتريكي به كار ميروند.تحمل جريان راه اندازي موتور در حدود 3تا 7 برابر جريان نامي است كه بر روي كليه فيوزها جريان نامي انها نوشته شده ميشود.اين جريان كمتر از جريان ماكزيميم تحمل فيوز است.
فيوز در انواع فشنگي ،اتوماتيك(آلفا)،مينياتوري،بكٌس،كاردي (تيغه اي)،شيشه اي يا كارتريج و فيوز هاي فشار قوي ساخته مي شوند.
معمولا فيوزهاي كه در مدار قدرت به كار ميروند،مدار كنتاكتور را در مقابل اتصال كوتاه محافظت ميكند؛يعني در واقع حفاظت سيم هاي رابط مدار را نيز بر عهده دارد.بنابراين در مدارهايي كه مثلا فيوز 25 آمپري به كار مي رود،ممكن است در مدار فرمان آنها از سيم يك يا يكو نيم استفاده شود.پس لازم است مدار فرمان با فيوز جداگانه اي حفاظت شود.
فيوزهاي اتوماتيك يا آلفا نوعي فيوز خودكار است كه عبور جريان بيش از حد مجاز از آن باعث قطع مدار مي شود؛اما دوباره مي توان شستي آن را به داخل فشار داد تا ارتباط برقرار شود.بعضي از فيوزهاي خودكار دو عمل جريان زياد و بار زياد در مدار كنترل مي كنند؛اما پس از قطع شدن ،بايد پس از مدت كمي دباره شستي مربوطه را فشار داد تا مدار وصل شود.
در فيوز هاي اتوماتيك دو عنصر مغناطيسي و حرارتي وجود دارد كه قسمت مغناطيسي آن اتصال كوتاه يا جريان زياد و قسمت حرارتي آن (بيمتال) بار زياد (افزايش جريان تدريجي) را قطع مي كند.
كليد مينياتوري نوعي فيوز اوتوماتيك است كه از نظر ساختمان داخلي با فيوز آلفا شباهت دارد و از سه قسمت رله مغناطيسي (رله جريان زياد زمان سريع)،رله حرارتي يا رله بيمتال (رله جريان زياد تاخيري)و كليد تشكيل شده است.اين مجموعه را نيز كليد موتور مينامند.اين كليدها در دو نوع L و G ساخته شده است.نوع Lدر مصارف روشنايي به كار مي رود و تند كار است(LIGHT) و نوع G در راه اندازي وسايل موتوري مورد استفاده قرار مي گيرد و كند كار است. اين كليد ها در انواع تك فاز دو فاز و سه فاز ساخته مي شوند.
كليد هاي محدود كننده

كليد محدود كننده(LIMIT SWITCH) كه گاهي ميكرو سويچ نيز ناميده مي شوند،كليدي است كه براي قطع و وصل يك حركت خطي يا دوراني و يا تعويض جهت دوران يك متحرك به كار مي رود.
اين كليد اهرمي دارد كه وقتي دسته متحرك به آن برخورد مي كند كنتاكتي را قطع مي نمايد. كنتاكت مذبور خود عامل فرماني است براي ماشيني كه هدف كنترل آنست.چنانچه از اسم اين كليد بر مي ايد كليد ياد شده براي محدود كردن حركت متحرك ها به كار مي رود.مثلا در يك چرثقيل سقفي كه در چند جهت حركت مي كند وقتي متحرك به انتهاي هر قسمت از مسير خود ميرسد،يك كليد محدود كننده مدار رفت را از كار انداخته و مدار برگشت را مهيا ميسازد.
مطلب مهمي كه بايد در كاربرد اين كليد ها در نظر گرفت وضعيت كنتاكت ها در موقع وارد آمدن نيرو به اهرم آنها است.كارخانه هاي سازنده اين وضعيت را بر حسب تعغير طولي يا زاويه اي اهرمشخص مي نمايند.
انواع ليميت سويچ ساده
1-كليد محدود كننده فشار انتهايي
2-كليد محدود كننده اي قرقرهاي
3-كلي محدود كننده قرقره اييك طرفه از چپ
4-كليد محدود كننده قرقرهاي يك طرفه از راست
5-كليد محدود كننده قرقر ه اي دو طرفه
6-كليد محدود كننده آنتني دو طرفه

كليد تابع فشار(كليد هاي گازي)
اين كليد ها براي كنترل سطح گاز داخل مخازن و كمپرسورها،تنظيم فشار آب داخل لوله ها و روشن و خاموش كردن اتوماتيك اين دستگاه ها مورد استفاده قرار م گيرد.عامل فرمان اين كليد ،فشار گاز يا مايع داخل مخزن است.
عامل قطع و وصل اين كليد گاز مي باشد اصول كار آن بدين صورت است كه كه فشار گاز موثر بر هر صفحه نيرويي معادل F=P.A ايجاد مي نمايد(P فشار و A سطح مقطع صفحه است).در رله ها F باعث جابه جايي صفحه مي شود.اين جابه جايي از طريق يك اهرم منتقل شده و كنتاكتي را قطع و وصل مي نمايد.نيروي برگردان را فنر زير صفحه ايجاد مي كند.پس با انتخاب فنر هاي مختلف مي توان فشار هاي كم يا زياد را بر روي صفحه اثر داده و قطع و وصل كنتاكت را بطور دلخواه تنظيم نمود.

كليد هاي شناور

كليد هاي شناور براي كنترل سطح آب يا مايهات داخل منبع ها،استخر ها و مخازن مورد استفاده قرار مي گيرد.ساختمان اين كليد از وزنه تعادل ،يك قسمت شناور و يك ميكرو سويچ تشكيل شده است.هنگامي كه قسمت شناور را تنظيم مي كنند با تغير سطح مايع داخل مخزن شناور تغير مكان داده به ميكرو سويچ داخل كليد فرمان مي دهد و باعث قطع و وصل مدار مي شود.

 

چشم هاي الكتريكي(سنسورها)

اين كليد نوعي كليد فرمان دهنده است كه بدون برخورد فيزيكي با دست يا هر وسيله ديگري توسط سيستم چشم الكتريكي از فاصله حداقل يك ميلي متر و حداكثر8متر واكنش نشان ميدهد و فرمان صادر مي كند همچنين به وسيله رله اي كه در داخل آن به كار رفته ،كنتاكت هاي را باز مي كند يا مي بندد و در نتيجه به دستگا ه هاي مورد نظر فرمان ميدهد.از اين كليد در دستگاه هاي صنعتي و خطوط توليد استفاده فراوان مي شود.

رله زماني (تايمر)و انواع آن
يكي از وسايل فرمان دهنده مدار هاي كنترل اتوماتيك ،تايمر ها يا رله هاي زماني هستنند كه وظيفه كنترل مدار را براي مدت زمان معيني بر عهده دارند.
اصول كار رله ها همانند كنتاكتور ها است با اين تفاوت كه در رله ها:
1-تمام كنتاكت ها از لحاظ فرم ظاهري شبيه هم هستنند و در مدار هاي فرمان شركت مي كنند .
2-كنتاكت ها بنا به مقتضيات كار ممكن است به طور لحظه اي يا با تاخير زماني قطع و وصل شوند . در اين صورت نام رله ،رله لحظه اي يا رله با تاخير زماني خواهد بود.
3-رله ها همچنين ممكن است داراي كنتاكت هاي لحظه اي يا با تاخير زماني باشند.البته منظور از تاخير زماني  فاصله زماني است كه بين عمل كنتاكت (اعم از باز شدن يا بسته شدن) از لحظه اتصال سيم پيچ رله به ولتاژ به وجود مي آيد.
تا كنون در صنعت برق رله هاي زيادي ساخته شده اند كه مشخصات مختلفي داشته  و هر يك براي كار بخصوصي مورد استفاده قرار مي گيرند.براي مثال در انتقال انرژي و حفاظت خطوط ،از يك رله خاص استفاده مي كنند.يك جور رله ديگر كه مشخصات بخصوص ديگري دارد در صنعت نساجي و رله ديگر در جاي ديگر....
من چند رله را براي دوستان معرفي مي كنم كه از مشهورترين و پر كاربد ترين رله ها هستنند البته اگر دوستان مي توانند رله هاي ديگري را معرفي كنند خيلي خوب ميشه
1-رله زماني موتوري يا الكترو مكانيكي
اين رله بر اساس ساعتي كار ميكند كه محرك چرخ دنده هاي آن موتور آسنكرو سنكرو و بيشتر موتور با قطب چاكدار است مي باشد.اصول كار آن به اين صورت است كه دور موتور توسط يك سيستم چرخ دنده كاهش مي يابد بطوري كه در نهايت ،آخرين چرخ دنده كنتاكت را خيلي به آرامي با يا بسته مي كند. زمان شروع رله از لحظه راه اندازي موتور محسوب مي شود.
توسط اين رله مي توان زمان هايي از حدود ثانيه تا حدود ساعت ،و حتي روز و هفته تنظيم نمود.
محل ديسك در لحظه شروع به كار ،قابل تنظيم است و پس از تنظيم زمان آن (توسط زايده خارجي) و تغذيه تايمر ،موتور با دور ثابت به حركت در مي آيد  و با گردش موتور ،زمان تايمر شروع مي شود. پس از گردش ،به علت برخورد با زايده ديسك ،متوقف مي شود  و به ميكرو سويچ داخلي فرمان مي دهد و كنتاكت هاي تايمر عمل مي كنند و به طور اتوماتيك قطع مي شوند و موتور يا هر وسيلهء ديگر از كار مي افتد.البته رله هاي جديدي است كه هنگام عمل كنتاكت بازي را بسته و كنتاكت بسته اي را باز مي كند و مي توان موتوري را خاموش يا روشن كرد يا نيرو را از مو توري به موتور ديگر انتقال داد .
2-رله زماني الكترونيكي
از تايمر هاي الكترونيكي براي تنظيم زمان هاي كمتر از ثانيه تا چندين ثانيه استفاده مي شود. در ساختمان اين تايمر ها ،از مدار ها و اجزاي الكترونيكي استفاده مي شود.
در در نوعي از اين تايمر ها با شارژ و دشارژ شدن يك خازن بوبين يك رله كوچك تحريك مي شود. اصول ساختمان رله الكترونيكي بر مبناي مدار RC (خازن و مقاومت)و بر حسب تاخير زماني استوار است .تنظيم اين نوع تايمر ها بستگي به مقاومت سر راه  خازن دارد.
در ساده ترين نوع تايمر الكترونيكي در تايمر نوع خازني ،رله هنگامي وصل مي شود كه خازن شارژ بشود و ولتاژ دوسر آن برابر ولتاژ وصل رله گردد.پس از وصل رله ،با ذخيره شدن در خازن روي مقاومتي كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل مي شود تخليه مي گردد.در اين نوع با تعغير ظرفيت خازن مي توان زمان تايمر را تنظيم كرد.
3-رله زماني نيو ماتيكي
در اين رله ا خاصيت ذخيره سازي و فشردگي هوا استفاده مي شود .به اين ترتيب كه رله هنگام رها شدن،خيلي راحت رها مي شود.
وقتي كه بوبين تحريك قسمت متحرك را جذب مي كند ،اهرم،قطعه اي را كه به شكل دم آهنگري است فشار خواهد داد .هواي دم از طيق سوپاپ يك طرفه خارج مي شود. وقتي كه بوبين از تحريك خارج مي شود ،فنر دم را منبسط مي كند .دم از طريق سوپاپ تنظيم ،از هوا پر مي شود.سرعت انبساط دم در رابطه با پيچ تنظيم تفاوت مي كند وقتي كه دم به حالت عادي برگشت ،كنتاكت ها عمل مي كنند.بنابراين به وسيله تنظيم كردن پيچ تنظيم ،عمل كردن كنتاكت ها را مي توان تعقير داد.كار اين زمان سنج شبيه تايمر موتوري است ؛با اين تفاوت كه زمان سنج موتوري پس از تنظيم و وصل بوبين آن به ولتاژ شروع به كار مي كند،ولي زمان سنج نيو ماتيكي پس از قطع بوبين آن از ولتاژ شروع به كار مي كند.
4-رله زماني بي متال يا حرارتي (تايمر حرارتي)
اين نوع تايمر با استفاده از خاصيت بي متال كار مي كند و در انواع رله ذوب شونده ،رله حرارتي بي متال  و رله حرارتي منعكس كننده ميله اي ساخته مي شوند.زماني كه  جريان از بي متال عبور مي كند گرم ميشود و پس از مدتي در اثر تعقير شكل عمل كرد مدار را قطع يا وصل ميكند.دقت اين نوع تايمر زياد نيست  و آب و هواي محيط بر روي آن اثر مي گذارد به طور كلي مي توان رله هاي زماني را به دو دسته تقسيم كرد:
الف-رله هاي تاخير در وصل(ON-DELAY) :به رله اي گفته مي شود كه بايد به رله انرژي داده شود  و سپس رله عمل كرده كنتاكتي را باز يا بسته كند؛مثل رله زماني موتوري.
ب-رله تاخير در قطع(OFF-DELAY) :به رله اي گفته مي شود كه بعد از قطع شدن انرژي عمل كرده كنتاكتي را باز يا بسته كند؛مثل رله نيو ماتيكي.
5-رله زماني هيدرو ليكي
در اين رله ها از سيستم هيدرو ليكي جهت تاخير در مدار استفاده مي شود. طرز كار آن طوري است كه وقتي جريان برق به رله وصل مي شود ،مقداري روغن در داخل آن جابهجا مي شود.
براي بازگشت روغن به مكان اوليه زماني لازم است كه اين زمان را به عنوان زمان تايمر در نظر ميگيرند.اين رله ها را در مدارهاي مختلف به كار مي برند.اگر كسي از دوستان توضيح بيشتري در ارتباط با اين رله دارد لطفا ارائه بده تا مطالب كامل تر شود.

ترموستات
ترموستات نوعي رله حرارتي است كه در مقابل حرارت محيط حساس بوده و عمل ميكند.اين وسيله در دستگاه هاي مختلف صنعتي كاربرد فراوان دارد  و وظيفه تعادل حرارتي دستگاه را بر عهده دارد.در صورتي كه درجه حرارت از حد تنظيمي فراتر رود ،كليد عمل كرده يك كنتاكت باز را مي بندد و يا كنتاكت بسته اي را باز مي كند.از ترموستات بيشتر در وسايل حرارتي و برودتي مانند شوفاژ،يخچال،و چيلر استفاده مي شود.

كليدهاي تابع دور(گريز از مركز)

كليد هاي تابع دور در بعضي الكترو موتورهاي يك فاز جهت خارج كردن سيم پيچ كمكي از مدار و در موارد ديگر مانند ترمز جريان مخالف به كار مي رود.ساختمان آنها از يك محور و دو وزنه تشكيل شده كه به وسيله يك طوق و يك فنر حول محور حركت مي كند و با زياد و كم شدن سرعت موتور يا وسيله چرخنده ،وزنه هاي دو طرف به محور نزديك يا دور مي شود ؛به اين ترتيب طوق روي محور حركت مي كند و باعث قطع و وصل كليد مي شود.

برق گرفتگی

برق گرفتگی عبارتست از آسیب به بافتهای بدن به دنبال عبور جریان الکتریسیته ، این جریان بر حسب ولتاژ به دو نوع ولتاژ بالا ( high voltage) با اختلاف پتانسیل بیش از هزار ولت و ولتاژ کم ( low voltage) با اختلاف پتانسیل کمتر از 1000 ولت تقسیم می شود این دو نوع جریان الکتریکی دارای اثرات متفاوتی در بدن خواهند بود .

---

برق گرفتگي

در تقسيم بندي ديگري برحسب تغييرات ولتاژ يا آمپر در واحد زمان ( فركانس) جريان هاي الكتريكي به دو نوع برق مستقيم ( DC) و برق متناوب (‌AC) تقسيم مي شوند. هر گاه قسمتي از بدن جزئي از يك مدار بسته الكتريكي شود ، ضايعات الكتريكي ايجاد خواهد شد ، كه عمدتاً از طريق عبور جريان و توليد گرما باعث صدمه بافتي مي گردد .

 

عبور جريان الكتريكي از بدن

عبور جريان برق از بدن باعث توليد گرماي شديد و سوختگي اعضاي داخلي بدن نيز رخ مي دهد ولي تنها سوختگي پوست ديده مي شوند. شايان ذكر است كه شديدترين نوع سوختگي ، سوختگي ناشي از برق مي باشد و اين سوختگي ها در ولتاژهاي بالا رخ مي دهد.اصولا عبور جريان الكتريكي از داخل هر بافت داراي فعاليت الكتريكي ممكن است باعث اختلال فعاليت آن عضو گردد. اين اثر در بافت هايي كه داراي قدرت هدايت الكتريكي بيشتري هستند ، واضح تر و شديد تر مي باشد. جريان برق مي تواند باعث اختلال در عملكرد قلب و مغز شده و گاهي كشنده شود. شدت ضايعه ايجاد شده رابطه مستقيمي با شدت جريان ، ولتاژ و نوع جريان الكتريكي دارد.

 

توليد گرما

بيشترين آسيب ناشي از جريان الكتريكي مربوط به توليد گرما در بافت ها خواهد بود. مقاومت بافتهاي مختلف بدن متفاوت است و به ترتيب افزايش عبارتند از : اعصاب ، عروق ، عضلات ، پوست ، تاندون ، چربي و استخوان. در ولتاژ هاي پايين مثل برق شهري تقريباً جريان الكتريكي بسيار كم بوده و توليد گرما آنقدر زياد نيست كه باعث تخريب بافت استخوان شود ولي مي تواند به بافتهاي حساس مثل عضلات و عروق صدمه برساند. يكي از پديده هاي مهم در ايجاد سوختگي بافتهاي عمقي ، پديده اي به نام ضايعه مركزي ( core injury) در اين پديده به دليل توليد گرماي بيش از حد در بافتهاي عمقي ، خصوصاً در عروق و عضلات پديده نكروز بوجود مي آيد . در حاليكه پوست محل تماس با برق ممكن است سالم باشد يا مختصري سوختگي داشته باشد. اين پديده معمولاً در اندام ها بيشتر اتفاق مي افتد.

 

علائم و نشانه ها

علائم عمومي بروز برق گرفتگي عبارتند از :

1)      تنفس سريع و كوتاه

2)      سوختگي پوست

3)      گيجي و رفتار آشفته

4)      از دست رفتن هوشياري به صورت گذرا

 

شدت علائم با توجه به  ولتاژ جريان برق و مدت  زمان تماس متفاوت است . در  جريان هاي  متناوب  (AC)  

كه شخص قادر خود را از تماس با برق برهاند شدت آسيب بيشتر خواهد بود.با توجه به مسير عبور جريان برق گرفتگي متنوع خواهند بود.

 

پوست:

محل ورود جريان برق ممكن است دچار درجات متفاوتي از سوختگي ( درجه1تا3) گردد. همچنين محل خروج جريان برق از پوست نيز ممكن است دچار ضايعه سوختگي شود. لذا بايد در هنگام معاينه تمامي بدن بيمار مورد بررسي قرار گيرد.

 

سيستم عصبي:

مهمترين و شايعترين آسيب ناشي از صدمات الكتريكي ، ضايعات نورولوژيك( عصبي) است كه ممكن است از چند ثانيه تا چند ساعت ( و گاهي چند روز) بعد بروز نمايد.در سيستم عصبي مركزي (CNS) مي تواندبه صورت اختلالات هوشياري ، خونريزي و ترمبوز مغزي ، افسردگي ، ادم مغزي ، تشنج ، فلج و اختلال در قدرت درك و شناخت و كوما باشد. در اعصاب محيطي ، سيستم عصبي حركتي بيش از سيستم عصبي حسي در گير مي شود و ممكن است به صورت ميليت عرضي ، فلج بالارونده ، شوك نخاعي و درد عصبي باشد.

 

سيستم قلب و عروقي:

از آريتمي هاي قلبي خوش خيم تاخطرناك مي تواند رخ دهد. همچنين ممكن است باعث سكته قلبي ( آنفاركتوس ميوكارد) ئ پارگي ديواره بين بني گردد.

 

سيستم تنفسي:

مهمترين عارضه ريوي صدمات الكتريكي ، ايست تنفسي به دنبال انقباض شديد تتانيك عضلات تنفسي مي باشد. ممكن است آتلكتازي ، پنوموني و هموپنوموتوراكس نيز رخ بدهد.

 

سيستم گوارشي:

عبور جريان برق از سينه و شكم مي تواند موجب خونريزيهاي گوارشي ، ضايعات كبدي و پارگي روده ها شود.

 

سيستم عضلاني- اسكلتي:

 به دليل انقباض شديد عضلات ممكن است در رفتگي و شكستگي استخوانها رخ بدهد . نكروز بافت استخواني اگرچه شايع نيست ولي نبايد فراموش گردد.

 

سيستم كليوي:

ضايعات كليوي مثل سندرم له شدگي (Crash injury)ناشي از برق گرفتگي ، عارضه اي شايع است . در اثر نكروز بافت استخواني اگر چه شايع نيست ولي نبايد فراموش گردد.

 

عفونت:

 به دنبال آسيب الكتريكي ممكن است سپتي سمي بروز نمايد. شايعترين عامل آن پسودومونا مي باشد.

 

ساير اندام ها:

ضايعات شنوايي به صورت پاره شدن پرده صماخ و جابجايي استخوانچه ها و ضايعات چشمي به صورت كاراتاكت ( آب مرواريد) بروز مي نمايد.

 

اقدامات امدادي مؤثر :

كمك هاي پزشكي در مواقع برق گرفتگي ضروري است . در برخورد با فرد برق گرفته ابتدا اطمينان حاصل پيدا كنيد كه برق قطع شده و ديگر فرد مصدوم به منبع جريان متصل نيست. تعداد تنفس و ضربان قلب فرد مصدوم را كنترل نماييد و در صورت لزوم اقدامات احيا قلبي – تنفسي را انجام دهيد .

روشهاي پيشگيري از خطرات برق :  اغلب خطر برق گرفتگي در مواقعي پيش مي آ يدكه پوشش سيمهاي برق معيوب شده باشد اگر روپوش سيمهاي حامل برق پاره يا در آ ن شكافي ايجاد شود در موقع دست زدن ممكن است سانحه اي بوجود آيد همچنين ممكن است پوشش سيمهاي داخلي موتورها يا دستگاههاي الكتريكي ساييده يا سوخته شود ودراثرتماس بابدنه دستگاه مخاطراتي ايجاد كند اين مورد بيشتر در موتورها يا دستگاههايي كه قابل حركت بوده وآ نها رابراي انجام كار ا زنقطه اي به نقطه ديگر حمل مي كنند پيش مي آ يد .اگر شدت جريان از 25 میلی آمپر تجاوز كند در موقع عبور از بدن موجب مرگ مي شود. مقاومتي كه بدن شخص در مقابل عبور جريان برق بوجود مي آ يد متفاوت است واز 500 تا 5000 اهم يا بيشتر مي رسد . اين اختلاف مقاومت بستگي به طبيعت شخص و وضع محيطي دارد كه در آن قرار گرفته است . در شرايط نا مساعد ومواردي كه تدابير حفاظتي كامل اتخاذ نشده باشد يك اختلاف پتانسيل مختصرمثلا 15 تا 20  ولت نيز ممكن است براي شخص خطرناك باشد . البته عبورجريان نيزدرشدت برق گرفتگي وخطرات ناشي از آ ن دخالت تام دارد . اگر در دستگاههايي كه با فشار ضعيف 60 ولت كار مي كنند اتصال بدنه بوجود آ يد ممكن است به اشخاصي كه مورد برق گرفتگي حساسيت واستعداد دارند آسيب برساند زيرا اگر مقاومت بدن شخص درحدود 1500 اهم باشد جرياني معادل 40 میلی آمپر از بدن عبوركرده وچون ميزان آ ن ازحد 25 میلی آمپر بيشتر است باعث مرگ او خواهد شد .

تامين حفاظت بوسيله ايزوله كردن شخص:  يكي از راه حل هاي اساسي براي محفوظ كردن كارگران عبارت است از ايزوله كردن آنها بوسيله دستكش،كاسك ، لباس يا كفش حفاظتي كه از موارد عايق ساخته شده و شخص رادر مقابل ورود جريان از بدن، كف محل كار را با موا د عايق مانند فرش لاستيكي مفروش كرده و يا از زير پايي يا چهار پايه يا پايه هاي عايق استفاده كرد. دو يا چند جسم هادي يا دستگاههاي الكتريكي كه نزد به هم قرار داشته باشد ممكن است دراثرعواملي مانند اتصالي به بدنه وامثال آ ن داراي اختلاف پتانسيلهاي مختلف شوند و دست كارگران در آن واحد به هر دوي آنها اصابت كند كه دراين صورت با وجود مجهز بودن به كفش عايق جريان خطرناك از بدن كارگرعبور خواهد كرد. شدت جريان خطرناكي كه ازبدن عبور مي كند متناسب با اختلاف پتانسيل بين دودستگاه فوق الذكر مي باشد دراين قبيل موارد مي بايد اين اجسام را بوسيله يك سيم هادي به يكديگرمتصل كرد تا درچنين مواردي اختلاف پتانسيل بين آ نها وجود نداشته باشد .

حفاظت در مورد اتاق يا محفظه هايي كه بدنه آ نها داراي پتانسيل يكسان مي- باشد : اگر شخصي درداخل اتاق يا محفظه اي قرارگيرد كه پتانسيل تمام نقاط آ ن باهم مساوي ويكسان باشد تا در مدتي كه در داخل اتاق باقي مانده خطري برايش موجود نيست ولي به محض اينكه پاي خودرا براي خروج از اتاق روي زمين گذاشت تحت اثر اختلاف پتانسيل اتاق و زمين دچار برق گرفتگي خواهد شد .

 تامين حفاظت بوسيله ايزوله كردن سيم ترانسفورماتور از زمين: براي اينكه شدت جريان موجود در يك سيم هادي كه به منبع توليد برق متصل شده است از بدن شخص بگذردكافي است كه مدار جريان آ ن بسته شود مدار در اين مورد فقط با متصل كردن سيم خنثي ترانسفورماتور مي باشد اين منظور در موردي تعيين مي شود كه كارخانه يا محل كار داراي يك ترانسفورماتور مخصوص به نام ترانسفورماتورايزولمان باشد تغذيه كليه دستگاهها مستقيماً بوسيله اين ترانسفور ماتور عملي مي گردد . همچنين ممكن است ترانسفورماتورهايي رابه اسم ترانسفورماتورايزولمان روي مدار تغذيه هريك از دستگاههاي مورد نظر قرار دارد متاسفانه دراين مورد اگر در محلي از شبكه اتصال به زمين ايجاد شود چون مدار مسدودي از راه زمين بوجود مي آيد خطر برق گرفتگي پيش خواهد آمد . براي جلوگيري از خطر بايد مراقبتهاي دقيق به عمل آورد كه شبكه در طول خط كاملا عايق باشد ودستگاههاي الكتريكي روي فوند امنتها عايق نصب شده باشد همچنين اگر در پوشهاي عايق سيمهاي الكتريكي ناقل جريان عيني مشاهده شد بايد بلافاصله اقدام به تعمير يا تعويض آنها گردد.

  تامين حفاظت بوسيله اتصال دادن به زمين : طريقه ديگري كه براي جلوگيري ازخطر برق گرفتگي موجود مي باشد عبارت است از اتصال دادن بدنه به زمين در مورد كليه قطعات فلزي و دستگاههاي الكتريكي كه ممكن است دراثرخراب شدن روپوش سيم ووصل شدن به بدنه اين قطعات توليد جريان خطرناك اتصالي كند با اجراي اين عمل بدن شخص كه با اين دستگاهها معيوب تماس پيدا مي كند درانشعاب جريان قرار مي گيرد و مقدار شدت جرياني كه به طورشنت از بدن عبور مي كند جزيي ا زجريان خطرناك اصلي مي باشد و اگر سيم اتصال به زمين به طور صحيح وبا مقاومت كم نصب شده با شد شدت جرياني كه از بدن عبور ميكند به ميزان خطرناك 025/0 آ مپر خطرناك نمي رسد . در كارخانجات براي جلوگيري از خطرعبور جريان از بدن در اثر ايجاد اتصالي بين فاز و بدنه دستگاههاي برقي بايد بوسيله سيمي با مقاومت كم وحساب شده بدنه دستگاهها را به زمين اتصال داد .

 تامين حفاظت افراد بوسيله رله ديفرانسيل : رله ديفرانسيل روي موتورها ومصرف كننده ها نصب شده و روي اختلاف جريان خروجي دستگاه عمل كرده ودر صورت ايجاد اتصال بدنه در دستگاه وفرار جريان خطا به زمين ميزان جريان خروجي ا ز دستگاه كمتر از جريان ورودي مي شود جريان ورودي وخروجي در دوسيم پيچ كه در دو جهت مخالف يكديگر پيچيده شده مي رود . در حال عادي كه اتصال بدنه بوجود نيامده جريان هر دو سيم پيچ مساوي بوده حوزه مغناطيسي ايجاد نمي شود ولي دراثر ايجاد اختلاف بين دو جرياني كه در اين دو سيم پيچ مي رود حوزه مغناطيسي ايجاد شده و هسته مغناطيسي باعث قطع مدار مي گردد زمان قطع مدار در حدود1/3 ثانيه بوده وبه اين طريق اتصال به بدنه را در اين مدت كوتاه قطع مي كند وديگر خطر برق گرفتگي نخواهد داشت .

شبكه Profibus

پروتكل Profibus در سه بخش PA ، DP و FMS براي دستيابي و غلبه بر نيازهايكنترل صنعتي توسط چند شركت آلماني و از جمله زيمنس معرفي و پشتيباني ميشوند و مجموعه اي از نيازمنديها را بطور جامع پوشش مي دهند در حالي كهپروتكل قديمي MODBUS اساسا براي انتقال از يك Master به تعدادي Slave وبالعكس بر روي خط RS232 طراحي شده است . اين پروتكل براي انجام كارهايشبكه اي كفايت نمي كند اما به لحاظ سادگي مورد استفاده زيادي در صنعتداشته است و حتي در سطح كنترل فرآيند ها به كار برده شده است . پروتكل CANاصولا براي انتقال حجم بسيار كم اطلاعات (8 بايت ) بطور وسيع طراحي شده وابتدا براي ارتباط سنسورها در داخل خودروها به كار گرفته شد . بعدها بهعنوان يك Fieldbus وارد اتوماسيون صنعتي شد اما به دليل اينكه نحوه آدرسدهي ، لايه هاي بالاتر ISO در آن تعريف نشده است معيار دوم را دارا نيست ولذا براي رفع مشكلات آن پروتكل هاي جديدي مانند CAN Open ، Net Device وCan Sos توسط سازندگان به آن اضافه شده است كه مشتقات زيادي دارند . اينپروتكل ها توسط سازندگان آمريكايي به كار گرفته شده اند و نسبتا قديمي تراز Profibus مي باشند و از طرفي داراي سرعت انتقال 1Mb/s مي باشند كه نسبتبه Profibus در حدود 12 برابر كمتر مي باشد . همچنين Foundation Fieldbusدر تلاش براي يكسان سازي پروتكل هاي ارتباطي در سطح سنسورها و عمل كنندهها در فرآيندها و نه در سطح خطوط و سلول هايي كه نياز به سرعت ارتباطيزياد دارند باز هم توسط سازندگان آمريكايي مطرح و مقبوليت يافته است كهالبته در مواردي كه به كار برده شده است به دليل نياز به سرعت پاسخ كم درسطح فرآيند ، سرعتي حدود 31.25Kb/s اين باس كفايت مي كند . در جمع آوريورودي ها و خروجي هاي سريع تر اين استاندارد پاسخگو نمي باشد .
براي معرفي پروتكل Profibus بايد گفت كه اين Fieldbus بر پايه استانداردEN50170 و EN50234 بوده و در حال حاضر مطرح ترين باس در سطح اروپا مي باشدو در سطح بين المللي نيز مقبوليت كامل دارد و در حال حاضر تقريبا تمامسازندگان مطرح سيستم هاي اتوماسيون براي Profibus اينترفيس ارائه مي دهند .
اين پروتكل در 3 بخش زير تدوين شده است :

-1- Profibus DP :
اين پروتكل براي انتقال سريع اطلاعات در سطح Device ها بوده و در اينجاكنترلر مركزي با ورودي ها و خروجي هاي گسترده شده در تمام سايت تماس ميگيرد و اطلاهات لازم را تا 12Mb/s بر روي خط RS485 با فيبر نوري مبادله ميكند و در مواردي كه "زمان پاسخ" كم و در حدود 10Ms مورد نياز است استفادهمي شود . براي اينكه كنترلر مركزي جوابگوي سرعت هاي مورد نياز در سطح شبكهصنعتي باشد لازم است زمان پاسخ PLC كم و در حدود چند 10Ms باشد . لذاتبادل اطلاعات PLC با ورودي و خروجي هاي گسترده شده عموما به صورت دوره ايانجام مي گيرد بطوريكه مثلا اگر 16 ايستگاه ورودي و خروجي ، هر يك با 2بايت ورودي و خروجي به PLC متصل باشند زمان پاسخ شبكه براي به روز كردناطلاعات در سرعت 12Mb/s تنها حدود 1Ms مي باشد در صورتيكه همين تعدادايستگاه در پروتكل Profibus PA يا Foundation Fieldbus نياز به حدود 300Msبراي به روز كردن اطلاعات دارد . در اين پروتكل امكان به روز كردن اطلاعاتبه صورت Acyclic هم وجود دارد .

2-Profibus PA :
اين شاخه از پروتكل خصوصا براي اتوماسيون در سطح فرآيند كه عموما داريزمان پاسخ زياد و سرعت كم است به كار گرفته مي شود و شبكه اي از كنترلر ووسايل جانبي از قبيل سنسورهاي حرارت ، فشار و عمل كننده ها از قبيل شيرهاو ... را در بر مي گيرد . اين شبكه جايگزين كاربري سنتي سيگنال هاي 4-20maمي باشد و باعث كاهش قيمت در حدود 10% در هنگام طراحي و اتوماسيون يكفرآيند جديد مي باشد . در اين شبكه ولتاژهاي تغذيه همراه با سيگنال در يكخط دو سيمه با فركانس 31.25Kb/s انتقال مي يابد. اين بخش از پروتكل كلاشبيه عملكرد Foundation Fiedl Bus مي باشد .
-3-Profibus FMS :
اين شاخه از پروتكل براي پوشش نيازمنديهاي ارتباطي پيچيده تر بينكنترلرهاي اصلي يا كنترل كننده هاي PC ها ، نمايشگرهاي سطوح بالاتر است .اين ارتباط بر اساس تبادل پيامManage system, بين دو دستگاه است و به صورتMultimaster طراحي شده است . هر ايستگاه مي تواند راسا گذرگاه را دراختيار بگيرد و پيام هاي خود را به ايستگاه مقابل بفرستد . اين پيام ها درObject تبلور پيدا مي كند كه يك متغير مجازي در سطح شبكه است . در پروتكلFMS ، كاربر قادر است كه محل هاي مختلف حافظه را به عنوانObject هاي شبكهتعريف كند بطوريكه دريافت و ارسال اطلاعات با استفاده از اين Object هاصورت گيرد . در ارتباط FMS هر يك از دو ايستگاه يكي از حالات زير را داراهستند:
1- يك ايستگاه خواستار دسترسي به Object هاي ايستگاه ديگر است كه در اين صورت ايستگاه به صورت در خواستگر عمل مي كند .

2- يك ايستگاه به صورت پاسخگو عمل كرده و جوابگوي خواسته هاي ايستگاهدرخواستگر است . سرويس هاي متنوع FMS شامل خواندن ، نوشتن ، انتشار پيام ،اعلام وضعيت و ... مي باشد .

شمایی از یک شبکه Profibus