نقل الكميات التناظرية للمعدات مثل أجهزة إرسال درجة الحرارة والرطوبة في التحكم الصناعي

نقل الكميات التناظرية لجهاز إرسال درجة الحرارة والرطوبة وغيرها من المعدات في التحكم الصناعي

أدى ظهور تكنولوجيا التحكم الصناعي وانتشارها إلى الثورة الصناعية الثالثة، التي حسّنت سلامة ودقة التصنيع والبناء وغيرها من الصناعات، وألغت الحاجة إلى مراقبة درجة الحرارة والضغط والغاز التي كانت تتطلب في السابق مراقبة شبه آلية أو يدوية. وقد تطورت هذه العوامل البيئية لتصبح آلية، مما زاد من الكفاءة وخفض التكاليف. وتشمل معدات التحكم الصناعي ذات الصلة أجهزة إرسال درجة الحرارة والرطوبة، وأجهزة إرسال الضغط، وأجهزة إرسال الغاز، وغيرها.

قبل الخوض في التفاصيل، دعونا نذكر معلومة علمية مبسطة: لطالما ساد الاعتقاد بأن الناس لا يفرقون بين أجهزة الإرسال وأجهزة الاستشعار. ونظرًا لتشابه وظائفهما، غالبًا ما يخلطون بينهما. مع ذلك، توجد اختلافات جوهرية بينهما.

يقوم جهاز الإرسال بتحويل إشارة خرج المستشعر إلى إشارة يمكن لجهاز التحكم التعرف عليها (أو يحول الإشارة غير الكهربائية الواردة من المستشعر إلى إشارة كهربائية، ثم يُضخّم مصدر الإشارة للقياس والتحكم عن بُعد). يشكل المستشعر وجهاز الإرسال معًا مصدر إشارة مراقبة للتحكم الآلي. تتطلب الكميات الفيزيائية المختلفة مستشعرات وأجهزة إرسال مُناسبة لها. توجد أنواع عديدة من أجهزة الإرسال، وتشمل أجهزة الإرسال المستخدمة في أجهزة التحكم الصناعية بشكل أساسي أجهزة إرسال درجة الحرارة، وأجهزة إرسال الضغط، وأجهزة إرسال التدفق، وأجهزة إرسال التيار، وأجهزة إرسال الجهد، وغيرها.

ببساطة، المستشعر هو جهاز يستشعر المتغير المقاس (درجة الحرارة، الضغط، الغاز، إلخ) ويحوله إلى إشارة كهربائية غير قياسية؛ ويعتمد جهاز الإرسال على المستشعر لتحويل هذه الإشارة الكهربائية غير القياسية إلى قيمة تناظرية قياسية، ثم تُرفع إلى نظام التحكم الصناعي. يتناول هذا المقال تصنيف هذه القيمة التناظرية وكيفية رفعها.

بدايةً، يجب أن ندرك أن إشارة الإرسال والكمية التناظرية 4-20 مللي أمبير مفهومان مختلفان. إشارة الإرسال هي عادةً إشارة كمية تناظرية، ويمكن أن تكون هذه الكمية التناظرية تيارًا يتراوح بين 4-20 مللي أمبير، أو جهدًا يتراوح بين 0-5 فولت و0-10 فولت. مع ذلك، يُفضل العاملون استخدام 4-20 مللي أمبير لنقل الإشارات التناظرية في تطبيقات التحكم الصناعي، ونادرًا ما يستخدمون 0-5 فولت و0-10 فولت.

لماذا تفضل استخدام 4-20 مللي أمبير لنقل الكميات التناظرية في حالات التحكم الصناعي، ولكن نادرًا ما تستخدم 0-5 فولت أو 0-10 فولت؟

أولاً، يُعدّ التداخل الكهرومغناطيسي في المصانع أو مواقع البناء خطيراً للغاية بشكل عام، وتكون إشارات الجهد أكثر عرضةً للتداخل من إشارات التيار. كما أن مسافة إرسال إشارة التيار أطول من مسافة إرسال إشارة الجهد دون حدوث توهين.

ثانيًا، يتراوح تيار الإشارة في الأجهزة العامة بين 4 و20 مللي أمبير. هذا يعني أن الحد الأدنى للتيار هو 4 مللي أمبير والحد الأقصى هو 20 مللي أمبير. فلماذا نختار 4-20 مللي أمبير بدلًا من 0-20 مللي أمبير؟ يُستخدم تيار 4 مللي أمبير بدلًا من 0 مللي أمبير للكشف عن انقطاع الدائرة. فإذا كان الحد الأدنى هو 0 مللي أمبير، فلن يتم الكشف عن انقطاع الدائرة. سبب آخر هو أن الحد الأدنى 4 مللي أمبير يُستخدم للكشف عن نقطة الفصل. أما الحد الأقصى 20 مللي أمبير فيُستخدم لتلبية متطلبات مقاومة الانفجار، لأن طاقة الشرارة الكامنة الناتجة عن تشغيل وإيقاف إشارة تيار 20 مللي أمبير غير كافية لإشعال نقطة انفجار الغاز القابل للاشتعال. إذا تجاوز التيار 20 مللي أمبير، فهناك خطر حدوث انفجار.

أخيرًا، عند إرسال إشارة، يجب مراعاة وجود مقاومة في السلك. في حال استخدام نقل الجهد، سيحدث انخفاض في الجهد على السلك، مما يؤدي إلى حدوث خطأ في الإشارة عند جهاز الاستقبال. لذلك، في أنظمة التحكم الصناعية، يُستخدم عادةً نقل إشارة التيار لمسافات طويلة تقل عن 100 متر، أما للمسافات القصيرة، مثل بين الأجهزة في غرفة التحكم، فيمكن استخدام نقل إشارة الجهد 0-5 فولت.

في أنظمة التحكم الصناعية الحديثة، أصبح جهاز الإرسال عنصرًا لا غنى عنه، ولذا عند اختيار جهاز إرسال مناسب، لا بد من مراعاة وظيفته ونمط نقل البيانات التناظرية. ينقسم نقل البيانات التناظرية إلى تيار (4-20 مللي أمبير) وجهد (0-5 فولت/0-10 فولت). ويكمن الفرق الأكبر بينهما في مقاومة التداخل ومسافة الإرسال. فمن حيث مقاومة التداخل، يكون التيار أقوى من الجهد، كما أن توهينه أقل بكثير عند مسافة الإرسال. لذلك، تُفضل معظم الأجهزة حاليًا استخدام التيار عند اختيار الإشارات.

يندهش معظم الناس الذين يرون نظام مراقبة بيئية قيد التشغيل لأول مرة من مدى جودة إدارته.

مع حلول الاستشعار المتطورة من Rika Sensors، لن تقلق بعد الآن بشأن حالة مستشعرات الشركة المصنعة الأصلية، حيث تُضفي هذه الحلول لمسة احترافية على أنظمة مراقبة البيئة لديك، لتجعلها تبدو وكأنها مستشعرات أصلية. تفضل بزيارة Rika Sensors لمعرفة المزيد.

تمنح برامج المكافآت والخصومات العملاء سببًا إضافيًا للعودة للحصول على حلول الاستشعار مرة أخرى، خاصة في أسواق التجزئة والخدمات التنافسية.

من الضروري معرفة آلية عمل النظام الأساسية لمساعدتنا على فهم مكوناته والدور الذي تلعبه.