در این مقاله تعاریف مهم و پایه ای برق و برق صنعتی و PLC ها، فرکانس و توان الکتریکی، ولتاژ، تلفات هیسترزیس عایق، جریان اضافه بار، اندازه گیری ولتاژ مستقیم توسط آمپرمتر، گروه بندی کردن PLC ها و .... ارائه شده است.
اگر در زمینه برق و مباحث مهم برق صنعتی و یا دروس مهندسی برق سوال دارید از اساتید مجرب کمک بگیرید. بر روی عبارت تدریس خصوصی مهندسی برق کلیک کنید تا لیست اساتید را ببینید.
تعریف فرکانس و توان الکتریکی
فرکانس: تعداد دفعاتی که جهت جریان متناوب عوض می شود را فرکانس می گویند به عنوان مثال گفته می شود فرکانس برق شهر 50 هرتز است. 50 هرتز یعنی اینکه جهت جریان در هر ثانیه 50 مرتبه در سیم تغییر جهت می دهد، برخلاف برداشت و تصور، مقاومت بدن با ازدیاد فرکانس کم نمی شود. تجربه ثابت کرده است که فرکانس 50 تا 400 هرتز مهلکترین فرکانس می باشد و فرکانس های بیشتر فقط موجب سوختگی در محل گردیده است اگرچه فرکانس های کمتر از 50 هرتز خطر مرگ را کاهش می دهد.
توان الکتریکی: اصولا توان به معنی سرعت تبدیل انرژی است. در دستگاه هایی که برای تبدیل انرژی به کار می روند هر چقدر این سرعت بیشتر باشد قدرت دستگاه نیز بیشتر است. مثلا در ژنراتور توان بیشتر نشان دهنده تولید انرژی برقی بیشتری است. در مصرف کننده ها نیز همین موضوع صدق می کند. لامپی که توان بیشتری دارد نور زیادتری هم تولید می کند.
مطالعه انواع ابزارآلات برق صنعتی و مهندسی برق هم مفید است.
برق، ولتاژ و جریان الکتریکی
ولتاژ چیست: در یک تعریف برق را چنین می توان تعریف کرد: حرکت الکترونها که توسط ژنراتورها و مولدها تولید می شود را برق می نامند و برای جابه جایی برق از سیم و یا کابل استفاده می شود و در خطوط توزیع از سیم های مسی و در خطوط فوق توزیع از سیم لینکس و در خطوط انتقال در سطح ولتاژ 230 کیلوولت از سیم کاناری و در نهایت در خطوط 400 کیلوولت از سیم کرلو استفاده می شود، ممکن است از سیم های دیگر استفاده شود. تدریس خصوصی سیگنال ها و سیستم ها
جریان الکتریکی: جریان الکتریکی که از بدن انسان می گذرد، بستگی به دو عامل دارد اول اینکه مقاومت بدن و دوم فشار الکتریکی یا همان ولتاژ که بدن را تحت تاثیرات قرار می دهد و عامل اصلی برای شوک و نهایتا مرگ انسان می باشد، در صورتیکه بتوانیم بنحوی از ورود و خروج جریان از بدن انسان جلوگیری نماییم خطر برق گرفتگی ایجاد نخواهد شد و این کار با استفاده از وسایل ایمنی مانند دستکش عایق، کفش، فرش لاستیکی عایق و غیره امکان پذیر خواهد بود.
حتما بخوانید: آموزش برق صنعتی - ویژگی های ساعت کار و تایمرهای شیوا امواج
تلفات هیسترزیس عایق
تلفات هیسترزیس، انرژی تلف شده در عایق کابل های ac در اثر وجود میدان الکتریکی متناوب می باشد. تغییرات جریان ac بطور مداوم جهت گردش مسیر الکترون ها در ساختمان اتمی عایق را عوض میکند. این تعویض مداوم مقداری از انرژی را بصورت حرارت تلف میکند. تلفات هیسترزیس عایق بطور جداگانه قابل اندازه گیری نمی باشد. کل تلفات عایقی شامل تلفات هیسترزیس عایق و قدرت تلف شده در اثر جریان های نشتی در مقاومت عایقی، میتواند بکمک پل شرینگ اندازه گیری بشود. این مقاومت با ولتاژ و فرکانس تغییر میکند و همچنین بستگی به حالت عایق کابل دارد.
مقررات عایق:
* عایق باید دارای استقامت مکانیکی و قابلیت ارتجاعی کافی باشد.
* عایق باید کاملا هادی را در برگرفته باشد.
* میانگین ضخامت عایق از مقدار استاندارد کمتر نباشد.
* هر رشته عایق باید فقط یک رنگ داشته باشد. (بجز رشته سبز و زرد)
* فاصله بین هر دو نشانه گذاری متوالی نباید از ۲۷۵ میلیمتر بیشتر شود.
* حداقل ضخامت نقطه ای عایق از ۰/۱- ضخامت نامی*۰/۹ کمتر نباشد.
* رنگ های سبز و زرد به تنهایی و رنگهای قرمز، طوسی و سفید در کابل چند رشته مجاز نیست.
* اگر رشته ها شماره گذاری شوند، فاصله بین هر دو شماره نباید از ۵۰ میلیمتر بیشتر شود.
پیشنهاد می شود مطالعه کنید: آموزش برق صنعتی - تست سیم پیچ، بوبین، چوک و ترانس روی مدار
جریان اضافه بار
جریان اضافه بار در یک مدار سالم بوجود می آید و ممکن است به علل مختلف بروز کند. از آن جمله :
1– اشتباه در محاسبه و انتخاب غلط اجزای مدار در مرحله طراحی و اجرا
2– رشد طبیعی بار به مرور زمان
3– بروز ایرادی در یک دستگاه (مانند زیاد شدن اصطکاک در یاتاقانها ) و نظایر آن
4– هر دلیل موجه دیگر
جریان اضافه بار ممکن است نسبت به جریان نامی چند درصد بیشتر باشد یا حتی تا دو سه برابر آن هم بالا رود. در اثر اضافه بار، که گذشت زمان هم در آن نقش عمده دارد و ممکن است از چند دقیقه تا چند یا حتی چندین ساعت طول بکشد، دمای هادی ها مخصوصا کابل ها و سیم ها و وسایل قطع و وصل ، امکان دارد به حدی برسد که عایقبندی آنها را زودتر از موعد فرسوده و خراب کند یا محل اتصالات و ترمینالها بیش از حد داغ شوند یا اضافه دمای یخ بوجود آمده برای محیط مضر یا خطرناک باشد. اگر در زمینه مدار، الکترونیک و یا سایر دروس مهندسی برق اشکال دارید از اساتید حاضر در همین سایت ایران مدرس کمک بگیرید.
حتما مطالعه کنید: تست های مهندسی برق - تست دیود و آی سی روی مدار و تست تریستور
اندازه گیری ولتاژ مستقیم توسط آمپرمتر (مولتی متر عقربه ای)
برای اندازه گیری ولتاژ مستقیم (مانند برق باطری یا آداپتور ) کلید سلکتور را باید در قسمت DC-V قرار داد. برق DC دارای قطب مثبت و منفی است و باید فیش سیاه را به منفی و فیش قرمز را به مثبت بزنیم در غیر این صوزرت عقربه در جهت مخالف حرکت می کند. برای خواندن ولتاژ DC مانند ولتاژ AC عمل می شود، یعنی اگر کلید روی 10 باشد مقدار ولتاژ روی خط مدرج بین صفر تا 10 و اگر روی 50 باشد روی خط مدرج صفر تا 50 و اگر روی 250 باشد روی خط مدرج صفر تا 250 خوانده می شود.
اندازه گیری ولتاژ متناوب توسط ولت متر (مولتی متر) عقربه ای
برای اندازه گیری ولتاژ متناوب (مانند برق شهر ) کلید انتخاب کننده (سلکتور ) را در قسمت AC-V باید قرار داد (برق AC قطب مثبت و منفی ندارد و فیش ها را از هر طرف بزنیم فرقی نمی کند ) اگر کلید را روی درجه 10 قرار دهیم مقدار ولتاژ را روی خط مدرج بین صفر تا 10 باید بخوانیم ،اگر کلید را روی درجه 50 قرار دهیم ،مقدار ولتاژ را روی خط مدرج بین صفر تا 50 باید بخوانیم و اگر کلید سلکتور را روی درجه 250 قرار دهیم ،مقدار ولتاژ را روی خط مدرج 0 تا 250 باید بخوانیم و اگر کلید سلکتوری را روی درجه 500 قرار دهیم ،چون خط مدرج 500 وجود ندارد، مقدار ولتاژ را روی خط 0 تا 50 میخوانیم و آن را در 10 ضرب می کنیم و اگر کلید را روی 1 قرار دهیم مقدار ولتاژ را روی خط 0 تا 10 خوانده و بر 10 تقسیم می کنیم.
آشنایی و نحوه کار با انواع مولتی متر
پارامترهای مختلف الکتریکی و الکترونیکی در مدارات و قطعات الکترونیکی توسط دستگاه هایی مانند ولت متر ،آمپر متر ،اهممتر و ... قابل اندازه گیری می باشد. مولتی متر دستگاهی است که به تنهایی قابلیت اندازه گیری این پارامترها را دارد. مولتی مترها در اشکال مختلفی طراحی میشوند و لازم است جهت استفاده از هر کدام دستورالعمل مربوطه را که توسط شرکت سازنده تهیه می شود مطالعه نمایید. با این حال مطالبی که در ادامه می آید مربوط به کلیات مولتی مترها می باشد و آشنایی با این مفاهیم شما را در استفاده از مولتی مترتان یاری می نماید.
مطالعه نمائید: انواع کلیدهای مورد استفاده در صنعت برق و کارکرد و کاربرد آنها
انواع مولتی متر و کاربرد آنها
مولتی متر دیجیتال
مولتی متر دیجیتال کمیت های اندازه گیری شده را به صورت رقم و یا ارقامی بر روی صفحه نمایش نشان می دهد و معمولا واحد کمیت اندازه گیری شده را نیز به طریق مناسبی نمایش می دهد.
مولتی متر کلمپی
نوع دیگری مولتی متر دیجیتالی نیز وجود دارد که در آن علاوه بر امکانات بیان شده کلمپی نیز وجود دارد. توسط این کلمپ می توان بدون نیاز به سری کردن مولتی متربا المان مورد نظر در مدار، جریان گذرنده از آن المان را اندازه گرفت. اگر سیم حلمل جریان متصل به المان مورد نظر را بین انبرهای این مولتی متر قرار دهیم، مولتی متر مقدار جریان گذرنده از سیم و در نتیجه مقدار جریان گذرنده از المان مورد نظر را نمایش می دهد.
مولتی متر اتورنج
در برخی از تنواع مولتی مترهای دیجیتال، انتخاب رنج اندازه گیری هر یک از پارامترها بصورت اتوماتیک توسط مولتی متر صورت می گیرد. این قابلیت باعث تسهیل کار با مولتی متر میشود. البته به نظر داشته باشید اتورنج بورن یک مولتی متر در زمانی که پیوسته قصد اندازه کیری یک رنج به صورت پی در پی را دارید باعث کند شدن عملیات اندازه گیری میگردد.
مولتی متر رومیزی
برخی از مدل های مولتی متر دیجیتال که در آنها نیاز به دقت بالاتر و قابلیت کالیبراسیون و عموما جهت کار در آزمایشگاه های الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرد مولتی مترهای رومیزی است. البته این گروه از مولتی مترها عموما قیمت بالاتری داشته و همچنین همان گونه که از نامشان مشخص است جهت استفاده پرتابل طراحی نمی شوند.
مولتی متر آنالوگ
در ظاهر مولتی متر آنالوگ یا عقربه ای معمولا از یک صفحه با تعدادی خطوط مدرج، یک عقربه که می تواند روی خطوط مدرج حرکت کند، یک سلکتور، تعدادی ترمینال ،یک پتانسیومتر تنظیم صفر و دو سیم رابط تشکیل می شود.
آمپرمتر 96 شیوا امواج
آمپرمتر 96 شیوا امواج ( تک فاز) با نمایشگر بزرگ، قابلیت اندازه گیری و نمایش جریان عبوری از 0.01 تا 6000 آمپر در رنج های مختلف CT را دارا می باشد. این دستگاه مجهز به سیستم ثبت ماکزیمم جریان ( ماکزیمتر) بوده و روش اندازه گیری جریان به دو صورت عادی و TRUE RMS می باشد.
ویژگی های آمپرمتر 96 شیوا امواج
1_ نمایشگر بزرگ برای نمایش جریان تا حداکثر 6000 آمپر 2- اندازه گیری و نمایش جریان به دو روش عادی و TRUE RMS 3_ ثبت ونمایش ماکزیمم جریان 4_ قابلیت تنظیم CT و نمایش آن 5_ قابلیت تنظیم دقیق CT جهت کالیبره کردن CT 6_ نمایش خطای جریان عبوری بیش از حد، از CTها 7_ چهار عدد نشانگر برای اعلام جریان عادی، جریان واقعی، ماکزیمم جریان، تنظیم CT و نمایش آن 8_ ذخیره تمام اطلاعات در هنگام قطع برق.
مطالعه معرفی، بازارکار و آینده شغلی رشته مهندسی برق هم مفید است.
گروه بندی کردن PLC ها
PLC عموما براساس اندازه، تعداد ورودی _ خروجی ها، حجم حافظه و البته قیمت قابل عرضه آنها طبقه بندی می شوند. به طور کلی PLC های کوچک با مشخصات زیر تعریف می شوند. تعداد نقاط ورودی _ خروجی زیر صد عدد است، البته حدودا 20 ورودی و 12 خروجی نیز روی کارت CPU خود دارند و معمولا می توانیم با اتصال دادن رکهای اضافی به PLC تعداد نقاط ورودی، خروجی آنها را افزایش دهیم. مقدار حافظه این مدل PLC ها چیزی در حدود 2 تا 10 کیلو است. که می توانید توسط کاربر برای پیاده سازی روتین ها و نرم افزارهای لازم استفاده شود.
PLC های متوسط نیز با مشخصات زیر تعریف می شوند.
این نوع از PLC ها از نظر نرم افزاری و سخت افزاری پیچیده تر از مدل های قبلی بوده و امکانات بیشتری را در اختیار کاربر قرار می دهند.از نظر نرم افزاری، آنها دارای قابلیت استفاده از توابع ریاضی و الگوریتم های پیچیده تر برنامه نویسی هستند و دستورالعمل هایی برای اجرای برنامه ها پیچیده تر، مدیریت فایل های موجود در حافظه و پیاده سازی حلقه های کنترلی خاص مثل حلقه های PID، دارند. تعداد نقاط ورودی و خروجی در این گروه از PLCها در حدود 4000 تا 8000 نقطه است از نظر سخت افزاری، آنها دارای قابلیت استفاده از ماژول های ویژه، ورودی و خروجی مثل ماژول های ارتباطی ASCII، ماژول برنامه پذیر توسط زبان های سطح پایین، ماژول های مالتی پلکسر ورودی، ماژول های ورودی آنالوگ ولتاژی و جریانی و در نهایت ماژول ارتباطی با شبکه های محلی را دارند و بالاخره PLCها ی بزرگ نیز با مشخصات زیر تعریف می شوند.
مطالعه نمائید: دانلود نمونه سوال امتحانی plc درجه 2
تعداد نقاط و ماژول های ورودی به اندازه ای بزرگ باشد که بتوان پروسه های یک کارخانه بزرگ را با آن کنترل کرد و همچنین مقدار حجم حافظه موجود در سیستم نیز به اندازه ای باشد که بتوان نرم افزار متناسب با چنین پروسه ای را در آن جای داد. اما مفهوم PLC بزرگ به این شکل مربوط به زمانی است که هنوز شبکه های کامپیوتری و کاربرد آنها در صنعت به شکل امروزی متداول و مرسوم نشده بودند و از یک PLC تنها برای کنترل یک پروسه صنعتی بزرگ مثل کارخانه ها استفاده می کردند و در زمان بروز کوچکترین خطایی در سیستم کل مراحل پروسه اتوماتیک کارخانه از کار می افتاد اما با فراگیر شدن کاربرد شبکه های کامپیوتری در مقایسه و انواع مختلف، سیستم های کنترل پروسه نیز دچار تغییر و تحول های اساسی شدند و روشها و متدهای جدیدی برای کنترل پروسه ها ارائه شد.یکی از مهم ترین متد های ارائه شده در این زمینه، متد سیستم کنترل گسترده یا DCS است.
در این روش، پروسه کلی را به گروهها و نواحی کاری مختلف تقسیم می کنند و برای کنترل و نظارت بر هر ناحیه یک PLC را به عنوان کنترل کننده محلی قرار داده و نرم افزارها و روتین های مربوط به همان ناحیه را نیز درون آن پیاده سازی می کنند. سپس تمام کنترل کننده ها را در نواحی مختلف توسط شبکه به هم متصل کرده و نرم افزارهای خاصی را جهت ارائه کنترل مرکزی، در مرکز کنترل روی PLC های بزرگتر پیاده سازی می کنند. از طرف دیگر PLC های جدید نیز به امکانات و تجهیزات بهتری مجهز شده اند که با کمک آنها می توانند در زمان های بروز خطاهای اساسی نیز به کار خود ادامه داده و پروسه را فعال نگاه دارند. کلیک کنید: مشاهده اساتید PLC زیمنس
بزرگترین خاصیت plc این است که به شما اجازه می دهد پروسه خود را به شکل نرم افزاری شبیه سازی کنید و تمام ورودی، خروجی ها را در نرم افزار لحاظ کرده، منطق مورد نظر را پیاده سازی کنید و ببینید که آیا منطق پایه ریزی شده توسط شما، مشکل پروسه را در عمل حل خواهد کرد یا خیر، ضمن اینکه توابع متنوع و زیاد دیگری نیز در محیطهای برنامه نویسی مختلف آن وجود دارد که می توانیم با استفاده از این توابع برنامه ها و روتین های بسیار پیچیده تری را پیاده سازی کنیم.
حتما بخوانید: دانلود رایگان جزوه آموزشی و سوال امتحانی برق و مهندسی برق
منبع: ایران مدرس
