درایو زیمنس چیست؟

یک نوع تجهیزات است که از آن در موتورهای الکتریکی استفاده می شود تا نوعی رفتار تعریف شده در وضعیت گردش موتور ایجاد کند و همچنین درایو زیمنس قابلیت تنظیم دور موتور در الکتروموتورها را دارد و می تواند موتور را به صورت کنترل شده خاموش یا روشن کند. درایو زیمنس از محصولات یک شرکت آلمانی به نام شرکت زیمنس می باشد که در انواع متنوعی تولید می شود. به عنوان مثال یک درایو زیمنس سرعت متغیر، شامل نوعی کنترل کننده و یک موتور است.

درایوهای زیمنس انواع مختلفی دارند که به اختصار چند نمونه را بررسی می کنیم: درایو V20 زیمنس آلمان مدل SINAMICS 6SL3210_5BE22_2UV0 از پرکاربردترین تجهیزات راه اندازی موتورهای سه فاز است که برای راه اندازی موتور توان پایین با اطمینان بالا در محدوده ولتاژهای 380 تا 480 به کار می رود. و با استفاده از پروتکل های ارتباطی مختلف و قابلیت اتصال به PLC ابزار هوشمند جهت راه اندازی فن، ماشین آلات سبک، نوار نقاله ها و … به کار می رود.

نوع دیگر درایو های زیمنس انواع Micromaster هستند که از پرفروش ترین و پرتعداد ترین درایو های مورد استفاده در صنایع جهان محسوب می شوند. درایو (اینورتر) Micromaster 420 بیشتر مناسب مواقعی است که به چندین سرعت متفاوت نیاز داریم اما فرایند کنترلی پیچیده ای نداریم، و طراحی این اینورتر هم مثل بقیه درایوهای زیمنس ماژولار است به طوری که به آسانی می توانیم از قسمت جلوی درایو برای نصب پنل کنترلی و ماژول ارتباطی استفاده کنیم. از ویژگی های مهم این درایو حفاظت موتور است و علاوه بر کنترل سرعت، از اضافه ولتاژ و اضافه جریان نیز حفاظت می کند. ویدیو معرفی درایو v20 را می توانید هم اکنون مشاهده کنید.

دانلود کلیپ اموزشی معرفی درایو زیمنس

نوع دیگر درایوهای زیمنس میکرومستر 430 است که بیشترین استفاده را در مجموعه Micromaster دارد. از قابلیت های ویژه این درایو (اینورتر) این است که حالت بی باری پمپ را تشخیص می دهد و مانع کارکردن آن می شود (زیرا این حالت خطرناک است). مثالی دیگر از درایوهای زیمنس درایو میکرومستر 440 است که متفاوت از مدل های دیگر حجم بسیار کوچکی اشغال می کند و با داشتن یک PLC داخلی، امکان برنامه نویسی را برای اپراتور ایجاد می کند. درایو سینامیکس V20، درایو سینامیکس V90 و درایوهای سینامیکس زیمنس سری G و S از دیگر انواع درایوهای زیمنس می باشند که کاربردهای مختلف دارند.

کاربرد های زیادی در صنعت اتوماسیون برای استفاده از درایو (یا اینورتر) وجود دارد مانند: ماشین های CNC، موتورهای آسانسور و … . درایو زیمنس دارای IGBT های بسیار قوی است به همین دلیل در صنعت بیشتر کاربرد دارد. به عنوان مثال در کارخانه های سیمان و همه صنایعی که به کنترل موتور نیاز دارند از اینورتر یا درایو زیمنس استفاده می شود. همچنین به وسیله ماژول شبکه درایو زیمنس می توانیم درایو ها را به شبکه پروفی باس وارد کنیم.

شرکت زیمنس

همان طور که گفتیم درایو زیمنس از محصولات شرکت زیمنس است. شرکت زیمنس یک شرکت خوشه ای آلمانی است که از نخستین شرکت های صنعتی اروپاست و به صورت چند ملیتی فعالیت می کند. ورنر فون زیمنس جوانی 30 ساله با پیشینه مهندسی، در سال 1847 با کمک همکارش جورج هالسکه، شرکت زیمنس را در شهر برلین تاسیس کرد. زیمنس در سال 1892 برای اولین بار یک مرکز مدیریت خارجی برای شرکت خود در شهر توکیو ژاپن ایجاد کرد که متاسفانه این شعبه باعث سقوط ژاپن در سال 1914 شد. یک رویداد تاریخی که به آن رسوایی زیمنس می گویند.

شرکت زیمنس هنگام شروع جنگ جهانی اول 168 نمایندگی در 49 کشور تاسیس کرده بود. و هنگامی که در جنگ جهانی اول آلمان شکست خورد، زیمنس در سال 1920 توانست به اوج خود برگردد و جزو 5 شرکت برتر دنیا شود که در زمینه محصولات الکتریکی فعالیت داشتند. و پس از آن در سال 1939 به عنوان بزرگترین شرکت الکترونیکی جهان شناخته شد، چرا که این شرکت تا قبل از آن نقش بسیار مهمی در مدرن سازی سیستم تلفن داشت.

شرکت زیمنس آلمان در بخش اتوماسیون صنعتی نیز کار خود را به خوبی انجام داده به طوری که از محبوب ترین و با کیفیت ترین شرکت های سازنده تجهیزات اتوماسیون صنعتی زیمنس است. این سیستم های زیمنس همه نیازهای صنعتی را حمایت می کنند و اجتماعی از استانداردها را در زمینه اتوماسیون صنعتی زیمنس در اختیار قرار می دهند.

محصولات شرکت زیمنس

اطلاع از محصولات زیمنس می تواند بخشی از نیازهای الکتریکی همه مارا تامین کند پس بهتر است فقط به دانستن اطلاعات درایو زیمنس قانع نشویم و محصولات آن را جامع تر بررسی کنیم. جالب است بدانید شرکت زیمنس تاریخچه ی فعالیت 170 ساله با سابقه درخشانی دارد به طوری که به دلیل شعبه های متعدد فعالیت آن، به عنوان بزرگ ترین شرکت ساخت و تولید در صنعت اروپا محسوب می شود. هم اکنون مدیریت مرکزی این شرکت در برلین و مونیخ است، و به طور کلی فعالیت آن در چهار بخش مهم یعنی انرژِی، صنعت، پزشکی و زیرساخت های شهری تعریف میشود. این شرکت با داشتن کارکنانی بیش از 360 هزار نفر، در زمینه های مختلفی مانند ساخت و تولید انواع تجهیزات مخابراتی و نور پردازی حرفه ای، سیستم های ریلی و انواع قطار، لوازم خانگی، تجهیزات نیروگاهی و تولید برق، اتوماسیون صنعتی، سامانه های اعلام حریق، سیستم های خودکار سازی و تجهیزات پزشکی فعالیت دارد.

تعدادی از محصولات اتوماسیون صنعتی زیمنس عبارتند از: پاور ماژول PM1207، پی ال سی لوگو زیمنس، پی ال سی S7200 زیمنس (پردازنده ای که با قابلیت برنامه نویسی در نرم افزار microwin)، پی ال سی S7300 (از پرکاربردترین PLC های شرکت زیمنس و دارای طیف وسیعی از ماژول ها در عرصه های مختلف)، پی ال سی S71200 زیمنس، نرم افزار PLC زیمنس، پی ال سی S71500، HMI زیمنس (نمایشگر زیمنس دارای صفحه تاچ و کیفیت وضوح تصویر بالا جهت کنترل بر روند فعالیت دستگاه ها)، پی ال سی S7400 (قدرتمند ترین PLC خانواده اتوماسیون صنعتی). و محصولاتی در زمینه قدرت شامل انواع الکترو موتورها و کلید های DRIVE و LV & MV و … و همچنین تجهیزات ابزار دقیق مانند فلومتر، ترنسمیتر اندازه گیری سطح، فشار و دما، و انواع سوویچ ها و … و محصولاتی دیگر همچون کنتاکتور زیمنس، درایو زیمنس و کلید حرارتی زیمنس را ارائه می دهد.

منابع:

1. www.zoomit.ir
2. www.dianpower.ir
3. www.siemenscontrol.com

درایو چیست؟

درایو الکتروموتور به عنوان یک سیستم کنترل الکترونیکی استفاده میشود که برای کنترل سرعت و جریان الکتروموتورها استفاده میشود. الکتروموتورها دستگاههای الکتریکی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند و در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف استفاده میشوند.

درایو الکتروموتور با استفاده از قوانین کنترل الکترونیکی، ولتاژ و فرکانس تغذیه الکتروموتور را تنظیم کرده و با کنترل جریان و سرعت آن، عملکرد الکتروموتور را تنظیم میکند. درایوهای الکتروموتور میتوانند از انواع مختلفی شامل مبدلهای فرکانس، مبدلهای DC به AC، مبدلهای AC به DC و سیستمهای تنظیم سرعت باشند.

استفاده از درایو الکتروموتورها، امکان بهینهسازی عملکرد الکتروموتورها را فراهم میکند. آنها قابلیت تنظیم سرعت دقیق، کاهش انرژی مصرفی، کنترل دقیق جریان و حفاظت از الکتروموتور در برابر ولتاژهای نامناسب و مشکلات دیگر را به ما میدهند. بنابراین، درایوهای الکتروموتور برای بهبود کارایی و کاربرد الکتروموتورها بسیار حائز اهمیت هستند.

کاربردهای درایو چیست؟

درایوها (سیستمهای کنترل الکترونیکی) در صنایع مختلف و برنامههای متنوعی استفاده میشوند. این درایوها قابلیت کنترل سرعت، جریان و ولتاژ الکتروموتورها را فراهم میکنند. برخی از کاربردهای رایج درایوها عبارتند از:

1. صنعت خودروسازی: درایوها در خودروها برای کنترل سیستمهای موتوری مانند موتورهای الکتریکی، سیستمهای هیدرولیکی، سیستمهای ترمز و سیستمهای دندهباکس استفاده میشوند.

2. صنعت نفت و گاز: درایوها در پمپها، فنها، کمپرسورها و سایر تجهیزات صنعتی استفاده میشوند تا سرعت و جریان آنها را تنظیم کنند و بهینهسازی انرژی را فراهم کنند.

3. صنعت برق و انرژی: درایوها در نیروگاهها، آببرقها و سایر سیستمهای انتقال و توزیع برق استفاده میشوند. آنها میتوانند سرعت و جریان ژنراتورها و توربینها را کنترل کنند و تنظیمات دقیق را فراهم کنند.

4. صنعت فولاد: درایوها در ماشینهای فولادسازی، آسیابها، کورهها و تجهیزات دیگر استفاده میشوند تا کنترل سرعت و جریان در فرآیندهای تولید فولاد را بهبود بخشند.

5. صنعت مواد غذایی: درایوها در تجهیزات مانند پمپها، میکسرها، کشندهها و سایر دستگاههای فرآوری مواد غذایی استفاده میشوند تا فرآیندهای تولید و بستهبندی را کنترل کرده و کارایی و دقت را بهبود بخشند و همچنین صرفهجویی در انرژی را امکانپذیر کنند.

1. کنترل سرعت: درایوها امکان کنترل دقیق و تنظیم سرعت الکتروموتورها را فراهم میکنند. این قابلیت به کاربر امکان میدهد تا سرعت الکتروموتور را بر اساس نیازهای خود تنظیم کند.
2. کنترل جریان: درایوها قابلیت کنترل و محدود کردن جریان الکتروموتورها را دارند. این ویژگی به کاربر اجازه میدهد جریان مصرفی را تنظیم و کنترل کند، که میتواند در حفاظت از الکتروموتور و بهبود کارایی سیستم مفید باشد.
3. کنترل ولتاژ: درایوها امکان تنظیم ولتاژ تغذیه الکتروموتورها را فراهم میکنند. این قابلیت به کاربر اجازه میدهد ولتاژ خروجی را تغییر دهد و الکتروموتور را با تواناییهای مختلف کنترل کند.
4. کنترل موقعیت: درایوهای پیشرفته میتوانند قابلیت کنترل موقعیت الکتروموتور را فراهم کنند. این ویژگی به کاربر اجازه میدهد تا موقعیت دقیق الکتروموتور را تنظیم و کنترل کند، که در برخی برنامهها و سیستمهای روباتیک و اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
5. قابلیت کنترل تورک: درایوها قادر به کنترل دقیق تورک یا گشتاور الکتروموتورها هستند. این قابلیت به کاربر امکان میدهد تورک مورد نیاز را برای الکتروموتور تنظیم و کنترل کند. با استفاده از این قابلیت، میتوان گشتاور الکتروموتور را بر اساس نیازهای مختلف برنامهها و سیستمها تنظیم کرده و بهبود کنترل و عملکرد سیستم را بهبود بخشید.

جلد کتاب فرایند تولید تا توزیع انرژی الکتریکی در سیستم‌های قدرت در انتشارات حانون

نویسنده:

1- مهندس امیر محمد جعفری گیلانی

(کارشناسی مهندسی برق قدرت دانشگاه فنی و حرفه ای)

2-دکتر شهریار عباسی

(دکترای برق قدرت از باری ایتالیا،استادیار و عضو هیئت علمی دانشگاه فنی و حرفه‌ای)

3-دکتر علی قاسمی

(دکترای برق و الکترونیک از دانشگاه تهران،مدیر مرکز رشد دانشگاه فنی و حرفه‌ای)

دانلود کلیپ اموزشی کانکت موتور به درایو موتوری و پایه های آن

دانلود کلیپ اموزشی

درایو راه اندازی موتور های الکتریکی ساخت شرکت ال جی

دانلود کلیپ اموزشی

در این کلیپ اموزش عملکرد و اجزای یک تایمر برق صنعتی انالوگ را اموزش خواهید دید.

دانلود کلیپ آموزشی

بریر چیست؟

بریرها (Barriers) در بین سیستم کنترل و تجهیزات سایت نصب می شوند و از انتقال انرژی اضافی سیستم های کنترل به منطقه پرخطر جلوگیری می کنند.

این انرژی اضافی می تواند از یک منبع تغذیه آزاد شود و یا اینکه در یک خازن و یا سلف ذخیره شده باشد.مدار های I.S به نحوی طراحی مشوند که تحت شرایط عادی، انرژی مدار ایمن باشد و در صورت رخداد مشکل بریر ها از مدار محافظت می کنند و انرژی آن را کمتر از حد لازم برای وقوع انفجار قرار می دهند.بریرها معمولاً از دو قسمت تشکیل شده‌اند: یک بخش ورودی و یک بخش خروجی که از طریق یک فرآیند تحت فشار یا سیگنال، انتقال داده می‌شود.

معرفی و طراحی اولیه بریر

از آنجایی که در کارخانجات و پلنت های صنعتی ضد انفجار بودن بخش مهمی از طراحی هر سیستم به شمار می رود، بریر ها جهت جداسازی به منظور ضد انفار بودن استفاده می شوند.هدف از طراحی بریر های ایزوله (Isolated Barriers) برای ضد انفجار بودن و جلوگیری و یا به حداقل رساندن احتمال انفجار در یک قطعه از تجهیزات در امتداد شبکه مجاری به تجهیزات سایت می باشد.

انواع بریرها

بریر های زنر یا پسیو(Passive Barries):

دسته اول بریر ها را بریر های پسیو و یا زنر نام گذاری می کنند که این نوع از بریر ها نیاز به تغذیه ندارند و به وسیله مقاومت، جریان مدار را در حد مجاز نگه می دارند

و از طریق دیود زنر ولتاژ مدار را در حد مطلوب و رضایت بخش حفظ می کنند.

در این Barriers ولتاژ اضافی از طریق زنر به زمین منتقل میشود به همین دلیل نیاز به اتصال زمین دارند.

مقدار مقاومت زمین باید در حد 1 اهم باشد و بریر میبایست مستقیما به زمین وصل شود.

در زیر شماتیک این نوع بریر ها نشان داده شده است.

اکتیو بریرها (Isolated Barriers):

بریر های ایزوله یا اکتیو به وسیله ترانس، رله و یا اپتو کوپلر سیستم کنترل را از مدار مربوطه ایزوله می کنند

و نیاز به تغذیه دارند و تجهیزی که به بریر متصل می گردد تغذیه خود را از طریق Barriers تامین می کند

اما بر خلاف بریر های پسیو به اتصال زمین نیاز ندارند . شماتیک این مدل از بریر ها را در زیر می بینیم:

بریر های برند PEPPERL+FUCHS :

Barriers ایمنی ذاتی برند pepperl+fuchs انرژی موجود در مدار را محدود کرده و به وسیله آن مناطق خطرناک را از انرژی اضافی محافظت می کند.

از طریق محدود کردن انرژی به سطح ایمن، مدار های ذاتی ایمن از احتراق جوهای احتمالی جلوگیری می کنند.

این موضوع باعث می شود تعمیر و نگهداری مدار های EX i ساده تر شود.

برند آلمانی Pepperl+Fuchs انواع بریر های ایمنی ذاتی را برای کاربرد های مختلف ارائه می دهد

و بین Barriers ایزوله و بریر های زنر که انتقال ایمن سیگنال را در محیط های خطرناک تضمین می کنند، می توانید بر حسب نیاز انتخاب کنید.

بریر های ایزوله پپرل فوکس (Pepperl+Fuchs Isolated barriers):

برند پپرل فوکس متنوع ترین انتخاب محصولات را برای محافظت از سیگنال های الکتریکی واقع در مناطق خطرناک ارائه می دهد.

این ماژول ایمنی ذاتی ویژگی های محدود کننده انرژی یک بریر زنر را با خاصیت ایزوله سازی گالوانیک ترکیب می کنند.

شرکت سازنده Pepperl+fuchs سیستم هایی را برای کاربردها و نصب های مختلف ارائه می دهند.

نوع سیگنال

1. آنالوگ
2. دیجیتال

بریر آنالوگ چیست

بریر آنالوگ یک نوع تجهیزات الکترونیکی هستند که برای جداسازی و انتقال سیگنال‌های آنالوگ از یک بخش به بخش دیگر در سیستم‌های کنترل و اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شوند.

این Barriers در اصل برای ایمنی و کنترل دقیق در فرآیندهای صنعتی طراحی شده‌اند.

بریرهای آنالوگ اغلب برای انتقال سیگنال‌های مانند ولتاژ یا جریان به صورت آنالوگ از یک بخش به بخش دیگر در سیستم‌های کنترل استفاده می‌شوند.

این Barriers معمولاً برای انتقال اطلاعات مربوط به دما، فشار، جریان و سایر متغیرهای فیزیکی به صورت آنالوگ به کار می‌روند.

به عنوان مثال، یک Barriers آنالوگ می‌تواند داده‌هایی مربوط به دما یک سیستم را به صورت یک سیگنال ولتاژ یا جریان متغیر نشان دهد که این اطلاعات می‌تواند به صورت پیوسته و بدون وقفه در طول زمان انتقال پیدا کند.

این نوع بریرها معمولاً برای کنترل فرآیندها، مانیتورینگ داده‌های فیزیکی و کنترل دقیق در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت و گاز، شیمیایی، خودروسازی و سایر صنایع از اهمیت بسیاری برخوردارند.

یک نمونه از محصولات برند PEPPERL+FUCHS که دارای سیگنال آنالوگ است: RTD Converter KFD0-TR-Ex1

بریر دیجیتال چیست

بریرهای دیجیتال نوع دیگری از تجهیزات الکترونیکی هستند که برای انتقال سیگنال‌های دیجیتال از یک بخش به بخش دیگر در سیستم‌های کنترل و اتوماسیون صنعتی به کار می‌روند.

این Barriers برای کنترل دقیق و انتقال داده‌های دیجیتالی به صورت گسسته و با استفاده از صفر و یک استفاده می‌شوند.

Barriers دیجیتال معمولاً از طریق سیگنال‌های دیجیتالی مانند پروتکل‌های ارتباطی مانند Profibus، Modbus، HART و یا Foundation Fieldbus به سیستم‌های کنترل متصل می‌شوند.

این بریرها می‌توانند اطلاعات مانند وضعیت، داده‌های تشخیصی، اطلاعات مربوط به ایمنی، و داده‌های دیگر را به صورت دیجیتال منتقل کنند.

به عنوان مثال، یک Barrier دیجیتال ممکن است وضعیت یک سنسور را به صورت یک کد دیجیتال ارسال کند که این کد ممکن است یک مقدار باینری مانند صفر و یک باشد که نمایانگر وضعیت مشخصی مانند روشن یا خاموش بودن یک دستگاه است.

از Barriers دیجیتال در صنایع مختلفی از جمله صنایع فرآیندی، خودروسازی، اتوماسیون صنعتی و سایر صنایع برای انتقال داده‌ها به صورت دیجیتال و ارتباط با سیستم‌های کنترل استفاده می‌شود.

نمونه هایی از محصولات برند PEPPERL+FUCHS که دارای سیگنال دیجیتال هستند:

• Switch Amplifier HiC2831

• Switch Amplifier HiC2841

• Switch Amplifier HiC2842

• Switch Amplifier HiC2821

• Switch Amplifier HiC2822

• Switch Amplifier HiC2831R1

عملکرد بریر

1. جداسازی و ایزولاسیون:

Barriers به عنوان واسطه‌ای بین دو بخش مجزا در یک سیستم الکتریکی یا الکترونیکی عمل می‌کنند و اجازه نمی‌دهند که نویزها، جریان‌های ناخواسته یا خطرات برقی از یک بخش به بخش دیگر منتقل شوند.

2. محافظت از سیستم:

این تجهیزات برای محافظت از دستگاه‌ها، سنسورها، تجهیزات الکترونیکی و حفظ عملکرد صحیح آن‌ها در برابر ولتاژها یا جریان‌های ناخواسته که ممکن است سیستم را آسیب ببیند، استفاده می‌شوند.

3. انتقال سیگنال:

Barriers از سیگنال‌های آنالوگ یا دیجیتال برای انتقال اطلاعات به صورت پیوسته یا گسسته بین دو بخش استفاده می‌کنند.

این اطلاعات ممکن است از سنسورها، دستگاه‌های اندازه‌گیری، یا دیگر تجهیزات برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندها و داده‌ها بهره می‌برند.

با کمک بریرها، امکان اتصال دقیق و ایمن بین قسمت‌های مختلف یک سیستم فراهم می‌شود و خطرات ناشی از انتقال نویزها یا خطرات الکتریکی بین این بخش‌ها کاهش می‌یابد.

برند های سیفتی بریر

• Pepperl+fuchs
• STAHL
• MTL
• PR
• GM(General monitor)

جمع بندی

پروسه استفاده از Barriers بر اساس استاندارد IEC60079-11 و یا استاندارد EN50020 عنوان شده است

که تجهیزاتی که در این استاندارد طراحی و ساخته می شوند تاییدیه ضد انفجار Intrinsically safe(Ex ia) را دریافت می کنند

و با توجه به نزدیک بودن تجهیزات ابزار دقیقی به منطقه خطر، تجهیزات مطابق با این استاندارد به گونه ای طراحی می شوند که در محدوده جریان و ولتاژ بسیار پایین کار کنند و هیچ گونه انرژی اضافی در سیستم آزاد نکنند. مدار هایی که این تجهیزات را به سیستم کنترل وصل میکنند باید دارای ویژگی های زیر باشند؛

سيستم هاي كنترلی كـــه در منطقه ايمن که اصطلاحا به آن Safe area نیز می گویند نصب شده اند، هيچگونه حفاظتي ندارند و بايد به نحوي از انتقال انرژي اضافي آن ها به منطقه پرخطر جلوگيري شود.

بدين منظور جهت جداسازي سيستم كنترل از منطقه پرخطر، در مسير سيم كشي هاي اتاق كنترل و سايت، تجهيزاتي به نام بریر (جداكننده) قرار مي دهند.

Barrier ميزان انرژي كه از سمت سيستم كنترل به تجهيزات سايت انتقال مي يابد را در حد ايمن نگه مي دارد. و در هنگام وقوع مشكل در مدارات از انتقال انرژي اضافي به مدار جلو گيري مي كند. مدارهايي كه بدين شكل مورد بهره برداري قرار مي گيرند را Circuit Safe Intrinsically، يا مدارهاي ذاتاً ايمن مي نامند. بنابراین در پروژه ها برای حفظ ایمنی و کارکرد اصولی استفاده از Barriers الزامی است.

سنسور RTD چیست ؟

RTD مخفف آشکارساز دمای مقاومتی است. RTDها را دماسنج مقاومتی نیز می‌گویند. برای اینکه بدانیم سنسور RTD چیست اول بیایید نگاهی به تعریف صنعتی و علمی آن چیست. انجمن آمریکایی برای آزمون و مواد (ASTM) تعريف زير را براي دماسنج مقاومتی ارائه کرده است:

RTD چطور کار کند؟

RTDها بر اساس رابطه بین فلزات و دما کار می‌کند. وقتی دمای فلز افزایش می‌یابد، مقاومت فلز در برابر جریان الکتریکی نیز افزایش می‌یابد. به همین ترتیب، وقتی دمای المان مقاومتی RTD افزایش می‌یابد، مقاومت الکتریکی (بر حسب اهم (Ω)) نیز افزایش می‌یابد. المان‌های RTD معمولا بر اساس مقاومت‌شان (بر حسب اهم) در دمای صفر درجه سیلیسیوس (ºC 0) نام‌گذاری می‌شوند. معروف‌ترین آنها، المان Ω ۱۰۰ است، به این معنی که در دمای ºC 0 باید مقاومت Ω ۱۰۰ از خود نشان دهد.

فلزات تشکیل دهنده سنسور RTD چیست ؟

پلاتین معروف‌ترین فلزی است که به دلیل ویژگی‌های زیر برای ساخت المان‌های RTD استفاده می‌شود: (۱) از نظر شیمیایی خنثی است، (۲) رابطه دما با مقاومت در آن تقریبا خطی است، (۳) ضریب دمای مقاومت آن به اندازه کافی زیاد است تا بتوان تغییرات مقاومت با دما را اندازه‌گیری کرد و (۴) پایدار است (مقاومت دمایی آن با زمان تغییر چندانی نمی‌کند).

سایر فلزاتی که اغلب در ساخت المان‌های مقاومتی در RTDها استفاده می‌شوند عبارتند از نیکل، مس و بالکو[۱].

المان‌های RTD معمولا به یکی از سه حالت زیر ساخته می‌شوند: (۱) رسوب یا چاپ لایه پلاتین یا شیشه فلزی برروی زیرلایه سرامیکی تخت که به المان‌های RTD «لایه نازک» معروف هستند، (۲) پیچیدن سیم فلزی یا پلاتین دور ماسوره شیشه‌ای یا سرامیکی و درزبندی آن با پوششی از شیشه مذاب که به المان‌های RTD «سیم‌پیچی» معروف هستند، و (۳) المان پیچیده‌شده که از قرار دادن سیم‌پیچ کوچکی در داخل حفره عایق سرامیکی و اتصال آن به یک سمت حفره تشکیل می‌شود. از میان این سه المان RTD، المان لایه نازک مقاومت‌تر است و در طول زمان دقت بهتری دارد.

چرا گاهی RTDها را RTDهای ۲، ۳ یا ۴ سیمی می‌نامند؟ و چرا باید به یک RTD سیمی به جای سایر RTDها نیاز خواهد بود؟

طبق یک قاعده كلي، هر چه تعداد سیم‌های RTD بیشتر باشد، دقت آن بیشتر است. RTD كاملا از پلاتین ساخته نمي‌شود. صرفنظر از ساير مسايل، ساخت تمام RTD از پلاتین برای اکثر کاربردها بسیار گران‌قیمت خواهد بود. در نتیجه، فقط المان‌های کوچک RTD از پلاتین ساخته می‌شوند. برای استفاده از مقدار مقاومت المان RTD، باید اين مقاومت به دستگاه اندازه‌گيري منتقل شود. براي اين كار از سیم مسی با روکش عایق برای اتصال المان RTD به دستگاه اندازه‌گیری استفاده می‌شود.

همانند پلاتین، مس نیز مقاومت الکتریکی دارد. مقاومت در امتداد سیم مسی می‌تواند بر مقدار مقاومت اندازه‌گیری‌شده توسط دستگاه متصل به RTD تاثیر بگذارد. در RTDهای دو سیمی وسیله‌ای برای محاسبه مقاومت مربوط به سیم مسی وجود ندارد تا بتوان مقاومت سیم مسی را کاهش داد و مقاومت اندازه‌گیری‌شده را به درستی به دمای المان RTD مرتبط دانست. در نتیجه، RTDهای دوسیمی معمولا برای اندازه‌گیری تقریبی دما استفاده می‌شوند.

RTDهای سه سیمی بیشتر در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند. این RTDها معمولا از مدار اندازه‌گیری پل وتستون برای جبران مقاومت سیم مسی (مطابق شکل زیر) استفاده می‌کنند.

در یک RTD سه سیمی، طول سیم‌های A و B باید یکسان باشد. این طول اهمیت زیادی دارد زیرا هدف از طراحی پل وتستون، ایجاد امپدانس در سیم‌های A و B (این سیم‌ها به عنوان پایه‌های پل وتستون عمل می‌کنند) و حذف سایر امپدانس‌ها است تا در نهایت سیم C به عنوان سیم اصلی اندازه‌گیری بتواند جریان‌های بسیار کوچک (در محدوده میکروآمپر) را از خود عبور دهد.

RTDهای چهار سیمی دقت بیشتری از RTDهای سه سیمی دارند زیرا می‌توانند مقاومت سیم‌ها را، بدون توجه به طول هر سیم، به طور کامل جبران کنند. به این ترتیب، با صرف هزینه نسبتا کم برای افزایش سیم مسی می‌توان دقت اندازه‌گیری را به طور چشمگیری افزایش داد.

اجزای اصلی RTD ها چه هستند؟

1. ۱- المان مقاومتی پلاتینی RTD: بخش اصلی اندازه‌گیری دما در RTD است. طول این المان از یک‌هشتم اینچ تا ۳ اینچ می‌تواند متغیر باشد. گزینه‌های زیادی وجود دارد. ضریب دمایی استاندارد α=۰٫۰۰۳۸۵ و مقاومت استاندارد در ºC 0 برابر Ω ۱۰۰ است.
2. ۲- قطر خارجی RTD: قطر خارجی RTD در US معمولا یک‌چهارم اینچ و در سایر کاربردها mm 6 (236/0 اینچ) است. با این حال، قطر خارجی در محدوده ۰۶۳/۰ تا ۵۰۰/۰ اینچ قرار دارد.
3. لوله RTD: معمولا برای کاربرد تا دمای ºF 500 از فولاد زنگ‌نزن ۳۱۶ استفاده می‌شود. برای دماهای بالاتر از ºF 500 بهتر است از اینکونل ۶۰۰ استفاده شود.
4. ۳- اتصال فرایند RTD: اتصال فرایند شامل تمام اتصالات استانداردی می‌شود که برای ترموکوپل‌ها استفاده می‌شوند (یعنی اتصالات فشاری، جوشی، فنری و غیره).
5. ۴- انواع سیم‌کشی RTD: RTDها به سه حالت ۲، ۳ و ۴ سیمی ساخته می‌شوند. RTD سه سیمی بیشترین کاربرد را در صنعت دارد. معمولا از تفلون و فایبرگلاس برای عایق کردن سیم استفاده می‌شود. تفلون در برابر رطوبت مقاوم است و تا ºF 400 دما را تحمل می‌کند. فایبرگلاس را می‌توان تا ºF 1000 استفاده کرد.
6. ۵- اتصال انتهایی سرد RTD: برای اتصال انتهای سرد RTD می‌توان از دوشاخه، سیم لخت، ترمینال و سایر اتصالات متداول برای ترموکوپل‌ها استفاده کرد.

برای ترمزی گیری اضطراری در صنعت برای توقف کامل دستگاه های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد ادامه مبحث را در کلیپ مشاهده کنید.

تصویر فوق مدار فرمان تزریق جریان DC بجهت ترمز گیری در مواقع ضروری مورد استفاده قرار میگیرد.

دانلود کلیپ آموزشی