آشنایی با تجهیزات تابلو سیستم کنترل (Introduction to Control System Panel Equipment)

تابلو سیستم کنترل (Control Panel) یکی از اساسی‌ترین بخش‌های هر سامانه اتوماسیون صنعتی است. این تابلوها وظیفه مدیریت، نظارت، پردازش سیگنال‌ها، اجرای فرمان‌ها، حفاظت تجهیزات و برقراری ارتباط بین اجزای مختلف سیستم را بر عهده دارند. آشنایی با تجهیزات داخلی این تابلوها برای مهندسان کنترل، برق و تکنسین‌های اجرایی ضروری است، زیرا کیفیت طراحی و انتخاب صحیح اجزا، عملکرد دقیق و پایدار سیستم را تضمین می‌کند.

در این مطلب، به صورت کامل و جامع با تمامی تجهیزات اصلی تابلوهای کنترل و نقش هر کدام آشنا خواهید شد.

1. اسکلت و تجهیزات ساختاری تابلو کنترل

• بدنه تابلو (Enclosure)

تابلوها در انواع فلزی، استیل، فایبرگلاس و پلاستیکی ساخته می‌شوند و معمولاً دارای درجه حفاظت IP۴۱ تا IP۶۶ هستند. وظیفه بدنه:

• حفاظت فیزیکی تجهیزات داخلی

• جلوگیری از ورود گردوغبار و رطوبت

• ایجاد ایمنی الکتریکی برای اپراتور

• ریل‌های نصب (DIN Rail)

برای نصب تجهیزات داخل تابلو مانند فیوزها، کنتاکتورها، ترمینال‌ها و PLC استفاده می‌شود.

• سینی کابل و کانال (Duct / Wiring Ducts)

برای مدیریت سیم‌کشی داخلی و جلوگیری از درهم‌ریختگی کابل‌ها به‌کار می‌رود.

2. تجهیزات اصلی کنترل و پردازش

• PLC (Programmable Logic Controller)

قلب کنترل تابلو که وظیفه اجرای منطق برنامه‌نویسی شده را بر عهده دارد.
وظایف:

• پردازش ورودی‌ها

• ارسال خروجی‌ها

• ارتباط با HMI و SCADA

• اجرای الگوریتم‌های کنترلی

• کارت‌های ورودی/خروجی (I/O Modules)

انواع کارت‌ها:

• Digital Input / DI

• Digital Output / DO

• Analog Input / AI

• Analog Output / AO

• Communication Modules

هر کارت وظیفه دریافت یا ارسال سیگنال‌ها از سنسورها و عملگرها را برعهده دارد.

• DCS Nodes (در تابلو سیستم‌های بزرگ)

در سیستم‌های توزیع‌شده، از کنترلرهای چندگانه با پردازش توزیع‌شده استفاده می‌شود.

3. تجهیزات تغذیه و حفاظت

• پاورساپلای (Power Supply)

وظیفه تبدیل ولتاژ ورودی 220VAC به ولتاژهای DC مورد نیاز تجهیزات (معمولاً 24VDC) را دارد.

• فیوز مینیاتوری (MCB)

برای حفاظت در برابر اضافه‌جریان و اتصال کوتاه.

• کلید محافظ جان (RCD / RCCB)

برای حفاظت افراد در برابر نشتی جریان.

• کلیدهای ترکیبی (RCBO)

ترکیب محافظ جان + فیوز مینیاتوری.

• رله‌های حفاظتی (Protection Relays)

برای حفاظت بارها، موتورها و خطوط.

4. تجهیزات فرمان و سوئیچینگ

• کنتاکتور (Contactor)

برای قطع و وصل بارهای موتوری و صنعتی با قدرت بالا.

• رله‌های کمکی (Auxiliary Relays)

برای ایجاد فرمان‌های کمکی در مدار، تأخیرها و ارتباطات بین تجهیزات.

• تایمرها (Timers)

برای اعمال تاخیر زمانی در مدار کنترل.

• رله‌های کنترل ولتاژ و فاز

برای حفاظت در برابر:

• قطع فاز

• عدم تعادل فاز

• جابجایی فاز

• افزایش/کاهش ولتاژ

5. تجهیزات اندازه‌گیری و نظارت

• ترانس جریان (Current Transformer / CT)

برای اندازه‌گیری جریان‌های بالا و محافظت تجهیزات.

• ترانس ولتاژ (VT/PT)

برای نمونه‌برداری از ولتاژ در تابلوهای توزیع و کنترل.

• آمپر متر، ولت متر، فرکانس متر

در انواع آنالوگ و دیجیتال جهت نمایش پارامترهای الکتریکی.

• نشانگرهای LED (Indicator Lights)

برای نمایش وضعیت‌های:

• روشن/خاموش

• خطا

• عملکرد تجهیزات

6. تجهیزات ارتباطی (Communication Equipment)

• سوئیچ صنعتی (Industrial Ethernet Switch)

برای تبادل داده بین PLC، HMI، SCADA و شبکه کارخانه.

• ماژول‌های ارتباطی

پشتیبانی از پروتکل‌های صنعتی:

• Modbus

• Profibus

• Profinet

• Ethernet/IP

• RS485 / RS232

• روترها و Gatewayها

برای اتصال شبکه کنترل به سایر شبکه‌های کارخانه یا اینترنت (با رعایت امنیت).

7. تجهیزات ترمینالی و سیم‌کشی

• ترمینال‌ها (Terminal Blocks)

برای اتصال سیم‌های داخلی به سیم‌های ورودی و خروجی. انواع:

• ترمینال ارت

• ترمینال نول

• ترمینال دوبل

• ترمینال فشاری و پیچی

• سرسیم‌ها (Ferrules / Lugs)

برای سربندی صحیح و ایمن سیم‌ها.

• شماره‌گذار سیم و ترمینال

برای مستندسازی و رفع خطا در آینده.

8. تجهیزات سرمایش و تهویه تابلو

• فن تابلو (Panel Fan)

• فیلتر هوا

• کولر تابلو (Panel Air Conditioner)

این تجهیزات از افزایش دما و خرابی تجهیزات الکتریکی جلوگیری می‌کنند.

9. تجهیزات HMI و اپراتوری

• HMI (Human Machine Interface)

برای نمایش روندها، آلارم‌ها، وضعیت دستگاه‌ها و اجرای فرمان‌ها.

• کلیدهای فشاری (Push Buttons)

برای فرمان‌های دستی مانند:

• Start

• Stop

• Reset

• سوئیچ سلکتوری (Selector Switch)

برای تغییر وضعیت بین حالت‌های:

• Manual / Auto

• Local / Remote

10. تجهیزات ایمنی و سیستم‌های حفاظتی

• کلید اضطراری (Emergency Stop / E-Stop)

قطع فوری کل سیستم در مواقع خطر.

• چراغ‌ها و آژیرهای هشدار

برای اعلام خطا یا وضعیت خطر.

• لاک‌اوت تگ‌اوت (LOTO Equipment)

ابزار ایمن‌سازی تابلو هنگام تعمیرات.

11. مستندات و برچسب‌گذاری تابلو

هر تابلو کنترل باید شامل:

• جدول نام تجهیزات

• لیست ترمینال‌ها

• لیست قطعات (BOM)

• نقشه تک‌خطی

• Wiring Diagram

• برچسب‌گذاری تگ‌ها

باشد تا تعمیر و نگه‌داری آسان‌تر شود.

جمع‌بندی

تجهیزات تابلو سیستم کنترل شامل مجموعه‌ای از ابزارهای پردازش، تغذیه، حفاظت، ارتباط، فرمان و نظارت است که همگی در کنار هم یک سیستم اتوماسیون پایدار و قابل اعتماد را تشکیل می‌دهند. انتخاب صحیح این تجهیزات بر اساس استانداردهای صنعتی و طراحی اصولی، نقش مهمی در افزایش ایمنی، کاهش خرابی‌ها و عملکرد دقیق سیستم کنترل دارد.
این آشنایی پایه‌ای‌ترین قدم برای ورود به طراحی تابلو، برنامه‌نویسی PLC، شبکه‌های صنعتی و سیستم‌های کنترل پیشرفته محسوب می‌شود.