اخبار و اطلاعیه‌های مهم را اول دریافت کن
مدار پوش باتن (Push Button Circuit) بستر ارتباطی میان اپراتور و ماشین آلات صنعتی است که با استفاده از کنتاکت های باز (NO) و بسته (NC)، فرامین قطع و وصل را به رله ها، کنتاکتورها و PLC صادر می کند. درک صحیح نقشه پوش باتن و نحوه سیم کشی مدارهایی نظیر “مدار خودنگهدار” و “مدار اینترلاک”، برای راه اندازی ایمن موتورهای سه فاز الزامی است. شناخت تفاوت پایه های پوش باتن فرمان با پوش باتن دو پایه ساده، از بروز خطاهای مرگبار در تابلوهای برق جلوگیری می نماید.
در هیاهوی یک کارخانه صنعتی، جایی که الکتروموتورهای غول پیکر، بازوهای رباتیک و نوار نقاله های طویل در حال کار هستند، همه چیز نیازمند یک رهبری و فرمان دهی بی نقص است. پیش از ظهور سیستم های پیچیده کامپیوتری، این شستی های مکانیکی بودند که به عنوان تنها زبان مشترک میان انسان و ماشین ایفای نقش می کردند؛ و امروز نیز با وجود پیشرفته ترین پی ال سی ها، همچنان ایمن ترین و قطعی ترین روش برای کنترل مستقیم تجهیزات در خطوط تولید به شمار می روند. زمانی که اپراتور یک دکمه سبز رنگ را فشار می دهد و یک دستگاه ده تنی با غرش شروع به کار می کند، در پس این حرکت ساده، یک شبکه پیچیده و مهندسی شده از سیگنال های الکتریکی در جریان است.
برای مشاهده و خرید این تجهیزات می توانید به صفحه پوش باتن مراجعه کنید. جهت دریافت اطلاعات فنی و نقشه های سیم کشی، بخش دانلود کاتالوگ محصولات در دسترس قرار دارد. همچنین برای آشنایی بیشتر با مجموعه و تامین کنندگان قطعات اتوماسیون صنعتی، می توانید از صفحه درباره ما بازدید نمایید.
بسیاری از تکنسین های تازه کار تصور می کنند اتصال دو رشته سیم به پشت یک کلید، تمام آن چیزی است که باید درباره مدارهای فرمان بدانند. اما در واقعیت، یک اشتباه کوچک در انتخاب کنتاکت اشتباه، عدم تسلط بر نحوه سیم بندی مدارهای خودنگهدار یا نادیده گرفتن اصول ایمنی در طراحی مدار توقف، می تواند در کسری از ثانیه منجر به فاجعه ای جبران ناپذیر برای پرسنل و ماشین آلات شود. ما در این مقاله جامع و کاملاً تخصصی، بر اساس دهه ها تجربه عملیاتی در طراحی و مونتاژ تابلوهای کنترل در صنایع مادر، قصد داریم شما را به اعماق طراحی مدارهای فرمان ببریم. اگر می خواهید با کالبدشکافی دقیق، نقشه خوانی و اصول سیم کشی این تجهیزات حیاتی آشنا شوید و مهارت خود را از یک نصاب ساده به یک طراح مدار ارتقا دهید، این راهنمای مرجع تمامی نیازهای شما را برآورده خواهد ساخت. برای درک بهتر مفاهیم پایه، پیشنهاد می کنیم نگاهی به مقاله پوش باتن چیست بیندازید.
مدار پوش باتن یک شبکه الکتریکی کنترلی (مدار فرمان) است که با استفاده از شستی های فشاری (Push Buttons)، جریان برق را به سمت بوبینِ رله ها، کنتاکتورها یا ورودی های دیجیتال کنترلرها (PLC) هدایت یا قطع می کند. این مدارها با بهره گیری از منطق کنتاکت های در حالت عادی باز (NO) برای راه اندازی و در حالت عادی بسته (NC) برای توقف، امکان طراحی انواع عملکردهای صنعتی نظیر استارت لحظه ای (Jogging)، کنترل دائم (Latching) و توقف ایمن را با استفاده از ولتاژهای پایین و ایمن فراهم می آورند.
طراحی مدار فرمان و تامین تجهیزات اورجینال با مبین نیرو
ما در شرکت مبین نیرو، با سال ها حضور مستمر در قلب پروژه های زیربنایی و طراحی هزاران تابلو برق صنعتی، به خوبی می دانیم که پایداری یک سیستم اتوماسیون به کیفیت قطعات فرمان آن بستگی دارد. مبین نیرو به عنوان نماینده رسمی و واردکننده مستقیم برندهای تراز اول جهانی از جمله اشنایدر الکتریک، تکو (TECO)، سایمون (Cimon) و اسپکتر در ایران، معتبرترین مرجع برای تامین تجهیزات شماست. دپارتمان مهندسی ما آماده است تا ضمن بررسی نقشه های کنترلی شما، باکیفیت ترین شستی ها، کنتاکتورها و تجهیزات تابلویی را با تضمین اصالت و بهترین قیمت تامین نماید. برای دریافت مشاوره تخصصی رایگان و ثبت سفارش، همین امروز با کارشناسان ما در تماس باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
شماره تماس مستقیم دپارتمان اتوماسیون: 02188842616
در علم مهندسی برق، ما با دو دنیای کاملاً مجزا روبرو هستیم: “مدار قدرت” و “مدار فرمان”. مدار قدرت، شریان اصلی انتقال انرژی است که با ولتاژها و جریان های خطرناک (مثلاً ۳۸۰ ولت و صدها آمپر) مستقیماً به الکتروموتورها متصل می شود. دخالت مستقیم انسان با دست در این مدار، معادل خودکشی است!
در اینجا مدار فرمان به عنوان یک واسطه ایمن و هوشمند وارد عمل می شود. مدار پوش باتن دقیقاً در همین لایه قرار دارد. این مدار با ولتاژهای بسیار پایین و ایمن (مثلاً ۲۴ ولت DC یا ۲۲۰ ولت با جریان میلی آمپری) کار می کند. وقتی شما یک شستی را فشار می دهید، این ولتاژ ضعیف به بوبین (آهنربای الکتریکی) یک کنتاکتور می رسد. بوبین مگنت شده و با قدرت، پلاتین های مدار قدرت را می بندد تا موتور روشن شود.
در پروژه های انجام شده ما، بارها شاهد بوده ایم که طراحی غلط یک مدار فرمان باعث شده تا دستگاهی در لحظه خطر متوقف نشود، یا دو کنتاکتور چپگرد و راستگرد به صورت همزمان وارد مدار شده و باعث انفجار اتصال کوتاه فاز به فاز گردند. تسلط بر نحوه سیم بندی و درک رفتار سیگنال ها در این مدارها، خط قرمز ایمنی در هر کارخانه ای است. برای شناخت ابزارهایی که در این مدارها به کار می روند، مطالعه معرفی قطعات تابلو برق صنعتی دیدگاه فوق العاده روشنی به شما خواهد داد.
پیش از آنکه بتوانید یک نقشه را سیم کشی کنید، باید معماری فیزیکی کلیدهایی که در دست دارید را به خوبی بشناسید. یک شستی فرمان صنعتی، برخلاف کلیدهای برق خانگی که ساختاری یکپارچه دارند، از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
پایه های پوش باتن در واقع همان ترمینال های ورودی و خروجی روی بلوک های کنتاکت هستند. این بلوک ها در صنعت به دو خانواده اصلی تقسیم می شوند که هر تکنسینی باید کدهای عددی آن ها را حفظ باشد:
در این بلوک ها (که معمولاً به رنگ سبز هستند)، تا زمانی که شما کلید را فشار ندهید، هیچ اتصالی بین دو پایه وجود ندارد و جریان قطع است. با فشردن کلید، پلاتین ها به هم می چسبند و جریان عبور می کند.
شماره گذاری استاندارد: در تمام دنیا، پایه های یک کنتاکت باز با اعداد ۳ و ۴ مشخص می شوند. به عنوان مثال، اگر یک کلید دارای دو کنتاکت باز باشد، اولی با اعداد ۱۳-۱۴ و دومی با ۲۳-۲۴ شماره گذاری می شود.
در این بلوک ها (که معمولاً به رنگ قرمز هستند)، مدار در حالت پیش فرض متصل است و برق عبور می کند. به محض اینکه شما کلید را فشار دهید، پلاتین ها از هم جدا شده و جریان قطع می شود.
شماره گذاری استاندارد: این پایه ها همیشه با اعداد ۱ و ۲ مشخص می شوند (مثلاً ۱۱-۱۲ یا ۲۱-۲۲).
نکته فوق حرفه ای: اگر روی یک کلید اعدادی نظیر X1 و X2 را مشاهده کردید، این ها پایانه های مربوط به کنتاکت نیستند؛ بلکه پایانه های تغذیه لامپ LED (چراغ سیگنال) تعبیه شده در داخل کلاهک کلید می باشند.
در بازار تجهیزات الکترونیکی، ما با تنوع گسترده ای از کلیدها مواجه هستیم. برای یک طراح، بسیار مهم است که بداند در کدام دستگاه باید از چه نوع شستی استفاده کند.
یک پوش باتن دو پایه ساده ترین فرم از یک سوئیچ لحظه ای است. این کلیدها تنها دارای یک جفت پایه (مثلاً فقط یک کنتاکت NO) هستند. این ساختار بیشتر در بردهای الکترونیکی ظریف، دستگاه های تست کوچک، پنل های آسانسور و تجهیزات پرتابل دیده می شود. مدل هایی نظیر تک-سوئیچ ها (Tactile Switches) یا پوش باتن smd و انواع پوش باتن کوچک در این دسته قرار می گیرند. ضعف بزرگ یک پوش باتن دو پایه این است که نمی تواند همزمان چندین سیگنال مجزا را به مدارات مختلف ارسال کند و برای کنترل مستقیم بارهای سلفی (بوبین کنتاکتورهای سنگین) طراحی نشده است.
در تابلوهای برق کارخانجات، ما از شستی های سایز ۲۲ یا ۳۰ میلی متر ماژولار استفاده می کنیم. در این تجهیزات، شما می توانید پشت یک عملگر واحد، چندین بلوک کنتاکت را روی هم سوار کنید (Stacked Contacts).
به عنوان مثال، در یک مدار توقف اضطراری، شما ممکن است پشت یک کلید، سه بلوک متصل کنید:
اکنون که با سخت افزار و پایه ها آشنا شدیم، زمان آن است که دست به کار شده و نقشه های پایه را سیم کشی کنیم. هر مهندسی باید بتواند جریان را در یک نقشه پوش باتن با چشمان بسته ردیابی کند.
این مدار ساده ترین شکل کنترل است. هدف این است که تا زمانی که دست اپراتور روی کلید است، موتور بچرخد و به محض رها کردن دست، موتور بایستد. این مدار در جرثقیل های سقفی (برای جابجایی میلی متری بار) و دستگاه های برش کاربرد فراوانی دارد.
آموزش سیم کشی:
در ۹۰ درصد ماشین آلات (مثل پمپ های آب یا نوار نقاله ها)، اپراتور می خواهد با یک بار فشردن دکمه استارت، دستگاه روشن بماند و نیازی نباشد تا ساعت ها انگشت خود را روی کلید نگه دارد. از آنجا که شستی استارت فنری است و برمی گردد، ما باید مسیری موازی برای عبور جریان ایجاد کنیم تا وقتی کلید رها شد، بوبین کنتاکتور بی برق نشود. به این مسیر جادویی “مدار خودنگهدار” می گویند.
آموزش سیم کشی مدار خودنگهدار:
تحلیل عملکرد: با فشردن کلید استارت، برق به بوبین می رسد. کنتاکتور پایین می رود و کنتاکت کمکی ۱۳-۱۴ خود را می بندد. اکنون حتی اگر شما دست خود را از روی کلید استارت بردارید، برق از طریق مسیر ۱۳-۱۴ به بوبین می رسد و موتور روشن می ماند. برای خاموش کردن، کافیست شستی استوپ را فشار دهید تا کل جریان مدار فرمان قطع شده و کنتاکتور رها شود.
زمانی که می خواهیم یک موتور سه فاز را در دو جهت (مثلاً بالا و پایین بردن بار جرثقیل) حرکت دهیم، از دو کنتاکتور مجزا (یکی برای چپگرد و یکی برای راستگرد) استفاده می کنیم. اگر به صورت اشتباه اپراتور هر دو شستی چپ و راست را با هم فشار دهد، هر دو کنتاکتور وصل شده و فازها روی هم اتصال کوتاه می شوند (انفجار در تابلو!). برای جلوگیری از این فاجعه، از یک قفل سخت افزاری به نام “اینترلاک الکتریکی” استفاده می کنیم.
اجرای اینترلاک در نقشه پوش باتن :
سیم فرمانِ بوبینِ کنتاکتور چپگرد را، قبل از اینکه به بوبین برسد، ابتدا از داخل یک کنتاکت بسته (NC) متعلق به کنتاکتور راستگرد عبور می دهیم و بالعکس.
با این ترفند هوشمندانه، اگر کنتاکتور راستگرد روشن باشد، کنتاکت بسته آن باز می شود و مسیر برق کنتاکتور چپگرد را کاملاً قطع می کند؛ بنابراین حتی اگر اپراتور از روی ناآگاهی شستی چپگرد را محکم فشار دهد، هیچ اتفاقی رخ نمی دهد و مدار کاملاً ایمن (Foolproof) است.
در مدارهای فرمان سنتی (رله کنتاکتوری)، شستی ها معمولاً برق ۲۲۰ ولت متناوب (AC) را مستقیماً به بوبین کنتاکتورها می رسانند. اما در کارخانجات مدرن و دستگاه های دارای اتوماسیون صنعتی برق، شستی ها مستقیماً به بوبین ها وصل نمی شوند، بلکه به عنوان یک “سنسور مکانیکی” به ورودی های دیجیتال یک کنترل کننده منطقی برنامه پذیر (PLC) متصل می گردند.
اتصال کلیدها به PLC دارای یک پیچیدگی خاص به نام منطق NPN (Sinking) و PNP (Sourcing) است:
طراحی مدار پوش باتن یک امر سلیقه ای نیست، بلکه از قوانین سخت گیرانه بین المللی پیروی می کند تا از جان انسان ها در برابر نقص تجهیزات محافظت نماید.
“بر اساس استاندارد بین المللی تجهیزات سوئیچینگ ولتاژ پایین (IEC 60947-5-1)، تمامی تجهیزات مدار فرمان و شستی ها باید به گونه ای طراحی شوند که در صورت بروز اتصال کوتاه جزئی یا لرزش های شدید مکانیکی، به صورت ناخواسته تغییر وضعیت ندهند. همچنین در مدارهای توقف ایمن (Safety Stop)، استفاده انحصاری از کنتاکت های در حالت عادی بسته (NC) با قابلیت باز شدن قطعی و مثبت (Positive Opening Operation) به منظور تضمین قطع جریان تحت هر شرایطی، یک الزام حیاتی و غیرقابل چشم پوشی است.” International Electrotechnical Commission (IEC)
یکی از مفاهیم استخراج شده از این استانداردها، قانون “Fail-Safe” (ایمن در برابر خرابی) است. به همین دلیل است که همیشه شستی استوپ را با کنتاکت NC سیم کشی می کنیم؛ زیرا اگر کابل شستی پاره شود، برق مدار فرمان به صورت خودکار قطع شده و ماشین می ایستد (که حالت ایمن است). اگر از کنتاکت NO برای توقف استفاده کنید و کابل پاره شود، اپراتور دکمه را می فشارد اما دستگاه متوقف نمی شود!
هنگام تهیه تجهیزات برای مونتاژ تابلو، انتخاب شستی اشتباه می تواند زحمات طراح مدار را بر باد دهد. در زمان خرید، این ۳ فاکتور مهندسی را لحاظ کنید:
در طول سال ها عیب یابی در سایت های صنعتی، ما همواره با خطاهایی روبرو می شویم که ریشه در بی دقتی های حین سیم کشی دارند. آگاهی از این خطاها برای هر تکنسینی واجب است:
برای راه اندازی از چند نقطه، باید تمام شستی های استارت (سبز رنگ – NO) را به صورت موازی با هم و موازی با تیغه خودنگهدار کنتاکتور ببندید. همچنین تمام شستی های استوپ (قرمز رنگ – NC) را باید به صورت سری پشت سر هم قرار دهید. در این حالت، از هر نقطه ای می توان موتور را استارت زد و فشردن هر کدام از استوپ ها، بلافاصله موتور را متوقف می کند.
این پایه ها هیچ ارتباطی به قطع و وصل جریان در مدار فرمان ندارند. پایه های X1 و X2 صرفاً ترمینال های تغذیه برای لامپ LED (چراغ سیگنال) تعبیه شده در داخل کلاهک کلید هستند. با دادن ولتاژ (مثلاً ۲۴ ولت یا ۲۲۰ ولت) به این پایه ها، شستی روشن می شود که برای نشان دادن وضعیت کارکرد دستگاه به اپراتور در محیط های تاریک بسیار مفید است.
در پوش باتن های فشاری ساده (Momentary)، با برداشتن انگشت از روی کلید، فنر بلافاصله پلاتین ها را به حالت اول برمی گرداند (برای استارت کردن موتورها عالی است). اما در مدل های قفل شونده، وقتی کلید را فشار می دهید، در همان حالت قفل می شود و برای بازگرداندن آن باید کلید را مجدداً فشار داده یا بچرخانید (مانند کلیدهای توقف اضطراری قارچی).
این یکی از رایج ترین مشکلات در تابلوهای برق است. دلیل اول، افت شدید ولتاژ در مدار فرمان (مثلاً ناشی از ترانس ضعیف) است که توانایی چسباندن کامل هسته بوبین را ندارد. دلیل دوم، خرابی یا وجود گرد و غبار روی تیغه خودنگهدار کنتاکتور (۱۳-۱۴) است که باعث می شود مدار خودنگهدار نتواند جریان را به درستی تامین کند.
بله. به عنوان یک استاندارد قطعی در ایمنی برق، تمام تجهیزات کلیدزنی (شستی ها، لیمیت سوئیچ ها و ترموستات ها) باید در مسیر “سیم فاز” قرار گیرند و سیم نول (Neutral) باید مستقیماً و بدون هیچ واسطه ای به بوبین مصرف کننده (کنتاکتور) متصل شود. اگر کلید را در مسیر نول قرار دهید، حتی زمانی که کلید قطع است، بوبین کنتاکتور دارای برق فاز (برق دار) خواهد بود که برای تعمیرکار به شدت خطرآفرین است.
در برخی فرآیندها (مانند نوار نقاله خردکن سنگ معدن)، نوار نقاله دوم حتماً باید روشن باشد تا بتوان نوار نقاله اول را روشن کرد؛ در غیر این صورت مواد روی هم تلنبار می شوند. برای اجرای این مدار، سیم تغذیه ای که به شستی استارت موتور اول می رود، باید از کنتاکت کمکی باز (NO) کنتاکتور موتور دوم تامین شود. بدین ترتیب، تا کنتاکتور دوم نچسبد، شستی استارت اول اصلاً برق نخواهد داشت!
در جرثقیل های سقفی یا بالابرها، اغلب از شستی هایی استفاده می شود که دارای دو مرحله فشردن هستند. وقتی کلید را تا نیمه فشار می دهید، یک کنتاکت NO بسته شده و موتور با دور کند حرکت می کند. با فشردن کامل کلید تا انتها، کنتاکت NO دوم بسته شده و موتور با دور تند کار می کند. این ساختارها دارای بلوک های کنتاکت ویژه با فنرهای تنظیم شده هستند.
در محیط های دارای رطوبت یا گازهای خورنده، روی سطح پلاتین های نقره ای داخل بلوک کنتاکت، لایه ای از اکسید یا سولفید تشکیل می شود که به شدت عایق است. وقتی کلید را فشار می دهید، پلاتین ها به هم می خورند اما جریان عبور نمی کند. استفاده از کلیدهای دارای خاصیت تمیزشوندگی خودکار (Self-cleaning Contacts) که در زمان فشرده شدن روی هم کشیده می شوند (Sliding action)، این مشکل را برطرف می کند.
خیر. در مدارهای چپگرد-راستگرد سریع، ما به شستی های “دوبل” (دارای یک کنتاکت NO و یک کنتاکت NC به صورت همزمان) نیاز داریم. با فشردن کلید راستگرد، ابتدا کنتاکت NC باز شده و برق بوبین چپگرد را قطع می کند، سپس کنتاکت NO بسته شده و بوبین راستگرد را وصل می نماید. یک پوش باتن دو پایه تنها یک فرمان منفرد صادر می کند و برای این سطح از ایمنی مکانیکی ناکارآمد است.
شما می توانید با شماره 02188842616 تماس حاصل فرمایید. با اعلام نیازمندی های ماشین آلات خود (سناریوی کارکرد موتورها)، مهندسان دپارتمان اتوماسیون ما ضمن ترسیم دقیق ترین نقشه های ePLAN برای مدارات فرمان و قدرت، پیش فاکتور تجهیزات کاملاً اورجینال (شامل شستی ها، کنتاکتورها و پی ال سی) را با بهترین قیمت رقابتی برای شما ارسال خواهند کرد.
در دنیای شگفت انگیز مهندسی کنترل، درک عمیق از این که مدار پوش باتن چیست و چگونه با منطق صفر و یک، هیولاهای مکانیکی را به زانو درمی آورد، نخستین و مهم ترین گام برای ورود به عرصه اتوماسیون صنعتی است. یک تابلو برق هرچقدر هم که دارای پردازنده های قدرتمند باشد، بدون یک شبکه فرمان ایمن، پایدار و استاندارد، چیزی جز یک سیستم مستعد خطرات مرگبار نیست.
آگاهی از ساختار و پایه های پوش باتن، درک تفاوت های بنیادین میان یک پوش باتن دو پایه ساده و شستی های ماژولار صنعتی، و تسلط بر خواندن و پیاده سازی نقشه پوش باتن برای مدارهای استراتژیکی نظیر “خودنگهدار” و “اینترلاک”، مهارت هایی هستند که مرز میان یک اپراتور و یک طراح حرفه ای را رسم می کنند. فراموش نکنید که در مدارهای فرمان، قانون طلایی “طراحی ایمن در برابر خرابی” (Fail-Safe) و استفاده از کنتاکت های بسته (NC) در مسیرهای توقف، هرگز نباید قربانی سلیقه یا صرفه جویی در مصرف سیم شود.
اما تمام این طراحی های بی نقص، تنها زمانی در عمل به درستی کار خواهند کرد که بر روی سخت افزارهایی با متالورژی تراز اول و پلاتین های مقاوم سوار شوند. استفاده از کلیدهای تقلبی با فنرهای ضعیف در بازار آشفته امروز، ریسکی است که می تواند به قیمت توقف کامل خط تولید شما تمام شود.
دپارتمان مهندسی، طراحی و بازرگانی شرکت مبین نیرو، با پشتوانه سال ها حضور در طراحی و اجرای مجهزترین تابلوهای کنترل در صنایع کشور و واردات مستقیم از معتبرترین برندهای جهانی نظیر اشنایدر الکتریک، تکو (TECO) و سایمون، مطمئن ترین بازوی اجرایی شما در پروژه های صنعتی است. ما متعهدیم تا با ارائه مشاوره های فوق تخصصی، ترسیم نقشه های استاندارد و تامین قطعات صد در صد اورجینال، بالاترین سطح از ایمنی و راندمان را برای تاسیسات شما به ارمغان آوریم.
برای دریافت مشاوره مهندسی رایگان، بررسی نقشه های فرمان دستگاه ها، و استعلام قیمت رقابتی تجهیزات اصلی تابلو برق و اتوماسیون، همین امروز با کارشناسان خبره ما در ارتباط باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
شماره تماس مستقیم دپارتمان اتوماسیون: 02188842616
