در مقالات قبلی با تجهیزات مختلف زمان سنجی مانند تایمرهای الکترونیک و ساعت های فرمان، نحوه‌ی کار، نماد و علائم الکتریکی آن‌ها آشنا شدیم. در ادامه و به منظور بررسی بیشتر این قطعات، تعدادی از پرکاربردترین مدارهای فرمان وابسته به زمان آورده شده است. قابل ذکر است که برای سیم‌بندی مثال‌های ذیل به تایمرهای مختلف، ساعت صنعتی، ساعت نجومی، مقداری سیم و لوازم سیم‌بندی نیاز است.

ستاره مثلث با تایمر تأخیر در وصل:

جهت کنترل جریان راه اندازی در الکتروموتورهای قفس سنجابی سه فاز از مدار ستاره مثلث استفاده می‌شود. مدار فرمان ستاره مثلث وابسته به زمان بوده و می‌تواند با استفاده از  سه عدد کنتاکتور و یک تایمر الکترونیک تأخیر در وصل، تایمر بادی یا انواع تایمر ستاره مثلث پیاده‌سازی شود. فرم کلی مدار به این صورت است که ابتدا کنتاکتور نرمال و ستاره وارد مدار شده و بعد از سپری شدن زمان راه اندازی، کنتاکتور ستاره از مدار خارج و کنتاکتور مثلث جایگزین آن می‌شود. در نظر داشته باشید وصل کنتاکتور نرمال و ستاره تقریبا هم‌زمان بوده ولی در برخی مدارها مانند تصویر زیر، بر این اصل تأکید شده که ابتدا باید کنتاکتور ستاره و بعد از آن کنتاکتور نرمال وارد مدار شود. در این تصویر مدار فرمان ستاره مثلث با تایمر الکترونیک تأخیر در وصل را مشاهده میکنید. در صورت استفاده از تایمر پنوماتیک، بوبین KT1 از دیاگرام حذف می‌شود.

 ستاره مثلث با تایمر ستاره مثلث:

با توجه به مدار قدرت ستاره مثلث، در صورت وصل هم‌زمان کنتاکتور ستاره و مثلث، اتصال کوتاه سه فاز در مدار رخ خواهد داد. به همین علت از اینترلاک الکتریکی جهت جلوگیری از عدم وصل هم‌زمان کنتاکتورها استفاده می‌شود. علاوه بر این روش ایمنی، می‌توان از اینترلاک مکانیکی و تایمر ستاره مثلث نیز استفاده کرد.

تایمر ستاره مثلث از نظر تعداد و نوع پلاتین‌های خروجی، مدل کاری، روش نصب و … در مدل‌های متنوعی ساخته می‌شود. در حالت نرمال این تایمر دارای دو خروجی مجزا برای کنتاکتور ستاره و مثلث بوده که دارای یک وقفه‌ی زمانی کوتاه می‌باشد. این وقفه در برخی از تایمرها ثابت و در برخی قابل تنظیم می‌باشد.

در تصویر فوق مدار فرمان ستاره مثلث با تایمر ستاره مثلث را مشاهده می کنید. در این مدار با فشردن شستی استارت تایمر K1T روشن شده و بلافاصله پلاتین ۱۵ و ۱۸ آن بسته می‌شود. با بسته شدن این پلاتین کنتاکتور K1 یا ستاره روشن شده و توسط پلاتین نرمال باز خود، کنتاکتور K2 یا اصلی را روشن می‌کند. کنتاکتور K2 توسط دو تیغه‌ی نرمال باز خود پایدار شده و برق تایمر را نیز تامین می‌کند. تایمر بعد از اتمام زمان سنجی ابتدا پلاتین ۱۵ و ۱۸ را قطع کرده و با تأخیر زمانی ۲۵ و ۲۸ را می‌بندد. با این کار کنتاکتور ستاره خاموش و کنتاکتور مثلث روشن خواهد شد.

تایمر چپ‌گرد و راست‌گرد:

هدف اصلی شما به عنوان یک متخصص برق در طراحی مدار فرمان باید کاهش پیچیدگی، تعداد قطعات استفاده شده، حجم سیم‌بندی و هزینه تا حد امکان باشد. به عنوان مثال تقریبا تمام مدارهای مبتنی بر زمان را می‌توان با تایمرهای تأخیر در وصل، تأخیر در قطع و رله‌های کمکی پیاده‌سازی کرد اما راه بهتر استفاده از تایمرهای خاص است. این تایمرها برای یک یا چند قابلیت ویژه طراحی شده و دامنه‌ی کاری گسترده‌ای دارند. از تایمرهای خاص می‌توان به تایمر چپ گرد و راست گرد و تایمرهای مولتی رنج اشاره کرد.

تصور کنید برای ساخت یک دستگاه مخلوط کن به یک الکتروموتور سه فاز با دو جهت گردش نیاز باشد. در این مدار بعد از فشردن شستی استارت، الکتروموتور با یک زمان قابل تنظیم در جهت راست شروع به کار کرده و سپس متوقف شود. زمان توقف نیز باید قابل تنظیم بوده و بعد از آن الکتروموتور به صورت چپ‌گرد شروع به کار کند. تعویض جهت گردش بین راست و چپ طبق زمان تنظیم شده باید تا فشردن شستی استپ ادامه پیدا کند. مدار قدرت این دستگاه، چپ‌گرد و راست‌گرد بوده اما برای طراحی مدار فرمان آن به چند تایمر و رله‌ی فرمان نیاز است؟

طبق تصویر زیر، برای ساده‌تر کردن این مدار می‌توان از یک رله‌ی فرمان و یک تایمر چپ‌گرد و راست‌گرد استفاده کرد. لازم به ذکر است که در این مدار به علت عدم وجود سیمبل تایمر چپ‌گرد و راست‌گرد از سیمبل تایمر تأخیر در قطع و وصل استفاده شده است.

این تایمر دارای دو رله‌ی خروجی مجزا با دو یا سه زمان قابل تنظیم برای حالت روشن راست گرد، خاموش و روشن چپ‌گرد می‌باشد. با فشردن شستی استارت و پایدار شدن رله KF1، تغذیه‌ی تایمر تأمین شده و بلافاصله کنتاکتور راست گرد یا KF3 روشن می‌شود. بعد از سپری شدن زمان تنظیم شده کنتاکتور راست گرد خاموش و زمان وقفه شروع می‌شود.
با سپری شدن زمان وقفه، کنتاکتور چپ گرد یا KF4 شروع به کار کرده و بعد از زمان مشخص خاموش می‌شود. این چرخه تا زمان وصل بودن تغذیه‌ی تایمر تکرار خواهد شد.

تنظیم تایمر مولتی رنج:

تایمرهای مولتی فانکشن یا مولتی رنج دارای انعطاف بسیار بالایی در تعیین نوع خروجی از نظر عملکرد و رنج زمان سنجی هستند. این نوع از تایمرها در مدل‌های آنالوگ و دیجیتال با رنج زمانی کسری از ثانیه تا چند صد ساعت ساخته شده و دارای تعدادی ولوم یا شستی‌ جهت انتخاب حالت‌های مختلف می‌باشند. از نظر نصب می‌توان این تایمرها را روی درب، روی ریل استاندارد، روی سوکت و یا سطح داخلی تابلو قرار داد. به عنوان مثال در تصویر زیر، یک تایمر مولتی فانکشن آنالوگ را مشاهده می‌کنید.

این گروه از تایمرها نیاز به تغذیه‌ی دائم داشته و برای زمان سنجی از ترمینال جداگانه‌ای در مدار فرمان استفاده می‌کنند. (مدل‌هایی که بدون پلاتین فعال سازی و با وصل تغذیه زمان سنجی را آغاز می‌کنند ممکن است تمام حالت ها مانند تأخیر در قطع را پشتیبانی نکنند.) به همین علت روی پنل تایمر، لامپ شماره‌ی ۱ برای مشخص بودن وصل منبع تغذیه قرار داده شده است. با روشن و خاموش شدن لامپ شماره‌ی ۲ وضعیت زمان سنجی و فعال شدن رله‌ی خروجی به کاربر نمایش داده می‌شود.

سلکتور سوئیچ شماره‌ی ۳ برای تغییر نوع خروجی در حالت‌های تأخیر در وصل، تأخیر در قطع، فلاشر، پالس و … استفاده می‌شود. با چرخش سلکتور، حرف یا عدد معرف آن تغییر کرده و به کاربر برای انتخاب مد دلخواه کمک می‌کند. با چرخش سلکتور سوئیچ شماره‌ی ۴ می‌توان اعداد نمایش داده شده در صفحه را تغییر داده و مقادیر مختلف را انتخاب کرد. در حال حاضر اعداد بین ۰ تا ۳ بوده که با چرخش سوئیچ می‌توانند مقادیر دیگر کمتر یا بیشتر مانند ۰ تا ۱، ۰ تا ۱۰ و … داشته باشند. سلکتور سوئیچ شماره‌ی ۵ برای انتخاب نوع ضریب زمان سنجی بوده و می‌تواند از بین ثانیه، دقیقه و ساعت انتخاب شود. چرخش این سلکتور باعث تغییر ضریب نمایش داده شده در صفحه‌ی تایمر نیز خواهد شد. در تصویر شماره‌ی ۴-۴۷، بازه‌ی انتخاب شده بین  ۰ تا ۳ دقیقه بوده و توسط ولوم بزرگ روی تایمر قابل تنظیم است. در نظر داشته باشید تایمرهای مولتی رنج در مدل‌ها و برندهای مختلفی ساخته شده و ممکن است دارای سکلکتور، ضرایب، بازه‌ی کاری و تنظیمات مختلف باشند. قبل از تهیه‌ی تایمر حتما به دفترچه‌ی راهنما و مدهای کاری آن توجه کنید.

 چرا قارچی Trigger Action ؟

در مدارهای فرمان ممکن است از ترکیب چند المان زمان سنجی استفاده شده و سیستم به صورت خودکار در بازه‌هایی از زمان راه اندازی شود. در این‌گونه مدارها، استفاده از شستی‌های اضطراری مخصوصا با مکانیزم‌های اصلاح شده یا Emergency stop trigger action اهمیت زیادی دارد. برای درک بهتر تصور کنید می‌خواهیم یک پمپ آب را با شرایط زیر کنترل کنیم:

  • حالت‌های دستی، قطع و خودکار در مدار فرمان قابل انتخاب باشند.
  • در حالت خودکار پمپ باید بین ساعت‌های ۱۳ تا ۲۳ روشن باشد.
  • در حالت خودکار اگر برق قطع و وصل شد، پمپ با ۵ دقیقه تأخیر مجدد روشن شود.
  • در حالت دستی با شستی استارت و استپ پمپ خاموش و روش شود.
  • در حالت قطع مدار فرمان ایمن بوده و از هیچ طریقی روشن نشود.

برای پیاده‌سازی این مدار فرمان به یک ساعت صنعتی، تایمر تأخیر در وصل، کنتاکتور، شستی قطع اضطراری، سلکتور سوئیچ سه حالته، شستی استارت و استپ نیاز است.

در مدار فوق سیم شماره‌ی ۱ وارد بریکر شده و شماره‌ی ۲ از آن خارج می‌شود. این بریکر آمپر پایین جهت حفاظت مدار فرمان در برابر اتصال کوتاه در نظر گرفته شده است. در ضمن سیم شماره‌ی ۳ نول مدار بوده که به صورت مشترک به تمام مصرف کننده‌ها متصل می‌شود.

از آن‌جایی که ساعت به تغذیه‌ی دائم نیاز دارد، خروجی بریکر به صورت مشترک به ترمینال تغذیه‌ی ساعت و پلاتین فرمان بی‌متال متصل می‌شود. با این کار در صورت بروز خطا در الکتروپمپ و عملکرد بی‌متال، تغذیه‌ی ساعت قطع نخواهد شد. خروجی فرمان بی‌متال بعد از عبور از شستی قطع اضطراری با پلاتین نرمال بسته، وارد یک سلکتور سوئیچ سه حالته می‌شود. این کلید دارای حالت قطع، کنترل دستی و کنترل خودکار است. خروجی حالت خودکار سلکتور سوئیچ وارد پلاتین نرمال باز ساعت شده و بعد از عبور از پلاتین نرمال بسته‌ی کنتاکتور به تغذیه‌ی تایمر تأخیر در وصل متصل می‌شود.
با این کار در صورتی که کلید روی حالت خودکار بوده و ساعت بین ۱۳ تا ۲۳ باشد، تایمر ۵ دقیقه تأخیر را اندازه‌گیری کرده و سپس کنتاکتور را روشن می‌کند. با روشن شدن کنتاکتور، پلاتین نرمال بسته‌ی آن تغذیه‌ی تایمر را قطع کرده و پلاتین نرمال باز آن باعث وصل دائم کنتاکتور می‌شود. در این روش اگر برق قطع و وصل شود، مجدد زمان گیری انجام شده و کنتاکتور روشن خواهد شد.
با قرار دادن کلید روی حالت دستی، تغذیه‌ی شستی استپ و استارت و یک پلاتین نرمال باز دیگر کنتاکتور تامین می‌شود. با این کار می‌توان الکتروپمپ را با فشردن شستی استارت روشن و با فشردن شستی استپ خاموش کرد. در نهایت اگر سلکتور سوئیچ را در حالت قطع قرار دهیم تغذیه‌ی هر دو خط خودکار و دستی قطع شده و الکتروپمپ در حالت خاموش و ایمن قرار می‌گیرد.

نکته‌ی مهم در این‌گونه مدارها کار آمد بودن شستی قطع اضطراری در هر دو حالت دستی و خودکار است. تصور کنید در حالت خودکار و روشن بودن الکتروموتور حادثه‌ای رخ بدهد. در این شرایط اپراتور با سرعت شستی قطع اضطراری را فشرده و الکتروپمپ را خاموش می‌کند. در صورتی که شستی از مدل مناسبی نبوده و فرمان قطع را قبل از قفل شدن صادر کند، مدار بعد از ۵ دقیقه راه اندازی شده و شرایط خطرناک‌تری رخ خواهد داد.

دوره ی تصویری تجهیزات کنترل و فرمان