سافت استارتر دیجیتال اوکام

در این مقاله روش اتصال دو سری از سافت‌استارتر اوکام را بررسی می‌کنیم. در نسخه‌ی اول با عنوان EMX3، روند کنترل شبیه به سافت استارتر دانفوس و سانترنو بوده ولی تعداد ورودی‌ها و خروجی‌های فرمان کمی متفاوت است.

مدل بعدی از سری EMX4i است. این سافت‌استارتر ازنظر الکتریکی تنها به‌صورت دوسیمه کنترل‌شده ولی می‌توان از کارت‌های توسعه برای ارتقاء آن استفاده کرد. همان‌گونه که در بخش‌های قبلی شرح داده شد، با اضافه کردن کارت آپشنال، این سافت‌استارتر به یک کنترلر فوق تخصصی الکتروپمپ تبدیل خواهد شد.

سافت استارتر اوکام EMX3

در بخش کنترل این سافت‌استارتر سه ورودی دیجیتال ثابت و دو ورودی دیجیتال قابل‌برنامه‌ریزی با عنوان‌های A و B وجود دارد. در قسمت خروجی‌های دیجیتال نیز چهار رله وجود دارد که سه عدد از آن‌ها قابل‌برنامه‌ریزی هستند.

علاوه بر این می‌توان از دو نوع سنسور مختلف در این سافت‌استارتر برای حفاظت دما استفاده کرده و وضعیت الکتروموتور را توسط یک خروجی آنالوگ مانیتور کرد.

بخش ورودی تغذیه دارای سه ترمینال A1، A2 و A3 بوده و یک منبع تغذیه‌ی 24 ولت با ترمینال‌های P24 و COM برای بخش کنترل در نظر گرفته‌شده است.

طبق تصویر بالا شستی استارت می‌تواند بین ترمینال‌های C23-C24، شستی استپ بین C31-C32 و شستی یا پلاتین ریست بین C41-42 قرار بگیرد. در ضمن ورودی قابل‌برنامه‌ریزی A با ترمینال‌های C53-C54 و ورودی B با ترمینال‌های C63-C64 مشخص‌شده‌اند.

با توجه تصویر زیر، این سافت‌استارتر را می‌توان به‌صورت دو، سه و چهار سیمه کنترل کرد. همان‌گونه که مشاهده می‌کنید نوع اتصالات شبیه به سافت‌استارتر دانفوس بوده و فقط شماره‌ی ترمینال‌ها متفاوت است.

این سافت‌استارتر ازنظر سنسور دما نسبت به سافت‌استارتر دانفوس کمی ارتقاء پیداکرده است. طبق تصویر زیر، در این مدل می‌توان از سنسور دمای موتور یا سنسور RTD/PT100 در بخش‌های 3 و 4 استفاده کرد. سنسورهای PTC در مدل‌های دو، سه و چهار سیمه تولید می‌شوند که روش اتصال آن‌ها در بخش 4 به‌صورت A دوسیمه، B سه سیمه و C چهار سیمه نمایش داده‌شده است. قابل‌ذکر است که سنسورهای چهار و سه سیمه دارای دقت بالاتری نسبت به سنسورهای دوسیمه هستند.

در ویدئوی زیر اتصال سنسور PT100 به سافت استارتر و بررسی حالت حفاظت موتور را مشاهده می کنید. این ویدئو برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است:

سافت استارتر اوکام EMX4i

در اولین نگاه به این سافت‌استارتر مشخص می‌شود که تعدادی از دکمه‌ها مانند راه‌اندازی، توقف، کنترل محلی، کنترل ریموت، ابزارها و غیره از روی پنل حذف‌شده‌اند.

این تغییرات تنها مربوط به پنل کاربری نبوده و در ترمینال‌ها نیز اعمال‌شده است. به‌عنوان‌مثال این سافت‌استارتر مجهز به یک ورودی ریست و یک ورودی راه‌اندازی بوده و تنها به‌صورت دوسیمه کنترل می‌شود. در تصویر زیر مقایسه‌ی پنل کاربری سافت‌استارترهای EMX3 و EMX4i را مشاهده می‌کنید.

در هر دو سافت‌استارتر بخش‌های یک تا سه شامل صفحه‌نمایش، چراغ‌های وضعیت و دکمه‌های برنامه‌ریزی تقریباً یکسان هستند ولی بخش‌های چهار تا شش در این مدل وجود ندارد. بخش چهار در سافت‌استارتر سری EMX3 جهت انتخاب کنترل محلی یا از راه دور است. با فعال شدن کنترل محلی می‌توان از دکمه‌های بخش پنج جهت کنترل سافت‌استارتر استفاده کرد. بخش شش نیز یک دکمه برای ورود مستقیم به لیست ابزارها بوده و در سری EMX4i حذف‌شده است.

در تصویر زیر بخش‌های مختلف سافت‌استارتر و مدار فرمان با لیبل‌های 1 تا 9 مشخص‌شده است. این بخش‌ها به ترتیب عبارت‌اند از:

1. ورودی قدرت به همراه کنتاکتور اصلی و فیوز نیمه‌هادی
2. خروجی قدرت به سمت الکتروموتور
3. ترمینال‌های بخش تغذیه شامل A1-A2 جهت اتصال 110 تا 120 ولت متناوب، A2-A3 اتصال 220 تا 240 ولت متناوب و A1-A3 اتصال 24 ولت مستقیم و متناوب
4. ورودی‌های دیجیتال ثابت با ترمینال‌های 10 و 12 و قابل‌برنامه‌ریزی با 14 و 15
5. ورودی سنسور دما با ترمینال‌های B4 و B5
6. خروجی‌های ثابت با ترمینال‌های 33 و 34 و قابل‌برنامه‌ریزی از 41 تا 54
7. خروجی آنالوگ قابل‌برنامه‌ریزی با ترمینال‌های 21 و 22
8. مدار خارجی
9. چراغ‌های سیگنال

در سافت‌استارتر سری EMX4i کنترل محلی یا Local محدود شده و به‌جای آن کنترل الکتریکی و برنامه‌ریزی خودکار ارتقاء داده‌شده است. به‌عنوان‌مثال اغلب سافت‌استارترهای دیجیتال دارای تایمرهای داخلی راه‌اندازی و توقف هستند ولی تایمر این دستگاه به‌صورت هفتگی بوده و علاوه بر زمان راه‌اندازی و توقف، می‌توان روزهای هفته را نیز مشخص کرد.

در این سافت‌استارتر می‌توان از پورت USB برای بارگذاری فایل تنظیمات، ذخیره کردن تنظیمات انجام‌شده، برداشت اطلاعات و بارگذاری پیام‌های شخصی استفاده کرد. موارد ذکرشده با استفاده از نرم‌افزار رایگان WinMaster و یک فلش مموری قابل انجام بوده و در دوره‌ی جامع راه اندازی و حفاطت موتور سه فاز به‌صورت کامل شرح داده‌شده است.

نرم‌افزار WinMaster برای برندهای دیگر مانند دانفوس نیز وجود داشته و می‌تواند برای اتصال زنده، تست، عیب‌یابی، کار به‌صورت آفلاین، بررسی خطاها و غیره استفاده شود. قابل‌ذکر است که جهت اتصال مستقیم و کار به‌صورت زنده نیاز به نصب کارت‌ یا کیبوردهای جداگانه در سافت‌استارترها است.

در برخی از سافت‌استارترهای دیجیتال سه فاز مانند این نمونه، قابلیت کار به‌صورت دو فاز نیز وجود دارد. این ویژگی هنگامی استفاده می‌شود که یکی از تایرستورها آسیب‌دیده و دیگر قابل بهره‌برداری نباشد. استفاده‌ یا عدم استفاده از این ویژگی در تنظیمات سافت‌استارتر مشخص‌شده و به نوع نصب نیز بستگی دارد.

1.کنترل پمپ با توجه به سطح مایع داخل مخزن توسط EMX4i

در تصویر زیر روش استفاده از سافت‌استارتر EMX4i به همراه کارت آپشنال Pumping Smart Card نمایش داده‌شده است. در این مثال از اطلاعات خارجی مانند سنسورهای آنالوگ برای پر کردن مخزن و نگه‌داشتن سطح مایع بین حد بالا و پائین استفاده می‌شود.

در بخش 1 که مربوط به کنترل سافت‌استارتر است یک سلکتور سوئیچ با حالت‌های A، B و C نصب‌شده است. با این سوئیچ می‌توان حالت دستی یا A، حالت خودکار یا B و حالت خاموش یا C را انتخاب کرد.

در نظر داشته باشید که سوئیچ فوق دارای دو بخش بوده که در مسیر فرمان راه‌اندازی و ورودی‌ قابل‌ برنامه‌ریزی قرارگرفته است. با قرار دادن سوئیچ در وضعیت A هر دو ورودی راه‌اندازی و ورودی قابل‌برنامه‌ریزی فعال‌شده و سافت‌استارتر به‌صورت دستی کنترل خواهد شد. قابل‌ذکر است که برای کار به‌صورت دستی و خودکار حتماً باید ورودی ریست و قطع اضطراری با شماره‌ی 10 دایر باشد. در این مثال از یک شستی با پلاتین نرمال بسته (در صورتی که منطق ورودی ریست به N.O تغییر داده شده باشد، حالت ریست عکس خواهد شد.) در مسیر ریست استفاده‌شده است.

با قرار دادن سوئیچ در حالت B، ورودی ثابت قطع و ورودی قابل‌برنامه‌ریزی وصل می‌شود. با این حالت سافت‌استارتر به‌صورت خودکار و طبق اطلاعات سنسورها کارکرده و سطح مخزن را کنترل می‌کند.

برای توقف سافت‌استارتر باید سلکتور سوئیچ را در حالت C قرار دهیم. طبق دیاگرام فرمان، در وضعیت C هر دو ورودی ثابت و قابل ‌برنامه‌ریزی قطع‌شده و این به معنی توقف کامل سافت‌استارتر است.

در بخش 2 نحوه‌ی اتصال تغذیه و استفاده از رله‌ی خروجی جهت کنترل کنتاکتور اصلی را مشاهده می‌کنید. همان‌گونه که قبلاً شرح داده شد، فانکشن خروجی دیجیتال اول با ترمینال‌های 33 و 34 ثابت بوده و قابل‌تغییر نیست. بخش 3 مربوط به اتصالات قدرت بوده و بخش 4 محل قرارگیری کارت هوشمند کنترل پمپ را نشان می‌دهد.

بخش‌های 5 و 8 مربوط به حد بالا و حد پائین مخزن بوده و سطح مایع باید بین این دو قسمت نگه‌داشته شود.

شماره‌ی 6 یک سنسور فلو در مسیر لوله‌ی ورودی مخزن را نمایش می‌دهد که خروجی آن به بخش آنالوگ کارت کنترل پمپ متصل شده است. وظیفه‌ی این سنسور کنترل حجم آب ورودی به مخزن بوده و این اطلاعات را توسط یک سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی‌آمپر در اختیار سافت‌استارتر  قرار می‌دهد.

میزان سطح مایع داخل مخزن توسط یک سنسور فشار آنالوگ به سافت‌استارتر منتقل می‌شود. این سنسور با شماره‌ی 7 مشخص‌شده و خروجی آن نیز به‌صورت جریانی 4 تا 20 میلی‌آمپر است. در نظر داشته باشید که میزان حجم مایع داخل مخزن از طریق میزان فشار واردشده به سنسور مشخص خواهد شد. با افزایش حجم مایع، فشار واردشده به سنسور بالا رفته و میزان جریان خروجی آن به 20 میلی‌آمپر نزدیک می‌شود. سافت‌استارتر با دریافت این سیگنال پمپ را متوقف کرده و منتظر کاهش میزان فشار مایع تا حد تنظیمی خواهد شد.

2.کنترل و حفاظت پمپ توسط EMX4i

در تصویر زیر روش استفاده از سافت‌استارتر EMX4i به همراه کارت آپشنال Pumping Smart Card جهت کنترل و حفاظت پمپ نمایش داده‌شده است. در بخش 1 این مثال نیز یک سلکتور سوئیچ  سه‌حالته با وضعیت‌های A، B و C نصب‌شده است.

با این سوئیچ می‌توان حالت دستی یا A، حالت توقف یا B و حالت خودکار یا C را انتخاب کرد. حالت خودکار در این مدار به‌صورت برنامه‌ریزی‌شده و با تایمرهای داخلی انجام می‌شود ولی به فشار، فلو و سطح مایع داخل چاه نیز بستگی دارد.

در بخش 2 نحوه‌ی اتصال تغذیه و کنترل بوبین کنتاکتور اصلی توسط خروجی دیجیتال اول را مشاهده می‌کنید. در بخش 3 نیز اتصال مدار قدرت و در بخش 4 وجود کارت هوشمند کنترل پمپ نمایش داده‌شده است.

در کارت هوشمند یک پورت برای ارتباط با کیبورد جداگانه وجود دارد که نحوه‌ی استفاده از آن را می‌توان در بخش 5 دید. در ادامه بخش مدیریت الکتروپمپ با توجه به سطح مایع توسط سنسورهای 6، 7 و 8 انجام‌شده که به‌صورت آنالوگ هستند.

سنسور شماره‌ی 6 مربوط به کنترل فشار داخل لوله بوده و به یکی از ورودی‌های کارت هوشمند سافت‌استارتر متصل شده است. علاوه بر این، اطلاعات میزان جریان آب توسط سنسور فلو با شماره‌ی 7 و میزان آب باقی‌مانده در چاه با سنسور شماره‌ی 8 به سافت‌استارتر منتقل خواهد شد. دمای سیم‌پیچ الکتروپمپ توسط سنسور شماره‌ی 9 به ورودی RTD کارت متصل شده تا حفاظت جریانی و حرارتی به‌صورت کامل انجام شود.

3.ترمز نرم سافت استارتر اوکام

علاوه بر ترمز جریان مستقیم می‌توان از فانکشن ترمز نرم در این سافت‌استارتر استفاده کرد. ترمز نرم قابلیتی است که سرعت الکتروموتور را با گشتاور مخالف به‌صورت کنترل‌شده کاهش می‌دهد. طبق تصویر در خروجی سافت‌استارتر و به‌منظور معکوس کردن گشتاور از دو کنتاکتور استفاده‌شده است. این کنتاکتورها دقیقاً شبیه به مدار چپ‌گرد و راست‌گرد عمل کرده و بوبین آن‌ها توسط رله‌ی چنج‌آور فرمان کنترل می‌شوند. در این مدار بعد از حذف فرمان راه‌اندازی ابتدا تایرستورها و K1 خاموش شده و بلافاصله K2 وصل می‌شود. پس از گذشت یک زمان وقفه،  سافت‌استارتر شروع به اعمال ولتاژ و در نتیجه گشتاور معکوس می‌کند. قابل‌ذکر است که میزان وقفه، گشتاور مخالف و زمان ترمز به‌صورت کامل قابل تنظیم هستند