مكونات لوحة التحكم الكهربائية: ما تحتاج إلى معرفته

تُستخدم مكونات لوحة التحكم الكهربائية في كل قطعة من المعدات في جميع الصناعات. من الصعب تحديد جميع التوليفات المحتملة نظرًا لأن كل صناعة وغالبية الشركات قد حددت مواصفات المكونات المفضلة لديها.

لوحة التحكم هي صندوق يحتوي على مكونات كهربائية مطلوبة لتشغيل ماكينة أو عملية في المصنع. وتشمل قائمة مكونات لوحة التحكم الصناعية النموذجية ما يلي:

قاطع الدائرة الكهربائية الرئيسية

يعمل كوصلة بين خط الطاقة الوارد ولوحة التحكم الكهربائية. جهاز ميكانيكي يمكّن المشغل من إنشاء أو قطع التوصيل الكهربائي بين لوحة التحكم أو نظام الطاقة وخط الطاقة. ويتوقف استخدام أو تنفيذ قاطع الدارة الرئيسي على النوع المحدد من قواطع الدارة الكهربائية المستخدمة. ومع ذلك، غالبًا ما تكون وظيفته الأساسية هي العمل كوسيلة حماية وسيطة لنظام اللوحة الكهربائية، حيث يقوم بفصل النظام على الفور من أجل حمايته من تيارات أعطال خط الطاقة. قد يكون لخط الطاقة المتصل بقاطع الدارة الكهربائية الرئيسي مستوى جهد يختلف بناءً على متطلبات الحمل المحدد.

مانع زيادة التيار الكهربائي

قاطع الدائرة الفرعية

يعمل كوسيط بين قاطع دائرة التغذية والدائرة الفرعية. جهاز ميكانيكي يمكّن المشغل من إنشاء أو قطع التوصيل الكهربائي بين مصدر الطاقة والأجهزة الكهربائية. ويتوقف استخدام أو تنفيذ قاطع الدارة الفرعية على النوع المحدد من قواطع الدارة الكهربائية المستخدمة، على الرغم من أنه غالباً ما يعمل كإجراء وسيط لحماية المعدات الكهربائية من أعطال خط الطاقة عن طريق قطع الدائرة الكهربائية تلقائياً. قد توفر بعض الإصدارات أيضًا حماية ضد الحرارة الحرارية، أي عندما يتم سحب تيار كبير عبر الأسلاك، وإن لم يكن إلى حد حدوث ماس كهربائي.

المحول أو مزود الطاقة

لوحة التحكم الكهربائية مزودة بمحولات تنحية تقلل الجهد من خط الطاقة إلى الجهد المحدد الذي يحتاجه المكون الكهربائي. في الحالات التي يتراوح فيها خط التوزيع من 575 فولت إلى 120 فولت ويكون الجهد الكهربائي المطلوب أقل، مثل 24 فولت، يتم استخدام محولات تنحي أو إمدادات طاقة تيار مستمر لتقليل الجهد إلى المستوى المناسب للوحة التحكم الكهربائية. وهذا يضمن التشغيل الآمن للنظام ويسمح لأجهزة التحكم بالعمل على النحو المطلوب

بمجرد أن تستقبل لوحة التحكم الكهربائية الكهرباء من قاطع الدارة الرئيسي وتوزعها من خلال محول أو مصدر طاقة، يمكن توصيل الفولتية المختلفة بالكتل الطرفية لتسهيل توجيه المزيد من الطاقة داخل اللوحة.

في بعض الأحيان، تحتاج معدات كهربائية معينة إلى مستويات عديدة من الجهد. وفي مثل هذه الحالات، يكون من الضروري تركيب عدة محولات تنحية أو إمدادات طاقة تيار مستمر لتوفير جهد كهربائي دقيق للمعدات الكهربائية المحددة.

الكتلة الطرفية

الكتل الطرفية هي مكونات كهربائية أساسية موجودة في لوحات التحكم الكهربائية شديدة التحمل. وهي تستخدم لتوصيل العديد من مصادر الطاقة أو مستويات الجهد. تحتوي الكتل الطرفية على مصدر طاقة مخصص بجهد كهربائي محدد، والذي يتم توزيعه بعد ذلك على المعدات ذات الصلة الموجودة في جميع أنحاء لوحة التحكم الكهربائية.

وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC)

وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) هي جهاز يمكن برمجته للتحكم في العمليات الصناعية المختلفة وأتمتتها.

تعمل وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC) كوحدة المعالجة المركزية للوحة التحكم الكهربائية، وتعمل على أساس المدخلات المنطقية. يتم تزويد جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) بمدخلات محددة مسبقًا، والتي يستخدمها للتحكم في النظام الكهربائي للمؤسسات بالكامل. يرتبط الجهاز بالعديد من المدخلات من كتل طرفية مختلفة وينتج مخرجات متعددة بناءً على إشارات الطاقة. يتم نشر أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار، مثل مفاتيح القرب وأجهزة الاستشعار، على خطوط التجميع في الصناعات. وتوفر هذه الأجهزة مدخلات أساسية لوحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC)، مما يمكّنها من ضبط المخرجات المنطقية والحفاظ على كفاءة النظام ضمن معايير محددة.

المرحلات والموصلات

المرحلات هي أجهزة وقائية تنشئ وتقطع الاتصال بين المعدات الكهربائية وخط الطاقة. يُمنح المشغل التحكم في تنشيط وإلغاء تنشيط الدوائر الكهربائية، مما يسمح له بإنشاء وقطع تدفق الكهرباء. تحتوي لوحات التحكم الكهربائية على ثلاثة أنواع متميزة من المرحلات.

أولاً، هناك نوعان من المرحلات الصغيرة التي تنظم إمداد الطاقة للأجهزة الكهربائية المدمجة، مثل المصابيح والمراوح. أما النوع الثاني فيتألف من الموصلات، وهي مرحلات كبيرة الحجم تستخدم لتنظيم تشغيل المحركات. أما الفئة الثالثة فيشار إليها باسم مرحلات التحكم الرئيسية (MCR) وتستخدم لدائرة الإيقاف الطارئ. وهي مسؤولة عن قطع جميع الطاقة عن أجهزة الإخراج في حالة قيام المستخدم بتنشيط جهاز الطوارئ.

مفتاح الشبكة

يتحكم مفتاح الشبكة في وصلة الاتصال بجهد 24 فولت التي تربط وحدة التحكم المنطق المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) بجميع المعدات الأخرى، والتي يجب أن تلتزم بالمنطق والمعايير المحددة مسبقًا التي يحددها المشغلون. ينظم مفتاح الشبكة الوصلة بين PLC والمعدات الكهربائية الأخرى داخل اللوحة، مما يتيح الاتصال.

واجهة الآلة البشرية (HMI)

وتتميز لوحة التحكم الكهربائية بتكوين داخلي معقد، يضم العديد من المكونات الكهربائية، وبالتالي تشكل تحديات للمستخدم في فهم الحالة الحالية واتخاذ القرارات المناسبة وتوفير المدخلات للنظام.

توفر الواجهة بين الإنسان والآلة (HMI) منصة للمشغل لفهم العمليات المنطقية لوحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC) ولوحة التحكم الكهربائية. وهي تبسط عملية توفير المدخلات المباشرة. الهدف الأساسي من واجهة الواجهة HMI هو مساعدة المشغِّل في إدارة مهام لوحة التحكم الكهربائية وتمكينه من الاحتفاظ بالسيطرة على نظام الطاقة.

أزرار الضغط أو المصابيح الإرشادية

مفاتيح التحكم أو أضواء المؤشرات التي يتم تنشيطها بالضغط عليها.
أزرار الضغط هي عنصر كهربائي أساسي في لوحة التحكم الكهربائية. وعادةً ما تكون موجودة عند باب اللوحة. عادة، يوجد عادةً زر ضغط أحمر على شكل فطر لإيقاف الطوارئ وزر ضغط لإعادة ضبط مرحل التحكم في الماكينة (MCR). يستخدم المشغل أزرارًا إضافية لتنظيم الوظائف المختلفة للماكينة أو العملية.

تتشابه الأضواء الإرشادية بشكل لافت للنظر مع أزرار الضغط، على الرغم من أنها تعمل فقط كإشارة بصرية للمشغل، حيث تنقل المعلومات حول أنشطة نظام التحكم.

في بعض الأحيان، يتم دمج الأزرار الضاغطة والأضواء الإرشادية في جهاز واحد وتوظيفها في العديد من الوظائف.

الخاتمة

تحدثنا اليوم عن مكونات لوحة التحكم. سيكون لكل لوحة تحكم مصدر طاقة رئيسي قادم يتم توزيعه في جميع أنحاء اللوحة على أجهزة مختلفة للتحكم والمراقبة.

ستأتي لوحات التحكم الإلكترونية بأحجام مختلفة ولكن جميعها تحتوي على أجهزة متشابهة تحدثنا عنها اليوم.

اقرأ المزيد: كيفية تصميم لوحات تحكم كهربائية فعالة: دليل خطوة بخطوة