نقشهخوانی برق صنعتی و اتوماسیون صنعتی
- حمید زینالی
- نقشه خوانی برق, وبلاگ
- 1404/06/15
- این مقاله بروزرسانی شده 8 تیر 1405
اهمیت نقشهخوانی برق در صنعت
چه دانشآموز باشید، چه تکنسین یا مهندس برق، و چه در شاخههای مختلف این حوزه مشغول به کار باشید، قطعاً با نقشههای برقی سروکار خواهید داشت. در واقع، در صنعت برق با داشتن مهارت نقشهکشی برق و نقشهخوانی برق کارمان راحتتر است.
نقشه، “زبان صنعت” است. همانطور که ما برای برقراری ارتباط با یکدیگر از زبان فارسی استفاده میکنیم، برای ارتباط با یک سیستم برقی حاوی فیوز، کنتاکتور، بیمتال، PLC، رلهها و… باید از یک زبان مشترک و تخصصی استفاده کنیم: نقشه.
سیستمهای برقی اساس و پایه مهندسی هستند و مهندسی برق جزئی جداییناپذیر از زندگی روزمره ماست. یک سیستم بدون طراحی درست و نقشه صحیح، عملاً هیچ کارایی ندارد و به هیچ دردی نمیخورد.
تصور کنید در یک محیط صنعتی، مشکلی پیش آمده و شما قصد عیبیابی دارید، اما نقشهای در کار نیست. همانطور که تجربه نشان داده، در چنین شرایطی ممکن است ساعتها به دنبال ایراد بگردید و با سختی فراوان آن را پیدا کنید، یا حتی در مواردی اصلاً نتوانید مشکل را حل کنید. نقشه برای شما یک راهنماست که در زمان عیبیابی و تعمیرات، مسیر را روشن میکند.
نقشه زبان صنعت است
تصور کنید وارد یک واحد صنعتی میشوید؛ یک کارخانه پتروشیمی، سیمان، مواد غذایی یا داروسازی. مقابل شما یک تابلوی برق بزرگ با دهها سلول، رلهها و فرامین مختلف قرار دارد. آیا میتوانید بدون هیچ راهنمایی، مسیر سیمها را تشخیص دهید، جانمایی دقیق تجهیزات را بفهمید و منطق وایرینگ را درک کنید؟ قطعاً خیر. اینجاست که نقشه، زبان صنعت میشود.
چرا نقشه برق در صنعت حیاتی است؟
- در محیطهای صنعتی، جایی که با تابلوهای فشار ضعیف و متوسط، ۵۰ یا حتی ۴۰ سلول، فرامین و رلههای متنوع سر و کار داریم، نمیتوان با حدس و گمان و دنبال کردن سیمها کار کرد. نقشهها به شما کمک میکنند تا: مسیر سیمها را بدانید: از کجا رفتهاند و به کجا متصل میشوند.
- جانمایی تجهیزات را درک کنید: هر تجهیز در چه موقعیتی قرار گرفته و جانمایی تجهیزات را بدانید.
- برخی ممکن است بگویند: “من یک پمپ ساده، یک مدار ستاره مثلثی یا چپگرد راستگرد را بدون نقشه هم میتوانم راه بیندازم.” بله، در موارد سادهای که تنها یک کنتاکتور، یک بیمتال و یک فیوز در تابلو میبینید، ممکن است بدون نقشه هم کارتان راه بیفتد. اما در واحدهای صنعتی بزرگ و پیچیده، این رویکرد غیرممکن است.
عدم آشنایی با استانداردها
یکی از مشکلات و خلأهای اصلی در صنعت این است که بسیاری از افراد شروع به نقشهکشی برق یا نقشهخوانی برق میکنند، اما هنوز استانداردها را نمیشناسند. این یک اشتباه بزرگ است. برای اینکه بتوانیم بهترین دستاوردها را خلق کنیم، باید:
- با استانداردها آشنا باشیم.
- بر اساس استانداردها طراحی کنیم.
- نقشهها را طبق استانداردها تحلیل کنیم.
7 مزیت مهم نقشهخوانی برق
در دنیای پیچیده صنعت امروز، جایی که ماشینآلات و سیستمها هر روز پیشرفتهتر میشوند، نقشهخوانی برق دیگر فقط یک مهارت جانبی نیست، بلکه یک ضرورت حیاتی است. چه برای یک اپراتور، چه یک تکنسین، یا حتی یک کارفرما، توانایی خواندن و درک نقشههای صنعتی میتواند تفاوت بین موفقیت و شکست، یا سود و زیان را رقم بزند.
1. عیبیابی بهتر:
عیبیابی بهتر و موثرتر توانایی عیبیابی بهتر، برگ برنده شماست. فرض کنید در یک خط تولید، مشکل فنی پیش آمده است. اگر یک شخص (A) بتواند نقشه را بخواند و عیب را بهدرستی تشخیص دهد، در مقایسه با شخصی (B) که این توانایی را ندارد، قطعاً ارزش و اهمیت نقشهخوانی برق را لمس خواهد کرد. نقشه به شما کمک میکند تا با دیدی دقیقتر به مشکل نگاه کرده و ریشه آن را بیابید.
2. عیبیابی در زمان کمتر:
کاهش زمان عیبیابی و راهاندازی زمان در صنعت، پول است. اگر یک خط تولید متوقف شود، هر دقیقهای که در تعمیر و راهاندازی مجدد صرف میشود، هزینه دارد. متخصصانی که توانایی نقشهخوانی برق و تحلیل آن را دارند، میتوانند عیبیابی را در زمان کمتری انجام داده و خط را سریعتر به فرآیند تولید بازگردانند. این سرعت در راهاندازی مجدد خطوط تولید، چه برای تولید نفت، لوازم آرایشی یا شیر خشک باشد، یک مزیت رقابتی بزرگ است.
3. کاهش هزینهها:
کاهش هزینهها و افزایش درآمد هرچه یک خط تولید بیشتر در حالت توقف (خواب) باشد، محصول کمتری تولید میشود و در نتیجه دیرتر به بازار عرضه میشود. با راهاندازی سریعتر خط تولید به کمک نقشهخوانی برق، تولید افزایش یافته، محصولات بیشتری به بازار عرضه میشوند و درآمد کارخانه افزایش پیدا میکند. بنابراین، نقشهخوانی برق مستقیماً به کاهش هزینههای عملیاتی و افزایش سودآوری کمک میکند.
4. مونتاژ راحتتر:
مونتاژ راحتتر و دقیقتر تصور مونتاژ یک تابلوی برق بدون نقشه تقریباً غیرممکن است. نقشه به شما میگوید که سیم A از کنتاکتور یک به بیمتال رفته است یا سیم Z از PLC به فلان رله متصل شده است. با داشتن نقشه و مهارت نقشهخوانی برق، فرآیند مونتاژ تابلو بسیار سریعتر، راحتتر و با خطای کمتر پیش میرود. شرکتهای حرفهای در سراسر جهان قطعاً با نقشه این کار را انجام میدهند، زیرا وجود نقشه برق در خط تولید امری ضروری است.
5. تحلیل راحت تابلو:
تحلیل آسانتر و سریعتر تابلوها در بحث عیبیابی، نقشه به شما اجازه میدهد تا یک تابلو را بهراحتی تحلیل کنید. به عنوان مثال، در یک پروژه، یک دستگاه CNC از مدار خارج شده بود. با باز کردن تابلو، انبوهی از سیمها و تجهیزات دیده شد. اولین چیزی که از کارفرما درخواست شد، نقشه بود. با بررسی نقشه، مشخص شد که یکی از موتورهای اصلی از مدار خارج شده و سر راه آن یک کنتاکتور و یک خازن متصل شده است. پس از بررسی، مشخص شد که خازن ترکیده است. با تعویض خازن، خط بهراحتی راهاندازی شد. در یک تابلوی شلوغ، کثیف، یا حتی آغشته به روغن با سیمکشی نامرتب که سالهاست کار میکند، پیدا کردن عیب بدون نقشه تقریباً غیرممکن است.
6. شکستن انحصار:
شکستن انحصار شرکتهای بزرگ اگر یک شرکت یا فرد خاصی یک پروژه صنعتی را راهاندازی کرده و نقشههای آن را تحویل داده و رفته باشد، در صورت بروز مشکل، کارفرما مجبور است دوباره با همان شرکت تماس بگیرد، زیرا تکنسینهای داخلی قادر به تحلیل نقشهها نیستند. اگر شما نقشهخوانی برق بلد باشید، انحصار این شرکتها شکسته میشود. شما میتوانید خودتان مشکلات را برطرف کنید و دیگر نیازی به وابستگی به بیرون نخواهید داشت. این امر به افزایش استقلال و توانمندی داخلی کمک میکند.
7. جهانی شدن:
جهانی شدن و فرصتهای شغلی بینالمللی نقشه، زبان مشترک صنعت است. اگر نقشهای طبق استاندارد IEC در ایران طراحی شود، همان نقشه در آمریکا، آلمان، ژاپن و سایر کشورها قابل تحلیل و استفاده است. این بدان معناست که با شناخت زبانها و استانداردهای نقشهکشی و مهارت نقشهخوانی برق، میتوانید موقعیتهای شغلی در داخل و خارج از ایران را هدف قرار دهید. این مهارت به شما امکان میدهد تا در بازارهای کار جهانی نیز رقابت کنید.
دلیل اهمیت استانداردها و انواع آن
در دنیای امروز، چه در زندگی روزمره و چه در محیطهای صنعتی و تخصصی، با مفهوم “استاندارد” سروکار داریم. اما آیا تاکنون به این فکر کردهاید که استانداردها دقیقاً چه هستند، چه انواعی دارند و چرا رعایت آنها تا این حد حیاتی است؟
درک سطوح مختلف استانداردها میتواند به شما کمک کند تا در هر زمینهای، از نقشهکشی گرفته تا تولید صنعتی، زبانی مشترک با دیگران داشته باشید و به یک متخصص کارآمدتر تبدیل شوید.
انواع استانداردها:
1. استانداردهای فردی و شخصی:
هر فردی، از جمله خود ما، ممکن است برای خودش مجموعهای از استانداردها و روشهای کاری داشته باشد.
شاید استانداردهای من با شما متفاوت باشد، یا استانداردهای شما با فرد دیگری یکی نباشد. این نوع استانداردها در زندگی شخصی مفید هستند، اما برای کارهای گروهی یا تخصصی که نیاز به زبان مشترک دارند (مثل نقشهکشی برق یا نقشهخوانی برق)، کارآمد نیستند. برای تحلیل یک نقشه توسط افراد مختلف، نیاز به یک زبان مشترک است که استاندارد فردی نمیتواند آن را فراهم کند.
2. استانداردهای شرکتی و صنعتی:
به استانداردهای شرکتی و صنعتی میرسیم. هر واحد صنعتی یا شرکت، استانداردهای خاص خود را تعریف میکند. این استانداردها میتوانند در شرکتهای مختلف، مثلاً بین شرکت میهن و ایران خودرو یا ایران خودرو و ماموت، متفاوت باشند.
این تفاوتها میتواند در جنبههای مختلفی مانند ایمنی، تولید و حتی عرضه محصول به بازار مشاهده شود. به عنوان مثال، استانداردهای ایمنی در یک شرکت ممکن است شامل استفاده از کلاه ایمنی برای عبور از خطوط تولید یا پوشیدن لباس مناسب باشد. ورود به خط تولید مواد غذایی یا داروسازی با تیشرت مجاز نیست و ممکن است نیاز به عبور از اتاقهای ایزوله و ضدعفونی دستها باشد.
اما همین استانداردها شاید در خط پرس ایران خودرو ضرورتی نداشته باشد. این استانداردها نسبت به واحد صنعتی و لوکیشن تغییر میکنند و برای همان شرکت یا واحد صنعتی خاص، مناسب و کاربردی هستند. پیادهسازی استانداردهای یک شرکت در شرکت دیگر ممکن است نتیجه معکوس داشته باشد.
3. استانداردهای ملی:
این استانداردها توسط سازمانهای استاندارد ملی هر کشور، مانند سازمان استاندارد ایران، سازمان استاندارد ملی آمریکا یا سازمان استاندارد ملی ژاپن، تعریف میشوند. هر محصولی که قرار است تولید شود یا هر خط تولیدی که قرار است راهاندازی شود، باید این استانداردها را رعایت کرده و گواهینامه استاندارد را دریافت کند.
به عنوان مثال، یک بیسکویت نمیتواند بدون علامت استاندارد تولید و عرضه شود. در نقشهکشی برق و نقشهخوانی برق نیز، ممکن است با استانداردهای ملی مختلفی روبرو شوید، مثلاً پروژهای که بر اساس استاندارد ملی آمریکا طراحی شده است.
4. استانداردهای جهانی و بینالمللی:
زبانی برای تمام دنیا برای ایجاد یک زبان مشترک بینالمللی و تسهیل ارتباط بین کشورها، استانداردهای جهانی و بینالمللی تعریف شدهاند. این استانداردها فراتر از مرزهای ملی عمل میکنند.
به عنوان مثال، اگر یک نقشه با استاندارد بینالمللی IEC در آفریقا طراحی شود، یک مهندس در ایران یا یک متخصص در مالزی باید بتوانند آن را تحلیل کنند. این سطح از استانداردها، امکان همکاری و درک متقابل را در مقیاس جهانی فراهم میآورد.
انواع استانداردهای ملی
هر کشور یا منطقهای برای خود استانداردهای ملی دارد که میتواند دامنه وسیعی از صنایع را پوشش دهد. در اینجا به تعدادی از آنها اشاره میکنیم:
- VDE (انجمن برق و الکترونیک و فناوری آلمان): این استاندارد که با نام FADE نیز شناخته میشود، مختص کشور آلمان است و آزمایشهایی را برای تضمین استفاده ایمن و مطمئن از تجهیزات برقی انجام میدهد. بسیاری از تجهیزات برقی، مهر استاندارد VDE را بر خود دارند که نشاندهنده گذراندن آزمایشهای دقیق و تأیید آنها است.
- DIN (استاندارد ملی آلمان): استاندارد ملی آلمان که همانند VDE، ریشه در این کشور دارد و بسیار معتبر است.
- ANSI (استاندارد ملی آمریکا): این استاندارد ملی آمریکا اگرچه در ابتدا برای این کشور تعریف شده بود، اما به دلیل رشد و توسعه گسترده، امروزه در بسیاری از کشورهای دیگر نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
- BSI (استاندارد ملی انگلستان): استاندارد BSI، مربوط به کشور انگلستان است و در پروژههای مختلف این کشور اهمیت فراوانی دارد.
- GOST (استاندارد ملی روسیه/شوروی سابق): این استاندارد که گاهی اوقات “گاست” نیز تلفظ میشود، استاندارد ملی اتحاد جماهیر شوروی سابق بود که اکنون به عنوان استاندارد ملی روسیه شناخته میشود.
- JISC (استاندارد ملی ژاپن): همانطور که از نامش پیداست، این استاندارد ملی کشور ژاپن است.
- GB (استاندارد ملی جمهوری خلق چین): این استاندارد به جمهوری خلق چین تعلق دارد و در پروژههای مربوط به این کشور مشاهده میشود.
- NFPA (انجمن ملی حفاظت در برابر آتش): استاندارد NFPA عمدتاً بر مسائل حفاظتی، به ویژه در برابر آتش، تمرکز دارد؛ اما بسیاری از استانداردهای برقی مرتبط با حفاظت نیز شامل آن میشوند. سمبلها و نمادهای خاصی در این استاندارد برای نشان دادن موارد حفاظتی وجود دارد.
- NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق): این استاندارد در واقع یک سازمان زیر نظر استاندارد ملی است که برای پروژههای برقی شکل و شمایلی خاص را تعیین میکند.
برخی از استانداردهای بین المللی
برخی استانداردها فراتر از مرزهای ملی عمل میکنند و در سطح بینالمللی یا در حوزههای تخصصی خاصی اعتبار دارند:
- IEC (کمیسیون بینالمللی الکتروتکنیک): این یکی از معروفترین و مهمترین استانداردهای بینالمللی در صنعت برق است. هر مهندس برق در هر جای دنیا باید بتواند نقشههای برقی را بر اساس این استاندارد تحلیل کند. سمبلها و نمادهای مورد استفاده در نرمافزارهای طراحی نقشه برق مانند EPLAN (که قویترین نرمافزار طراحی نقشههای برق در دنیاست و نزدیک به 800 سمبل فقط در یک کتابخانه آن وجود دارد)، عمدتاً بر اساس استاندارد IEC تعریف شدهاند.
- ITU (اتحادیه بینالمللی مخابرات): این استاندارد بینالمللی، همانطور که از نامش پیداست، مختص حوزه مخابرات است.
- ISO (سازمان بینالمللی استانداردسازی): ISO یک سازمان بسیار قدرتمند و گسترده در زمینه استانداردسازی است. بسیاری از واحدهای صنعتی برای تأیید کیفیت فرآیندها و محصولات خود، استانداردهایی مانند ISO 9001 (که مربوط به سیستم مدیریت کیفیت است) را دریافت میکنند. کسب گواهینامههای ISO نشاندهنده رعایت مجموعهای از استانداردهای دقیق و قوی در یک سازمان است.
مزایای استانداردهای بین المللی
استانداردها نه تنها برای یک گروه خاص، بلکه برای طیف وسیعی از ذینفعان سودمند هستند:
- مصرفکنندگان: وقتی شما از یک محصول استاندارد استفاده میکنید، خیالتان از بابت کیفیت، ایمنی و کارایی آن راحت است. این به معنای تجربهای بهتر و قابل اعتمادتر است.
- مشاغل و کسبوکارها: کار کردن با نقشهها و فرآیندهای استاندارد، باعث افزایش بهرهوری، کاهش خطاها و تضمین سازگاری در محصولات و خدمات میشود. این امر به ویژه برای کسانی که با نقشههای استاندارد کار میکنند یا محصول استاندارد ارائه میدهند، حیاتی است.
- برای دولتها: دولتها با کار در چارچوب استانداردهای مشخص، میتوانند از مزایای آن بهرهمند شوند.
- کره زمین: یکی از مزایای قابل توجه استانداردها، کاهش آسیب به محیط زیست است. به عنوان مثال، یک تجهیز استاندارد ممکن است آلودگی کمتری تولید کند و میزان CO2 کمتری ساطع کند.
استاندارد چیست؟
به طور کلی، مفهوم استاندارد را میتوان اینگونه تعریف کرد: هر چیزی که در زندگی شما استاندارد باشد و به دیگران نیز به صورت استاندارد ارائه شود، قطعاً فردی که با شما کار میکند، شخصی که در شغلی آن را دریافت میکند، و دولتی که در چارچوب استاندارد فعالیت میکند، همگی از مزایای آن بهرهمند خواهند شد. این یک رویکرد جامع است که سودمندی را برای همه به ارمغان میآورد.
7 استاندارد کلیدی IEC
- IEC 60417: این استاندارد مرجعی برای یافتن نمادها و سمبلهای گرافیکی مورد استفاده در صنعت برق است. هر نمادی که در نقاط مختلف صنعت برق مشاهده میکنید، میتواند در این استاندارد یافت شود.
- IEC 60446: رنگ و علامت سیمها: برای تشخیص آسان و ایمن سیمها، این استاندارد به رنگها و علائم سیمها میپردازد. بهعنوان مثال، میتوانید در این استاندارد بیابید که رنگهای فازهای مختلف چه هستند.
- IEC 60617: نمادهای دیاگرامها و نقشهها: این استاندارد تمامی سمبلهایی که در دیاگرامها و نقشههای برق استفاده میشوند را شامل میشود. هر تجهیز برقی مانند بریکر یا موتور، سمبل خاص خود را دارد که از این استاندارد قابل استخراج است. نرمافزارهای نقشهکشی مانند EPLAN، در کتابخانه خود 800 سمبل برقی را بر اساس همین استاندارد ارائه میدهند.
- IEC 61082: تهیه داکیومنت در صنعت برق: برای تهیه هرگونه داکیومنت در صنعت برق، این استاندارد اصول و اطلاعات لازم را ارائه میدهد. اگر قصد تحلیل یا تهیه داکیومنت برقی را دارید، این استاندارد راهنمای شما خواهد بود.
- IEC 80416: اصول اولیه استفاده از نمادهای گرافیکی: این استاندارد به اصول اولیه استفاده از نمادهای گرافیکی میپردازد. اگرچه اهمیت آن به اندازه برخی استانداردهای دیگر نیست، اما برای درک مبانی نمادگذاری مفید است.
- IEC 81714: نمادهای تجهیزات فنی: این استاندارد نیز به نمادهای گرافیکی مورد استفاده در تجهیزات فنی محصولات میپردازد و لزوماً محدود به نقشهکشی نیست، اما با مبحث نمادها ارتباط دارد.
- IEC 82045: مدیریت داکیومنت در صنعت برق: این استاندارد بینظیر برای مدیریت داکیومنتهای صنعت برق است. هر داکیومنتی، از SLD (Single Line Diagram) و MLD (Multi-Line Diagram) گرفته تا مباحث مرتبط با مسیریابی (routing)، در چارچوب این استاندارد توضیح داده شده است.
سه معیار برای تحلیل جامع نقشهخوانی برق
این سه معیار کلیدی عبارتند از:
- شناخت قوانین نقشه
- شناخت مشخصات برگه نقشه یا “شیت”
- تحلیل نقشه
معیار اول: شناخت قوانین نقشه
این بخش شامل چندین جزء حیاتی است که هر یک نقش مهمی در فهم ونقشهخوانی برق ایفا میکنند:
1. سمبلها یا نمادها (Symbols):
هر تجهیز الکتریکی در سیستم برق، از یک ترمینال ساده گرفته تا پیشرفتهترین بریکرها و تجهیزات جریان بالا، دارای یک سمبل یا نماد خاص در نقشه است. این سمبلها هستند که با ما صحبت میکنند و شناخت آنها نتایج عالی در نقشهخوانی برق به ارمغان میآورد.
نکته مهم اینجاست که شما نیاز نیست تمام سمبلهای موجود را حفظ کنید، بلکه باید یاد بگیرید چگونه هر سمبلی را تحلیل کنید. گاهی اوقات سمبلها از دل خود تجهیزات شکل میگیرند.
2. شناسایی تگ تجهیز:
هر سمبل در نقشه، یک “تگ” یا برچسب شناسایی دارد، درست مانند نامی که برای هر شخص (آقای اصغر، آقای اکبر) وجود دارد. این تگها برای شناسایی دقیق تجهیزات ضروری هستند.
3. شناسایی اعداد و مفهوم آنها:
در نقشهخوانی برق، هر عددی دارای یک مفهوم خاص است. یادگیری مفهوم این اعداد برای درک صحیح عملکرد سیستم حیاتی است.
4. شناسایی تگ مسیر جریان:
درک تگ مسیر جریان به شما کمک میکند تا جریان برق را در نقشه ردیابی کنید و بدانید هر مسیر به کجا منتهی میشود.
5. شناسایی لوکیشن (موقعیت فیزیکی و مجازی تجهیزات):
هر سمبل در نقشه میتواند یک لوکیشن داشته باشد. این لوکیشن میتواند مجازی باشد (فقط در نقشه) یا فیزیکی و واقعی (قابل لمس در واحد صنعتی).
برای مثال، یک بریکر در تابلو برق یک کارخانه، هم در نقشه دارای لوکیشن است و هم در واقعیت فیزیکی (مثلاً “گوشه سمت راست سایت شماره پنج ایران خودرو”). این اطلاعات به خواننده نقشه کمک میکند تا دقیقاً بداند تجهیز کجای واحد صنعتی قرار دارد.
6. جدول شناسایی متقابل و کراس رفرنس:
برخی تجهیزات مانند کنتاکتورها، دارای تیغههای کمکی هستند که ممکن است در صفحات مختلف نقشه قرار داشته باشند (مثلاً تیغه شماره یک در صفحه اول و تیغه شماره پنج در صفحه دهم).
کراس رفرنس به ما این امکان را میدهد تا این تیغهها را به یکدیگر ارجاع دهیم. جدول شناسایی متقابل نیز معمولاً زیر تجهیزات بوبیندار قرار میگیرد و مکان دقیق تیغههای باز و بسته آنها را مشخص میکند.
7. شمارهگذاری سیمها:
شمارهگذاری سیمها به شدت مهم است. اگرچه ممکن است با نرمافزارها به سادگی سیمها را شمارهگذاری کنید (مثلاً ۱۰۰، ۱۰۱، A، B، C)، اما شمارهگذاری هوشمندانه اهمیت بسیاری دارد.
8. تگ ترمینالها:
تگ ترمینالها نیز برای ما مهم هستند و طبق استاندارد IEC، با حرف “X” نمایش داده میشوند.
9. شناسایی انواع نقشه:
در صنعت و حتی در کتابهای هنرستان، انواع مختلفی از نقشهها وجود دارد. ابتدا با نقشههای سادهتر مانند نقشه ترمینال، نقشه گسترده، و نقشه حقیقی فنی آشنا میشویم.
سپس به سراغ نقشههای تخصصیتر مانند چندخطی،تک خطی، روتینگ و سایر نقشهها میرویم.
معیار دوم: شناخت مشخصات شیت
شناخت مشخصات برگه نقشه یا “شیت” دومین معیار مهم، آشنایی با مشخصات کلی برگه نقشه یا “شیت” است. این به شما امکان میدهد تا اطلاعات عمومی و ساختار کلی کاغذی که نقشه روی آن ترسیم شده است را بخوانید و درک کنید.
معیار سوم: تحلیل نقشه
تحلیل نقشه پس از آنکه قوانین نقشه را به خوبی شناختید و با مشخصات شیت آشنا شدید، نوبت به مرحله نهایی میرسد: تحلیل جامع نقشه. در این مرحله، با ترکیب دانش خود از دو معیار قبلی، قادر خواهید بود هر نقشه را به صورت کامل و دقیق تجزیه و تحلیل کنید و به درک عمیقی از عملکرد سیستمهای الکتریکی دست یابید.
درک سمبلها و نمادهای الکتریکی در نقشهخوانی برق
در دنیای مهندسی برق، توانایی تحلیل و نقشهخوانی برق یک مهارت اساسی است. هسته اصلی این توانایی، درک صحیح سمبلها، تگها و شمارههای مختلفی است که هر جزء و عملکرد آن را در یک سیستم مشخص میکنند.
1. سمبل چیست؟ چرا مهم است؟
یک سمبل، نمادی واضح و شفاف است که یک تجهیز خاص را در نقشه نشان میدهد. درست همانند اینکه یک وسیله در دنیای واقعی یک نام دارد (مثلاً “بریکر”)، در نقشه نیز با یک سمبل خاص نمایش داده میشود. درک این سمبلها اولین گام برای فهمیدن عملکرد سیستم است.
2. تگها (Tag) و هویت تجهیزات:
هر تجهیز، به علاوه متعلقاتش، یک تگ (Tag) میگیرد. این تگ در واقع شناسه منحصر به فرد تجهیز در نقشه است. برای مثال، یک بریکر ممکن است با تگ Q1 مشخص شود. اگر بریکر دیگری در نقشه باشد، Q2 نامیده میشود، مگر اینکه متعلقات همان بریکر Q1 در جای دیگری از نقشه تکرار شده باشند (مانند یک تیغه باز کمکی). استاندارد میگوید که تگها معمولاً در سمت چپ سمبل تجهیز در نقشه قرار میگیرند.
3. نقاط اتصال (Connection Points):
در کنار سمبلها، شمارههایی مانند ۱، ۳، ۵، ۲، ۴، ۶ را مشاهده میکنیم. این شمارهها نشاندهنده نقاط اتصال (Connection Points) هستند. هر یک از این نقاط قرار است به تجهیز دیگری متصل شود. این شمارهها معمولاً در سمت راست سمبل و خطوط ورودی/خروجی قرار میگیرند. همچنین ممکن است شمارههای دیگری مانند شماره صفحه، شماره سیم و شماره تیغهها نیز دیده شود.
4. ساختار داخلی یک سمبل:
ترکیب نمادهای مختلف یک سمبل واحد میتواند از چندین سمبل کوچکتر و نمادهای دیگر ساخته شده باشد. برای مثال، یک سمبل بریکر میتواند شامل:
- سمبل NO (Normally Open): نشاندهنده یک تیغه باز.
- سمبل بیمتال: برای حفاظت در برابر اضافه جریان ناشی از اضافه بار.
- سمبل Overcurrent: برای حفاظت در برابر جریانهای هجومی یا اتصال کوتاه.
5. عملگرها:
عملگرها و فرمانپذیری یک باکس که گاهی در سمبل دیده میشود، مشخصکننده عملگرهای سیستم است. این باکس نشان میدهد که بریکر از چند طریق میتواند فرمان بگیرد یا عمل کند.
- اتصال کوتاه (Short Circuit): در صورت بروز اتصال کوتاه.
- اضافه جریان (Overload): در اثر اضافه جریان ناشی از اضافهبار.
- تحریک دستی (Manual Actuation): با تحریک دستی اپراتور.
وقتی یکی از این شرایط رخ میدهد، بریکر فرمان گرفته و وضعیت تیغههای خود را تغییر میدهد. از آنجا که تیغههای اصلی و کمکی به هم وصل هستند، تغییر وضعیت تیغه اصلی منجر به تغییر وضعیت تیغههای کمکی در هر جای نقشه یا سیستم نیز میشود.
6. رفرنسها:
ارتباط با سایر قسمتهای نقشه اغلب در کنار سمبلها، رفرنسهایی مانند ۸.7 یا ۲۲ را مشاهده میکنیم. این رفرنسها به صفحات دیگر نقشه یا مکانهای خاصی اشاره میکنند. برای مثال، ۸.7 میتواند به این معنی باشد که تیغه باز این بریکر در صفحه ۸ نقشه استفاده شده است، یا ۲۲ نشاندهنده این است که خود بریکر در صفحه ۲ قرار دارد. این رفرنسها امکان پیگیری اجزا در نقشههای پیچیده را فراهم میکنند.
مفاهیم بنیادین تیغه
به زبان ساده، تیغه بنیادیترین المان در کنترل جریان برق است. هرگاه این تیغه بسته شود، جریان عبور کرده و یک مصرفکننده (مانند لامپ یا موتور) را روشن میکند. به همین ترتیب، با باز شدن تیغه، جریان قطع میشود. این مفهوم اساسی “روشن/خاموش” یا “وصل/قطع” در برق است.
- حالت نرمال (Normally Open – NO): تجهیزاتی که در شرایط عادی و بدون تحریک بیرونی، تیغه آنها باز است، “Normally Open” نامیده میشوند. این تیغهها در انتظار تحریک برای بسته شدن و عبور جریان هستند. با یک عامل تحریک بیرونی (مثل یک شستی یا تجهیز دیگر)، این تیغه میتواند بسته شود و جریان از یک نقطه به نقطه دیگر عبور کند.
- دیسکانکتور یا ایزولاتور (غیر قابل قطع زیر بار): با اضافه کردن یک خط به سمبل تیغه ساده، آن را به یک دیسکانکتور یا ایزولاتور تبدیل میکنیم. این تجهیز غیر قابل قطع زیر بار است. این بدان معناست که شما حق ندارید زمانی که مصرفکننده در حال کشیدن جریان است، این تجهیز را زیر بار قطع کنید. قطع کردن آن زیر بار میتواند منجر به آرک (جرقه)، آتشسوزی، و خطرات جانی و مالی شود.
- بریکر (Breaker): تشخیص اتصال کوتاه و اضافه بار تکامل نهایی در این مسیر، بریکر است. با اضافه کردن یک علامت ضربدر (X) به سمبل، آن را به یک بریکر تبدیل میکنیم. بریکرها علاوه بر قابلیت قطع زیر بار، توانایی تشخیص جریانهای اتصال کوتاه را نیز دارند.
- ایزولاتور (قابل قطع زیر بار): با اضافه کردن یک دایره به سمبل تیغه، آن را به یک سوئیچ بار (Load Switch) تبدیل میکنیم. بر خلاف دیسکانکتور، این تجهیز قابل قطع زیر بار است. یعنی، حتی زمانی که جریان از آن عبور میکند، میتوان آن را قطع و وصل کرد بدون اینکه اتفاق خطرناکی رخ دهد. امکان تشخیص اتصال کوتاه را ندارد.
آشنایی با مفهوم تگ مسیر جریان
همانطور که هر شخص، مکان یا وسیلهای دارای آدرس خاص خود است، تجهیزات برقی نیز در نقشههای برق دارای یک “لوکیشن” یا آدرس دقیق هستند. این لوکیشندهی نه تنها شامل محل فیزیکی تجهیز (مثلاً یک بریکر در تابلو برق، در قسمت شماره ۲) میشود، بلکه محل دقیق آن در نقشه را نیز مشخص میکند.
چرا لوکیشن در نقشه برق مهم است؟
تعیین محل دقیق تجهیزات در نقشه، عملیات وایرینگ (سیمکشی)، اسمبلینگ (مونتاژ) و تعمیر و نگهداری را بسیار آسانتر میکند. برای مثال:
یک فیوز F1 با جریان 6 آمپر و نقاط اتصال 1 و 2 را در نظر بگیرید. لوکیشن آن در نقشه میتواند به صورت “1.4” نمایش داده شود. این به این معنی است که فیوز F1 در صفحه شماره ۱ و ستون شماره ۴ قرار دارد.
مشابه آن، یک ترمینال میتواند در “مسیر جریان شماره ۷” یا یک تیغه بریکر در “مسیر شماره صفر” قرار داشته باشد. با این سیستم آدرسدهی، میتوانید به سرعت و بدون اتلاف وقت، تجهیز مورد نظر را در یک نقشه بزرگ پیدا کنید.
آشنایی با مفهوم کراس رفرنس
یکی از قدرتمندترین ابزارها در نقشهخوانی برق صنعتی، مفهوم شناسایی متقابل یا همان کراس رفرنس (Cross-Reference) است. این اصطلاحات به روشهای مختلفی برای ارجاعدهی به بخشهای مختلف یک تجهیز واحد در نقاط متفاوت نقشه اشاره دارند.
کراس رفرنس چیست و چرا استفاده میشود؟
تجهیزاتی مانند کنتاکتورها، تایمرها و رلهها دارای یک بوبین (کویل) و تعدادی تیغههای قدرت و فرمان (کنتاکتهای باز و بسته) هستند. در نقشهکشی، بوبین کنتاکتور به عنوان “تابع اصلی” در نظر گرفته میشود، در حالی که تیغههای قدرت و فرمان آن “تابعهای کمکی” محسوب میشوند.
جدول کراس رفرنس معمولاً زیر بوبین این تجهیزات قرار میگیرد و شامل لیست تمام تیغههای باز و بستهای است که در قسمتهای مختلف نقشه برای آن کنتاکتور خاص استفاده شدهاند.
شناسایی عناصر کلیدی در نقشههای صنعتی
- شماره سیم: در نگاه اول به نقشههای برق، ممکن است با خطوط مورب مواجه شوید که بخشی از ساختار نقشه را تشکیل میدهند. یکی از مهمترین اجزا، شمارهگذاری سیمها است. به عنوان مثال، ممکن است با شمارههایی مانند W22، W23 روبرو شوید. نحوه شمارهگذاری سیمها میتواند بر اساس روشهای مختلفی انجام شود؛ مثلاً در ابتدا یا انتهای یک اتصال، یا حتی در میانه آن. این فرآیند بستگی به تجهیزات مورد استفاده، طول سیم و سایر ملاحظات دارد.
- ترمینالها و رشته ترمینالها: ترمینالها اغلب با دایره نشان داده میشوند. از کنار هم قرار گرفتن چندین ترمینال، یک رشته ترمینال تشکیل میشود. که در نقشه برق با حرف “X” نمایش میدهند. گاهی اوقات، زمانی که ترمینالها به صورت افقی کنار هم قرار دارند، ممکن است نام رشته ترمینال (مثل X2) تنها یک بار نوشته شود و برای ترمینالهای بعدی تکرار نشود.
چرا این سطح از جزئیات مهم است؟
برخلاف مدارهای سادهای که ممکن است در ابتدا آموخته باشید (مانند یک مدار چپگرد راستگرد)، هدف این است که شما با نقشههای برق واقعی آشنا شوید. بسیاری از این نقشهها در کف کارخانجات و صنایع بزرگ، چه در ایران و چه در خارج از کشور، مورد استفاده قرار میگیرند (مانند نقشهای که شامل “رله پیلز” بود و در خارج از ایران استفاده میشود).
اگر دانش شما از نقشهخوانی برق تنها محدود به آنچه در هنرستانها آموختهاید و تجربه عملی در تابلوهای برق یا صنعت را ندارید، اکنون زمان آن است که این دیدگاه را کنار بگذارید و ذهن خود را برای نقشهخوانی فنی و مهندسی برق آماده کنید.
انواع نقشه در نقشهخوانی برق
1. نقشه مسیر جریان
نقشه مسیر جریان نشاندهنده چگونگی جریان برق در یک مدار است و بهطور عمومی مسیرهای جریان، نقشه قدرت و نقشه فرمان را نمایش میدهد. این نقشه ورود برق سهفاز (۳۸۰ ولت، ۵۰ هرتز) به همراه نول و ارت را نشان میدهد.
مسیرهای جریان با شمارههایی مانند ۱، ۲، ۳، ۴ و… مشخص میشوند. در نرمافزارهایی مانند EPLAN، این شمارهها معمولاً در بالای نقشه یا شیت قرار میگیرند. در گذشته، هر تجهیز یا فاصله بین تجهیزات یک مسیر جریان محسوب میشد، اما در نرمافزارها این فواصل به صورت حرفهایتر و با مقدار مساوی تقسیم میشوند.
با استفاده از این نقشه، میتوان محل جریان و وضعیت تجهیزاتی مانند کنتاکتورها (که در مسیر جریان شماره ۴ هستند) یا کلیدها را تشخیص داد.
یکی از محدودیتهای نقشه مسیر جریان این است که دقیقاً مشخص نمیکند کدام سیم به کجا وصل شده است؛ تنها انشعابات را نشان میدهد. به عنوان مثال، در یک نقطه انشعاب، معلوم نیست سیم به فیوز وصل شده یا به کنتاکتور.
2. نقشه مونتاژ
نقشه مونتاژ، جزئیات دقیقتر اتصالات سیمها را ارائه میدهد و بهطور واضح مشخص میکند که هر سیم به کدام ترمینال یا تجهیز متصل شده است. برخلاف نقشه مسیر جریان، در این نقشه کاملاً معلوم است که مثلاً سیم شماره یک از ترمینال به دو ورودی یک کلید وصل شده، و یا یک سیم از کنتاکتور به زیر فیوز متصل میشود.
این نقشه برای اپراتورها، وایرینگکاران و مونتاژکاران بسیار حیاتی است، زیرا به آنها نشان میدهد که کدام سیم دقیقاً به کدام تجهیز باید وصل شود. نقشه مونتاژ جزئیات بیشتری نسبت به نقشه مسیر جریان دارد و برای اجرای فیزیکی و سیمبندی تابلوها ضروری است.
3. نقشه خارجی
نقشه خارجی که گاهی اوقات به آن “نقشه خارجی ترمینال” نیز گفته میشود، به سادگی نمایشدهنده کابلها و سیمهایی است که از ترمینالهای داخل تابلو برق خارج شده و به تجهیزات بیرونی متصل میشوند.
این نقشه نشان میدهد که سیمها و کابلها از ترمینالهای داخل تابلو به کجا رفتهاند و به چه چیزی وصل شدهاند. این نقشه به شما کمک میکند تا جریان برق و سیگنالها را از تابلو به سمت تجهیزات بیرونی ردیابی کنید و درک کنید که هر سیم به کدام نقطه خارجی متصل است.
4. نقشه ترمینال
در حالی که نقشه خارجی دید کلی از ارتباطات بیرون تابلو را میدهد، نقشه ترمینال که در داخل تابلو قرار دارد، اطلاعات دقیقتری را در اختیار ما قرار میدهد. این نقشه مشخصات سیم و کابلی را که از ترمینال خارج یا وارد سیستم میشود، با جزئیات بیشتری نشان میدهد.
در صنعت برق، مدلهای مختلفی از نقشههای ترمینال وجود دارد، مانند “ترمینال دیاگرام” و “ترمینال کانکشن دیاگرام”. این نقشه جزئیات مربوط به سیمهایی که به ترمینالها وارد یا از آنها خارج میشوند را فراهم میکند.
یکی از نکات کلیدی و بسیار مهم در نقشههای ترمینال، وجود “رزرو” یا ترمینالهای خالی است. یک طراح خوب، همواره به فکر آینده است. رزرو کردن تعدادی ترمینال (مانند ترمینالهای ۱۶، ۱۷، ۱۸ در یک مثال) به این معنی است که فضای لازم برای توسعههای آتی در نظر گرفته شده است.
5. نقشه تک خطی
این نقشه، همانطور که از نامش پیداست، به جای نمایش جزئیات تمامی فازها یا خطوط، تنها یک خط برای نمایش ورودی اصلی و کلیات سیستم استفاده میکند. هدف اصلی آن ارائه شمای کلی از سیستم و درک اتفاقات در حال وقوع در آن است. به عنوان مثال، در این نقشه میتوان ورودی اصلی سه فاز (۳۸۰/۲۲۰ ولت و ۵۰ هرتز به همراه ارت) و تعداد خطوط (مثلاً ۴ خط در یک شین) را مشاهده کرد.
6. نقشه قدرت
نقشه قدرت به طور خاص برای نمایش سیستمهای سهفاز طراحی شده و در جاهایی که آمپراژ بالایی داریم، مورد استفاده قرار میگیرد. این نقشه مسیر اصلی جریان برق به تجهیزات مصرفکننده مانند موتورها را نشان میدهد.
7. نقشه فرمان
این نقشه جایی است که اپراتور با آن سروکار دارد و شدت جریان در آن پایین است. وظیفه اصلی آن ارسال فرامین به نقشه قدرت برای کار کردن تجهیزات است.
شماره گذاری تیغههای کنتاکتور
شمارهگذاری تیغههای کنتاکتور و سایر کلیدها یک استاندارد دو رقمی دارد که درک آن بسیار مهم است:
رقم سمت راست:
- ۳ و ۴ نشاندهنده تیغه باز (NO) است.
- ۱ و ۲ نشاندهنده تیغه بسته (NC) است.
رقم سمت چپ:
این رقم ترتیب تیغهها را مشخص میکند. به عنوان مثال:
- ۱۳ و ۱۴: اولین تیغه باز یک کنتاکتور.
- ۲۳ و ۲۴: دومین تیغه باز همان کنتاکتور (در صورتی که تیغه باز دیگری از همان کنتاکتور استفاده شود، به رقم سمت چپ یک عدد اضافه میشود).
تحلیل نقشه مینی PLC لوگو
پرکاربرد ترین نقشههای صنعت برق
1. دیاگرام تک خطی (SLD)
این نقشه یک دید کلی از پروژه و بخش برقی یک پلنت صنعتی ارائه میدهد. در SLD، خطوط به صورت تکخطی نمایش داده میشوند، حتی اگر سیستم سهفاز یا چهار خطه باشد (سه فاز، نول، ارت).
این نقشه به ما کمک میکند تا بفهمیم برق از کجا وارد شده و به چه تجهیزاتی رفته است (ورودی و خروجیها). جزئیات سیمکشی در این نقشه مشخص نیست، اما المانها و سمبلها در فاز تکخطی نشان داده میشوند.
2. دیاگرام چندخطی (MLD)
در صنعت، به این نقشه، نقشه وایرینگ، نقشه سیمکشی، نقشه چندخطی یا حتی نقشه سهخطی و چهارخطی نیز میگویند. در MLD، تمامی جزئیات سیمکشی به وضوح مشخص است؛ مثلاً سیم از کدام ترمینال و از کدام کانکشن به کجا وصل شده است.
این نقشه، چه برای سیستمهای سهفاز، نول، تکفاز یا ارت باشد، با تمام جزئیات نشان میدهد که تجهیزات کنترلی و قدرتی دقیقاً کجا وصل شدهاند. هدف اصلی طراحی این نقشه، این است که وایرینگکار بتواند سیمکشی را انجام دهد.
3. نقشه جانمایی دوبعدی
این نقشه، جزئیات سیمکشی را ندارد، بلکه المانها و تجهیزات را به شکل گرافیکی (گاه با منطق در نرمافزارهایی مانند EPLAN و گاه فقط بصورت گرافیکی در نرمافزارهایی مانند AutoCAD) روی پنل (مانند سینی تابلو یا درب تابلو) نمایش میدهد.
هر چیزی که قرار است روی ریل نصب شود (مانند فیوز، کنتاکتور، PLC، ترمینال، داکت)، در این نقشه نشان داده میشود تا مونتاژکار بتواند المانها را در جای خود قرار دهد.
4. نقشه جانمایی سهبعدی
این نقشه، ورژن پیشرفتهتر نمای دوبعدی است و معمولاً با نرمافزارهای حرفهای مانند EPLAN طراحی میشود. شما میتوانید از یک طراحی سهبعدی، به راحتی یک نمای دوبعدی را استخراج کنید.
نقشههای سهبعدی اطلاعات دقیقی مانند زوایای تجهیزات، اطلاعات بین کانکشنها (سیمکشیها) را ارائه میدهند. همچنین، این نقشهها قابلیت انتقال داده به دستگاههای تولیدی مانند دستگاههای مونتاژ، سوراخکاری و برشکاری را دارند.
5. نقشه P&ID
این نقشه در صنایعی که از سیستمهای ابزار دقیق استفاده میکنند، مانند صنایع مواد غذایی، پتروشیمی و دارویی، بسیار پرکاربرد است. P&ID به معنی لولهگذاری (Piping) و تجهیزات ابزار دقیق (Instrumentation) است.
این نقشه، شیرها، منابع، شیرهای برقی و تجهیزات اندازهگیری ابزار دقیق را نشان میدهد. متخصصان ابزار دقیق به طور کامل با این نقشه کار میکنند.
6. نقشه توپولوژی
وقتی در صنعت واژه “Overview” را میشنوید، به معنای دید کلی از یک پروژه است، گویی از بالا به آن نگاه میکنید. این پروژه میتواند شامل ۱۰ موتور و یک تابلو برق باشد یا یک دستگاه صنعتی با بخشهای مختلف مانند کانوایر.
“روتینگ” به مسیرهای ارتباطی بین اجزای مختلف یک پروژه اشاره دارد؛ این ارتباط میتواند از طریق کابل، سینی یا هر چیز دیگری باشد. این مفهوم به ارتباط بین تابلوهای برق، ماشینآلات یا قسمتهای مختلف یک کارخانه میپردازد.
7. نقشه سوراخکاری
این نقشه، محل دقیق سوراخکاریها و فواصل آنها را روی یک سینی یا پنل نشان میدهد. اگرچه میتوان این کار را به صورت دستی انجام داد، اما با استفاده از نرمافزار، اطلاعات به راحتی به دستگاههای سوراخکاری (مانند پانچ، دریلینگ یا لیزر و دستگاههای CNC) منتقل میشود و دستگاه در عرض چند ثانیه عملیات سوراخکاری را انجام میدهد.
8. نقشه سیالات
این نقشه مربوط به سیستمهایی است که با سیال (مایعات یا گازها) سروکار دارند، مانند سیستمهای پنوماتیک (با باد) و هیدرولیک (با روغن).
پنوماتیک: معمولاً در جاهایی که نیاز به نیروی زیاد نداریم اما پاسخ فرکانسی سریع (عملکرد سریع) مورد نیاز است، استفاده میشود.
هیدرولیک: در جاهایی که قدرت زیادی لازم است و با فشار روغن کار میشود، به کار میرود.
معیار دوم در نقشهخوانی برق
شناخت مشخصات برگه یا شیت
برای اشاره به برگههای نقشه، اصطلاحات مختلفی مانند “برگه”، “پیج” و “شیت” رایج هستند. ابعاد این برگهها بر اساس استانداردهای مختلفی دستهبندی میشوند:
استاندارد ANSI: برگهها را با حروف A، B، C، D، E مشخص میکند.
استاندارد ISO: از نامگذاری A0، A1، A2، A3، A4، A5 و غیره استفاده میکند. برگههای A4 و A3 پرکاربردترین سایزها در واحدهای صنعتی برای نقشهها هستند. بزرگترین سایز، A0 نام دارد که با نصف کردن آن A1 به دست میآید و همینطور تا A8 که بسیار کوچک است، ادامه پیدا میکند.
آشنایی با مفهوم پلات فریم در نقشه
پلات فریم، چارچوبی است که دور نقشه قرار میگیرد. این چارچوب نقشههای برق را سازماندهی کرده و حاوی اطلاعات کلیدی است. اجزای اصلی یک پلات فریم عبارتند از:
- ستونها (Columns): این بخش معمولاً در بالای پلات فریم قرار دارد و مسیرهای جریانی را مشخص میکند. به عنوان مثال، نشان میدهد کنتاکتور K1 در کجای مدار فرمان قرار دارد. ستونها معمولاً با اعداد 0 تا 9 مشخص میشوند و فاصله هر خانه 3 سانتیمتر است.
- سطرها (Rows): این بخش معمولاً در سمت چپ پلات فریم قرار دارد (اگرچه همیشه در همه پلات فریمها مشهود نیست). سطرها نیز برای مسیریابی و ارجاع متقابل (کراس رفرنس) به کار میروند و معمولاً با حروف A، B، C، D، E مشخص میشوند.
- بخش اطلاعات پلات فریم (Information Plot Frame): این قسمت که “اطلاعات پروژه” نیز نامیده میشود، بسیار حیاتی و تخصصی است. در پلات فریمهای افقی، معمولاً در قسمت پایین و راست شیت قرار میگیرد، اگرچه ممکن است در اشکال و مکانهای مختلفی (مثلاً پایین یا حتی کنار) دیده شود. این بخش حاوی اطلاعات مهم پروژه است.
چرا اطلاعات پلات فریم اهمیت دارد؟
وقتی شما در یک واحد صنعتی مشغول به کار میشوید یا از پروژهای به پروژه دیگر میروید، مواجهه با نقشههای متفاوت یک چالش رایج است. با شناخت اطلاعات موجود در پلات فریم، میتوانید بدون فوت وقت، هر نقشهای را سریعاً تحلیل کنید و از اتلاف زمان جلوگیری نمایید.
اطلاعات کلیدی در پلات فریم
- Title: عنوان پروژه یا نقشه. مثلاً “کارخانه سیمان”.
- Owner / مالک پروژه: شرکت یا شخصی که مالک پروژه است.
- Vendor / فروشنده: شرکت یا شخصی که تجهیزات یا خدمات را میفروشد.
- Employer / کارفرما: شرکت یا سازمانی که کار را سفارش داده است.
- Manufacturer / سازنده / پیمانکار: شرکتی که مسئول ساخت یا اجرای پروژه است.
- Contract Number / شماره قرارداد: شماره مربوط به قرارداد پروژه.
- Order Number / شماره سفارش: به ویژه در پروژههای حرفهای مانند شرکتهای تابلوسازی، هر پروژه یک شماره سفارش دارد.
- تهیه شده توسط (Prepared by): نام شخص حقیقی یا حقوقی که نقشه را تهیه کرده است.
- خریدار (Purchaser): خریدار یک پروژه یا تجهیزات.
- مشاور (Consulting): در پروژههای بزرگ معمولاً مشاورین نیز ذکر میشوند.
- تأیید صلاحیت (authorized by): اشاره به تأیید صلاحیت پروژه یا نقشهها.
- Drawing Title / عنوان ترسیم: عنوان خاص مربوط به آن ترسیم یا شیت.
- Client / مشتری: مشتری شما کیست.
- هدف از صدور این داکیومنت/نقشه (Purpose of Issue): دلیل اصلی صدور این نقشه یا سند چیست.
- نام تجهیزات (Equipment Name): نام تجهیزات به کار رفته در نقشه.
- بررسی شده (Checked / CHKD): نشان میدهد که نقشه توسط شخصی بررسی شده است.
- رویژن (Revision / REV): به معنای تجدید نظر و اصلاح نقشه است. وقتی نقشهای اصلاح میشود، یک “رویژن” جدید میخورد.
- Signature: در برخی نقشهها، جدول اطلاعات دارای بخش امضا است.
- تاریخ (Date): میتواند شامل تاریخ ترسیم شیت، تاریخ نصب پروژه، یا تاریخ پایان پروژه باشد.
- توضیحات (Description): توضیحات تکمیلی مربوط به نقشه.
- Approved By / APPD / تأیید شده توسط: کسی که نقشه را در مرحله نهایی تأیید میکند تا برای ساخت، اجرا یا نصب ارسال شود.
معیار سوم در نقشهخوانی برق
تحلیل نقشه
شیت (Sheet) و نقشه (Diagram) قبل از هر چیز، باید تفاوت شیت و نقشه را بدانید. شیت به معنای یک برگه است که ممکن است حاوی نقشه، متن یا هر دو باشد. در حالی که نقشه، نمایش گرافیکی و شماتیکی یک مدار الکتریکی است.
در پروژههای اجرایی، انواع شیتها را خواهید دید که حتی ممکن است نقشه نداشته باشند. این تفاوت را با انواع نقشهها (مانند تک خطی یا چند خطی) که در جلسات قبلی مطرح شد، اشتباه نگیرید.
راهاندازی موتور سهفاز بطور لحظهای
راهاندازی پمپ مکنده آب
تحلیل مدار ستاره مثلث چپگرد راستگرد
راهاندازی موتورهای با توان بالا چالشهای خاص خود را دارد، چرا که در لحظه راهاندازی ممکن است ۳ تا ۱۰ برابر جریان نامی خود، جریان بکشند. برای حل این مشکل و کاهش جریان راهاندازی، از مدار ستاره-مثلث استفاده میشود که جریان راهاندازی را به یکسوم حالت مثلث کاهش میدهد. اضافه شدن قابلیت چپگرد راستگرد و عملکرد اتوماتیک (با تایمر) پیچیدگی و کارایی این مدار را به شدت افزایش میدهد.
اهمیت داکیومنت مهندسی برق
در دنیای صنعت و مهندسی، داکیومنتها و نقشهها ستون فقرات هر پروژه را تشکیل میدهند. این داکیومنتها تنها شامل نقشههای الکتریکال (مانند SLD و MLD و غیره) نیستند، بلکه از مجموعهای از صفحات یا “شیتها” تشکیل شدهاند که هر یک اطلاعات حیاتی را ارائه میدهند.
انواع شیتها در نقشهخوانی برق
Title Page یا Cover Sheet:
این صفحه، اولین و یکی از مهمترین صفحات یک داکیومنت مهندسی برق است. تایتل پیج به خواننده کمک میکند تا به سرعت درک کند که پروژه در مورد چیست، طراح پروژه کیست، از چه استانداردی استفاده شده و در چه تاریخ و ساعتی ساخته شده است. این صفحه میتواند شامل تصویری از پروژه یا حتی یک کد QR برای مشاهده مشخصات پروژه باشد. تایتل پیج معمولاً یک برگ است.
Index یا Table of Contents:
پس از تایتل پیج، معمولاً این شیت قرار میگیرد که فهرستی از تمام صفحات داکیومنت و محتوای آنها را ارائه میدهد. به عنوان مثال، ممکن است مشخص کند که صفحه یک تایتل پیج است، صفحه دو فهرست، صفحه سه SLD و غیره. در برخی موارد، این فهرست میتواند شامل رویژنها (بازبینیها) و تاریخچهی تغییرات نقشه نیز باشد. فهرست میتواند چند صفحه باشد.
Revision Overview:
این شیت، یک جدول یا صفحهای است که به طور خاص تمام رویژنها و ادیتهای انجام شده بر روی نقشه را نشان میدهد.
Legend یا Symbol Overview:
لیست سمبلها این شیت، تمامی سمبلهایی که در نقشه استفاده شدهاند را به همراه توضیحاتشان نشان میدهد. برای مثال، اگر در یک مدار ستاره مثلث از سمبل کنتاکتور استفاده شده باشد، لجند شکل آن سمبل را نشان داده و کنارش مینویسد “کنتاکتور” تا خواننده بتواند هر سمبل را به تجهیز مربوطه آن نسبت دهد.
Structure Identifier Overview:
هر پروژه دارای یک ساختار خاص است که میتواند به بخشهای سادهتر تقسیم شود. این شیت ساختار پروژه را توضیح میدهد. به عنوان مثال، ممکن است نشان دهد که بخش تابلوهای MCC در کجای پروژه قرار دارند یا “GB1” به چه معناست. این شیت میتواند چندین صفحه باشد.
Device Tag List:
این شیت لیستی از نام تجهیزات، تگ (کد) آنها و توضیحات دقیقتری در مورد هر تجهیز ارائه میدهد. به عنوان مثال، ممکن است نشان دهد که “K1” برای کنتاکتور لاین مدار ستاره مثلث، “K2” برای ستاره و “K3” برای مثلث است.
Device Connection Diagram:
این دیاگرام نحوه اتصال تجهیزات مختلف به یکدیگر را مشخص میکند. به عبارت دیگر، این شیت نشان میدهد که چگونه یک تجهیز (مثلاً ‘K’) به تجهیز دیگر (مثلاً ‘F’) متصل میشود. این فرم میتواند از یک صفحه تا 50 صفحه متغیر باشد.
Part List یا Summarized Part List:
این شیت لیستی از تمامی تجهیزات استفاده شده در پروژه را شامل میشود، به همراه برند، تعداد، و پارت نامبر آنها. این لیست برای بخش خرید بسیار کاربردی است تا بتوانند قطعات مورد نیاز برای اسمبل و وایرینگ پروژه را تهیه کنند. سامرایز پارت لیست نیز همین اطلاعات را به صورت خلاصهتر ارائه میدهد.
Connection List:
این شیت لیستی جامع از تمام اتصالات سیمها را ارائه میدهد. به عنوان مثال، مشخص میکند که سیم خروجی از یک ترمینال به کدام موتور یا تجهیز وصل شده است. داشتن چنین لیستی، مدیریت و عیبیابی اتصالات را به شدت تسهیل میکند.
Cable Overview یا Cable List:
این شیت نمای کلی کابلها را ارائه میدهد. میتواند به صورت گرافیکی، متنی یا جدولی باشد. مشخصات تمام کابلها مانند کاربرد (مثلاً W1 برای ورودی برق یا W2 برای ولتاژ کنترل) در این لیست ذکر میشود.
Cable Connection Diagram:
برخلاف Cable Overview که نمای کلی را نشان میدهد، این دیاگرام جزئیات اتصال کابلها را به یکدیگر یا به تجهیزات مختلف نمایش میدهد؛ مثلاً “کابل شماره یک به موتور وصل شده”.
PLC Diagram:
این دیاگرام، نمای کلی پیالسی را به طور کامل نشان میدهد.
PLC Card Overview:
تمام کارتهای استفاده شده در یک پیالسی را نمایش میدهد.
PLC Address Overview:
آدرسهای مختلف پیالسی را در قالب یک جدول ارائه میکند، مانند اینکه “Input ۰.۱ به کجا رفته است”.
Plug Overview یا Plug Diagram:
هر جا که از سوکتها، پینهای مادگی و نری، یا کانکتورها (پلاگ) استفاده شده باشد، این شیتها به کار میآیند. Plug Overview لیستی از پلاگهای استفاده شده را ارائه میدهد، در حالی که پلاگ دیاگرام اتصالات آنها را به صورت شماتیک نشان میدهد.
Potential Overview:
این شیت نمای کلی پتانسیلهای مختلف در سیستم را نشان میدهد؛ مانند L1، L2، L3، نول (N)، ارت (Earth)، شیلد (Shield)، مثبت و منفی.
Terminal Strip Overview:
نمای کلی تمام رشتههای ترمینال را در قالب یک جدول نشان میدهد، مثلاً X1، X2 تا Xn. هر ترمینال استریپ میتواند شامل چندین ترمینال باشد (مثلاً X1 شامل ۳ ترمینال).
Terminal Connection Diagram:
جزئیات اتصالات سیمها به ترمینالها را به صورت دیاگرامی نشان میدهد، مانند اینکه “سیم فلان ترمینال به کدام پیچ وصل شده است”.
Topology / Routing:
شیت توپولوژی یا روتینگ مسیر ارتباطی بین اجزا مختلف سیستم را نشان میدهد. این اجزا میتوانند شامل چندین تابلو، ماشین یا تجهیز باشند که از طریق سینی کابل، لوله یا باستداکت به یکدیگر متصل شدهاند. این شیت مسیر و نحوه ارتباطات فیزیکی را تشریح میکند.
Enclosure Legend:
این شیت اطلاعات مربوط به محفظه (Enclosure) و تمام اجزای روی آن را شامل میشود؛ از جمله چراغهای سیگنال (با رنگ و پارت نامبر)، شستیها، قفلها و سایر تجهیزات نصب شده روی درب یا بدنه تابلو.
Cutout Legend:
این شیت جزئیات دقیق سوراخکاری و برشکاری روی محفظه یا درب تابلو را ارائه میدهد. شامل اطلاعاتی مانند ابعاد سوراخها، موقعیت دقیق و فاصله از لبهها است. این اطلاعات برای دستگاههای برش، CNC و پانچ بسیار حیاتی هستند و مستقیماً برای تولید ارسال میشوند.
Manufacturer and Supplier List:
در این لیست، سازنده (Manufacturer) و تامینکننده (Supplier) تجهیزات به کار رفته در پروژه مشخص میشوند. ممکن است سازنده یک شرکت (مثلاً زیمنس) و تامینکننده شرکت دیگری باشد. این شیت به مدیریت موجودی و تامین قطعات کمک میکند.
Piping and Instrumentation Diagram:
اطلاعات مربوط به لولهکشیها و ابزار دقیق را در سیستم نمایش میدهد. این شیت برای درک جریان سیالات و کنترل فرآیندها در صنایع مختلف ضروری است.
تحلیل نقشه کانوایر آلمانی
آشنایی با ساختار پروژهها در نرم افزار EPLAN
علامت مساوی (=): به معنی Higher-level function است. به عنوان مثال، =C1.A.B.C میتواند نشاندهنده یک تابع در سطح بالا دست باشد. در بخش “Structure Identifier Overview”، =C1 به معنای “Higher-level function, Total Plant Document” است که کلیات واحد صنعتی را نشان میدهد.
علامت به اضافه (+): به معنی Mounting Location است. به عنوان مثال، A+ یا ET1+ نشاندهنده زیر مجموعههای مختلف در پروژه است.
علامت (&): علامت & به معنی Document Type (داکیومنت تایپ) است.
این شناسهها به ما کمک میکنند تا ساختار یک پروژه را در یک نگاه درک کنیم و اجزای مختلف آن را شناسایی کنیم.
نقشه شبکه پروفیباس یک واحد صنعتی
آیا تا به حال به پیچیدگیهای یک خط تولید صنعتی و نحوه ارتباط اجزای آن فکر کردهاید؟ در پروژههای صنعتی، درک نقشهها و داکیومنتها برای تحلیل سیستم ضروری است.
اجزای اصلی خط تولید یک خط تولید معمولی که در منابع به آن اشاره شده، شامل اجزای کلیدی زیر است:
1. نوار نقاله (Conveyor Belt):
مسئول انتقال محصولات از یک نقطه به نقطه دیگر است.
2. رباتهای صنعتی (Industrial Robots):
این رباتها در ایستگاههای مختلف (استیشن ۱، استیشن ۲، استیشن ۳) قرار دارند و وظایف مشخصی را در فرآیند تولید انجام میدهند.
در ابتدای نوار نقاله، سوئیچها و سنسورهایی قرار دارند که ممکن است برای ردیابی یا کنترل حرکت محصول استفاده شوند.
شبکه ارتباطی پروفیباس (Profibus) پروفیباس یک شبکه ارتباطی حیاتی در سیستمهای PLC است که وظیفه برقراری ارتباط بین اجزای مختلف خط تولید را بر عهده دارد.
3. مرکز کنترل:
این شبکه از طریق یک واحد مرکزی که معمولاً شامل PLC، CPU و کارتهای آن است (که در نقشهها با رنگ بنفش نشان داده میشوند و با عنوان ET1 یا ET2 مشخص شدهاند)، ارتباط بین استیشنهای مختلف را برقرار میکند.
تمام اجزای اصلی مانند رباتها و نوار نقالهها دارای ارتباط پروفیباسی هستند که از نقطه خروج شبکه از PLC تا انتهای خط کشیده میشود.
شناسایی کابلهای پروفیباس و محاسبه طول در نقشهها، کابلها طبق استاندارد IEC با حرف “W” مشخص میشوند. برای کابلهای پروفیباس، معمولاً یک خط قرمز رنگ مورب که روی اتصالات قرار میگیرند، نشاندهنده کابل است.
با تحلیل مشخصات کابلهای موجود در مسیر، میتوان طول کل کابل پروفیباس در یک خط تولید را محاسبه کرد. برای مثال، در این پروژه، مجموع کابلهای پروفیباس به طول ۲۱ متر از نقطه خروج از PLC تا انتهای خط میرسد. این اطلاعات دید کلی از مقیاس و ابعاد پروژه میدهد.
4. Structure Boxes:
این جعبهها که با خطوط نقطهچین آبی نمایش داده میشوند (مانند ET1 و ET2)، نشاندهنده لوکیشنها یا تابلوهای برق و کنترل هستند که ممکن است با فاصله یا بدون فاصله از یکدیگر قرار گرفته باشند.
5. رشته ترمینالها (Terminal Strips):
- X1: برای ترمینالهای قدرت استفاده میشود.
- X2: برای ترمینالهای فرمان به کار میرود.
تحلیل نقشه تک خطی و چندخطی
تحلیل نقشه تک خطی:
نقشههای تکخطی یا Single Line Diagram (SLD)، تصویری خلاصه و کلی از نحوه توزیع برق در یک سیستم را ارائه میدهند. این نقشهها معمولاً برای نشان دادن ایستگاههای مختلف (مانند ایستگاههای ۱، ۲ و ۳) و چگونگی رسیدن برق به هر بخش استفاده میشوند.
برای فعال شدن ربات و جابجایی تجهیزات، نیاز به یک سوکت یا پریز مادگی است که برق سهفاز، نول و PE (ارت) به آن میرسد. موتور کانوایر بخش یک، یک موتور سهفاز ۴ کیلوواتی است که با نماد M1 نشان داده میشود. این موتور به برق سهفاز و ارت نیاز دارد و فاقد نول است.
برای کابل قدرت، دو کابل با مشخصات ۵ در ۴ میلیمتر مربع و ۷۵۰ ولت استفاده میشود. برای موتور، یک کابل ۴ در ۲.۵ میلیمتر مربع در نظر گرفته شده است. اتصالات کابلها از طریق پلاگ و سوکت انجام میشود.
طول کابلها نیز مشخص شده است؛ برای مثال، یک کابل ۱ متری از ترمینال X1 به پلاگ و یک کابل ۳ متری از پلاگ به موتور کانوایر. ترمینالهای X1 و X2 برای اتصالات قدرت استفاده میشوند.
تحلیل نقشه چندخطی:
برخلاف نقشههای تکخطی که نمایی کلی ارائه میدهند، نقشههای چندخطی جزئیات بسیار دقیقتری را به ما نشان میدهند. این جزئیات برای نصب صحیح، عیبیابی و نگهداری ایمن سیستمهای الکتریکی بسیار حیاتی هستند:
در این بخش، منبع تغذیه تابلوی برق با خطوط L1، L2، L3 (سهفاز)، PE (ارت) و N (نول) نشان داده شده است. گاهی اوقات PE و N به صورت PEN (نول و ارت همراه) وارد سیستم میشوند و سپس در داخل تابلو از هم جدا میگردند.
یک رشته ترمینال به نام X0 با مشخصات L1، L2، L3، N و PE وجود دارد. در داخل این تابلو، نول و ارت از هم جدا شده و به شینههای مخصوص خود وصل میشوند.
در نقشه، شینههایی برای نول (مانند N2.1) و ارت (مانند 2.1) نشان داده میشوند. این اعداد (مثلاً ۲.۱) نشاندهنده سوراخ شماره ۱ روی شینه مربوطه هستند که سیم به آن وصل میشود.
خطوط “اسلش” که روی اتصالات قرار میگیرند، نشاندهنده Connection Definition هستند. به عنوان مثال، کابل اصلی ورودی با سطح مقطع ۱۶ میلیمتر مربع نشان داده شده است. نکته جالب اینجاست که همیشه برای نشان دادن کابل از حرف “W” استفاده نمیشود؛ این موضوع به نوع داکیومنت مورد نیاز پروژه و انتخاب طراح بستگی دارد.
یک کلید انتخابی ۶۳ آمپری (Q1) به عنوان کلید اصلی سیستم عمل میکند. این کلید دارای خاصیت Latching (نگهدارنده) است؛ به این معنی که پس از فعال شدن، در همان حالت باقی میماند.
تحلیل نقشه ترانس و رله پیلز
مسیر تحلیل ما با یک انشعاب از خط L1 آغاز میشود. در این نقطه، نماد اتصال (Connection Symbol) نشان میدهد که جریان اصلی ادامه پیدا میکند و یک انشعاب به سمت پایین گرفته شده است. در ادامه مسیر، یک فیوز از نوع ذوبشونده با تگ F1 و جریان ۶ آمپر قرار گرفته است. این فیوز دارای دو کانکشن شماره یک و دو میباشد.
جریان از فیوز به پکیج T1 میرسد. این پکیج شامل یک ترانسفورماتور و یک مبدل است. ترانسفورماتور توانایی دریافت ولتاژ ۱۰۰ تا ۲۴۰ ولت AC را دارد. در سمت ثانویه، ۲۴ ولت DC با حداکثر جریان ۵ آمپر تولید میکند. بخش میانی ترانسفورماتور ارت شده است.
یک کابل با دو سیم به قطر ۱.۵ میلیمتر مربع، نول ترانس را به باسبار کانکشن شماره ۲ کانکشن N:2 متصل میکند. از آنجایی که سیستم کنترل از نوع DC است، ولتاژ ۲۲۰ ولت AC (تکفاز) پس از عبور از ترانسفورماتور به ۲۴ ولت DC تبدیل میشود. در این بخش دیگر فاز و نول نداریم، بلکه L+ (مثبت) و L- (منفی) خواهیم داشت.
پس از تبدیل ولتاژ به ۲۴ ولت DC، نوبت به توزیع آن در سیستم میرسد. هم از L+ و هم از L- انشعابات متعددی گرفته شده و در سیستم توزیع میشوند. ارت از باسبار PE 2.3 (سوراخ شماره ۳) انشعاب گرفته است.
این ارت از طریق ترمینالهای P و کابلهای W221 و W23 به ایستگاههای مختلف (ET2, ET3, ET4) توزیع میشود [۲]. هر بخش شامل رباتها و کانوایرها، یک اتصال ارت مخصوص به خود را دارد. برای هر ایستگاه یک خط مثبت (L+) و یک خط منفی (L-) اختصاص داده شده است. علاوه بر این، دو خط مثبت دیگر نیز از طریق یک حفاظت مینیاتوری ۲ آمپری توزیع میشوند.
رله حفاظتی پیلز:
این رله به طور مداوم وضعیت سیستم را بررسی میکند تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل کند. به زبان سادهتر، مسیرهای بسته را کنترل کرده و در صورت باز شدن ناخواسته مسیر (مانند فعال شدن شستی اظطراری)، آن را تشخیص داده و خطا را گزارش میکند.
رله پیلز برای کارکرد خود نیاز به منبع تغذیه دارد. مثبت (L+) به ترمینال A1 و منفی (L-) به ترمینال A2 آن متصل میشود.
جریان از ترمینال S21 رله خارج شده و پس از عبور متوالی از چندین emergency stop قفلشونده (مانند S1 در ET2, ET3, ET4) به ترمینال S22 رله بازمیگردد. این emergency stop از نوع قفلشونده هستند، به این معنی که پس از تحریک، برای بازگرداندن به حالت اولیه نیاز به سوئیچ دارند.
در حالت عادی، مسیر S21 به S22 بسته است و جریان عبور میکند که نشاندهنده “اوکی بودن” سیستم است. اگر به هر دلیلی جریان به S22 بازنگردد، رله پیلز خطا را تشخیص میدهد.
در رله پیلز، ترمینالهای S33 و S34 مربوط به دکمه استارت هستند. این بخش گاهی اوقات ممکن است در برخی پروژهها وجود نداشته باشد و سیستم به طور مستقیم فعال شود، یا توسط یک اپراتور به صورت دستی فعال گردد.
تحلیل بخش PLC Digital input
آشنایی با کارت ورودی دیجیتال PLC در هر سیستم کنترلی مبتنی بر PLC، کارتی وجود دارد که مخصوص دریافت ورودیهای دیجیتال است. این کارت اغلب در نقشهها با رنگ خاصی (مانند بنفش) مشخص میشود تا به راحتی قابل شناسایی باشد.
کارتی که در منبع مورد بحث قرار میگیرد، یک کارت ورودی دیجیتال ۱۶ تایی ۲۴ ولت DC است. این مشخصات به ما میگوید که کارت میتواند ۱۶ سیگنال ورودی دیجیتال را همزمان دریافت کند و با ولتاژ ۲۴ ولت جریان مستقیم (DC) کار میکند.
این کارت از نوع Plug in place است که نصب و اتصال سیمها به آن را بسیار آسان میکند. همچنین، مشخص است که این کارت توسط شرکت زیمنس تولید شده است. عبارت “Part 1 of 2” نشاندهنده این است که ممکن است این کارت یا بخش مربوط به آن در دو قسمت در نقشهها یا ماژولهای فیزیکی نمایش داده شود.
تحلیل بخش PLC Digital Output
کارتهای خروجی معمولاً در قسمت بالای نقشه نشان میدهند. این در حالی است که کارتهای ورودی در پایین نقشه قرار میگیرند. این یک قرارداد استاندارد است که به نقشهخوانی برق و درک سریعتر نقشهها کمک میکند.
مشخصات فنی کارت خروجی دیجیتال زیمنس کارت مورد بررسی از نوع Digital Output و محصول شرکت زیمنس (Siemens) است.
تحلیل مدار قدرت کانوایر
نقشههای چندخطی (Multi line diagrams)، به ویژه نوع قدرتی آنها، برای نمایش اتصالات برق سهفاز و تکفاز در سیستمهای صنعتی بسیار کاربردی هستند. این نقشهها جزئیات مربوط به منبع تغذیه، فیوزها، بریکرها، کنتاکتورها، موتورها و سایر مصرفکنندهها را به وضوح نشان میدهند.
در یک نمونه نقشه قدرت، سه فاز (L1، L2، L3)، نول (N) و ارت (PE) به ترمینالهایی مانند (X1(6_7_8_9_PE متصل میشوند. این ترمینالها نقطه آغاز توزیع برق به اجزای مختلف سیستم هستند.
در نقشهخوانی برق، مشخصات کابلها از جمله سایز (مانند 5 در 4 میلیمتر مربع)، ولتاژ نامی (750 ولت) و وجود شیلد (Shield) یا محافظ مشخص میشود. رنگبندی سیمها نیز طبق استاندارد به شرح زیر است:
- BK (مشکی): فاز اول
- BN (قهوهای): فاز دوم
- GY (خاکستری): فاز سوم
- BU (آبی): نول
- GN/YE (سبز/زرد): ارت
- SH (شیلد): رنگ سبز
کابلهای خروجی ربات به یک سوکت متصل میشوند که شامل اتصالات L1، L2، L3، N و PE است.
کلید قدرت (Q1):
یک کلید قابل تنظیم که دارای رله بیمتال برای تشخیص اضافه بار (Overload) و اتصال کوتاه (Short Circuit) است. این کلید میتواند یک کلید حرارتی، سوئیچ اضافه بار یا MPCB (Motor Protection Circuit Breaker) باشد. تیغه باز این بریکر در صفحات و ستونهای دیگر نقشه با استفاده از “کراس رفرنس” (Cross-reference) ارجاع میدهد.
کنتاکتور (K1):
با سیمهایی به سطح مقطع 1.5 میلیمتر مربع به این کنتاکتور وصل میشود. شماره کانکشنهای آن 1، 3، 5، 2، 4، 6 است. کنتاکتور با جذب شدن کار میکند.
موتور (M1):
یک موتور 4 کیلووات است که از طریق کابلی با سطح مقطع 4 در 2.5 میلیمتر مربع با ولتاژ 300 ولت به کنتاکتور متصل میشود.
در بخشهای کنترلی نقشهخوانی برق، گاهی اوقات سیمهای زوج تلفنی که به هم تابیده شدهاند (شبیه حالت شکلاتی) مشاهده میشوند. این نوع نمایش معمولاً برای سیمکشیهای کنترلی خاص به کار میرود و ممکن است در باسبارها نیز مشاهده شود.
در کنار نقشههای قدرت، اغلب جداولی به نام “ترمینال دیاگرام” قرار میگیرند. این جداول که به صورت Manual Placement یا Embedded Forms در کنار نقشه جایگذاری شدهاند، اطلاعات حیاتی در مورد اتصالات دقیق هر ترمینال را فراهم میکنند.
این جدول مشخص میکند که کدام سیم به کدام پیچ ترمینال متصل است. همچنین میتواند شامل توضیحات (Function Text) باشد، مثلاً “یک ایستگاه منبع تغذیه” که نشان میدهد ترمینالهای X1_2_3_4_PE مربوط به یک ایستگاه منبع تغذیه هستند و جزئیات دقیق مبدأ و مقصد سیمها را ارائه میدهد.
تحلیل نقشه چندخطی PLC
نمای کلی و تغذیه PLC استیشن یک PLC برند Beckhoff که در این پروژه برای کنترل استیشن یک قرار میگیرد، دارای بخشهای مختلفی است. در ورودی تغذیه این PLC، اتصالات L+ (مثبت)، L- (منفی) و PE (ارت) را مشاهده میکنیم که به قسمت تغذیه ماژول اصلی متصل میشوند.
لازم به ذکر است که در نقشههای شماتیک، گاهی اوقات به جای نمایش دقیق شکل فیزیکی PLC، از نمادهای مربوط به منبع تغذیه، ورودیها (DI) و خروجیها (DO) استفاده میشود که منطق سیمکشی و جانمایی را به وضوح نشان میدهد.
علاوه بر این، بخشهای دیگری مانند چراغهای سیگنال، قسمت تنظیم و اتصالات Profibus DP نیز در این PLC مشاهده میشود. همچنین ترمینالهایی برای ۰ ولت، ۲۴ ولت و چندین ترمینال مثبت، منفی و ارت در آن قرار دارد.
تحلیل ورودیهای دیجیتال PLC Beckhoff در این استیشن دارای یک ترمینال ورودی دیجیتال (Digital Input Terminal) با ۸ ورودی دیجیتال است. این ورودیها به سنسورهای مختلفی متصل هستند که اطلاعات را از محیط دریافت کرده و به PLC منتقل میکنند:
1. Conveyor Malfunction:
این سنسور که یک سوئیچ فوتوالکتریک با کنتاکت نرمالی باز (NO) است، شامل فرستنده و گیرنده نور میباشد. عملکرد آن به این صورت است که نور را ارسال کرده و منتظر بازگشت آن میماند. در صورت عدم بازگشت نور (به دلیل وجود مانع یا عیب)، یک پالس به ورودی PLC ارسال میشود.
سنسورهای دیگر:
انواع دیگری از سنسورها نیز به ورودیهای PLC متصل هستند. یک نمونه قابل توجه، یک سنسور مجاورتی (Proximity Sensor) با کنتاکت نرمالی باز است که به صورت پلاگی (Plug Connection) متصل میشود.
مزیت اصلی اتصال پلاگی این است که در صورت خرابی سنسور، نیاز به باز کردن کامل سیمکشی نیست؛ سنسور قدیمی به راحتی خارج و یک سنسور جدید به سرعت جایگزین میشود، که زمان تعمیر و نگهداری را به شدت کاهش میدهد.
تحلیل خروجیهای دیجیتال این PLC همچنین دارای ترمینالهای خروجی دیجیتال است. خروجیها برای کنترل عملگرهای مختلف در استیشن یک به کار میروند:
یک بوبین (که میتواند رله یا کنتاکتور باشد) برای کنترل کانوایر در نظر میگیرند. هر زمان دستورات PLC به درستی صادر شود، جریان ۲۴ ولت به این بوبین رسیده و کانوایر را روشن میکند.
Workpiece:
این بخش مربوط به کنترل حرکت و وضعیت قطعه کار است و از بوبین شیرهای پنوماتیکی استفاده میکند. با تحریک این بوبینها، پیستونهای پنوماتیکی جلو و عقب حرکت میکنند و وضعیتهایی مانند “Workpiece fixed one” (ثابت شدن قطعه کار)، “stretch” (کشش)، “release” (آزادسازی) و “forward” (حرکت به جلو) را کنترل میکنند.
در نقشهها، کنتاکتورها و رلهها معمولاً با حرف “K” و شیرهای برقی (مانند شیرهای پنوماتیکی) با حرف “Y” نمایش میدهند.
تحلیل نقشه چندخطی زیمنس
ایستگاه D شامل یک ربات و یک نوار نقاله است که در فرایندهای خط تولید به کار گرفته میشوند. یکی از نکات جدید و کاربردی در نمایش نقشههای این پروژه، مفهوم “باندل کردن” (Bundling) سیمهاست.
هنگامی که بخشی از نقشه تعداد زیادی سیم را نشان میدهد، این سیمها به صورت یک کابل واحد یا “باندل” قابل نمایش هستند که به سوکتها متصل میشوند.
در این بخش، کنترلر اصلی یک PLC از برند زیمنس است که به عنوان یک “برند حرفهای و آلمانی درجه یک” معروف است. این PLC مدل ET200 برای عملیات “کنترل پردازش” در یک خط تولید استفاده میشود. نکته قابل توجه در این پروژه، استفاده از برندهای مختلف و اتصال آنها به یکدیگر از طریق پروتکل ارتباطی پروفیباس DP (Profibus DP) است.
ورودیهای PLC شامل سوئیچها و سنسورهای مختلفی مانند سنسورهای نوری و القایی هستند. خروجیها نیز شامل بوبینها و شیرهای پنوماتیکی مشابه ایستگاههای قبلی میباشند. برای سهولت در دسترسی به اطلاعات فنی قطعات، در این نقشهها دیتاشیت (Datasheet) به صورت هایپرلینک است.
این قابلیت به کاربر اجازه میدهد تا با کلیک بر روی آن، اطلاعات کامل PLC را مشاهده کند. همچنین لازم به ذکر است که نوع نصب، کارتها، و ورودی/خروجیها ممکن است بین PLC برندهای مختلف متفاوت باشد.
آشنایی با مفهوم پارت نامبر:
هر قطعه صنعتی یک “پارت نامبر” منحصر به فرد دارد. این کد جهانی به هر کسی در دنیا اجازه میدهد تا با جستجو، دقیقاً همان قطعه را شناسایی و سفارش دهد.
در ادامه پروژه، PLC مورد استفاده تغییر میکند و به برند فونیکس کنتاکت (Phoenix Contact) تبدیل میشود. این PLC نیز برای شروع به کار به تغذیه مثبت، منفی و ارت نیاز دارد و کارتهای ورودی دیجیتال برای ایستگاه کاری خود در کنار آن قرار گرفتهاند.
سنسورها مشابه سنسورهای قبلی هستند. نکته جدیدی که در این بخش مطرح میشود، بیشتر به نوع و میزان اتصالات سیمها به PLC مربوط میشود.
نقشه چندخطی زیمنس و فونیکس
تحلیل نقشه Layout چیست؟
تحلیل نقشه Layout به معنای جانمایی و چیدمان دقیق تجهیزات در یک تابلو یا محفظه است. هدف اصلی این تحلیل در نقشهخوانی برق، مشخص کردن دقیق محل قرارگیری هر جزء برای مخاطب، از جمله چراغهای سیگنال، ترمینالها، PLC، اینورترها و سایر تجهیزات است. این کار به مونتاژکار کمک میکند تا دقیقاً متوجه شود که چه طراحیای در حال انجام است و هر قطعه کجا باید نصب شود.
تحلیل نقشه جانمایی دوبعدی و سهبعدی
جانمایی دوبعدی:
صفحه “Panel Layout” یا “جانمایی دو بعدی” نشاندهنده چیدمان اجزا روی سطح یا داخل تابلو به صورت دو بعدی است. در این بخش، میتوانیم ببینیم که چراغهای سیگنال، شستیهای استارت و استپ، کلید اصلی، PLC، و اینورترها چگونه جایگذاری شدهاند. فواصل بین قطعات نیز در این طراحی هوشمندانه مشخص میشود تا فرد مونتاژکار دید کاملی از نحوه نصب داشته باشد.
“Enclosure Legend” و “Item Number” برای اینکه مونتاژکار بتواند بفهمد هر چیزی کجاست و چیست، یک جدول مهم به نام “Enclosure Legend” در کنار نقشه ارائه میشود.
هر آن چیزی که در یک محفظه یا تابلو استفاده میشود، چه روی درب تابلو و چه داخل آن، دارای یک شماره با عنوان “Item Number” است. هرگاه آیتم نامبر را در Enclosure Legend دیدید، یعنی هر قطعهای که در تابلو استفاده شده، یک شماره منحصر به فرد دارد.
Type Number:
مهمتر از همه، “Type Number” یا “شماره سریال” قطعه است. با کپی کردن این شماره و جستجو در گوگل، میتوانید تمام اطلاعات مربوط به قطعه از جمله شکل، نام، نحوه وایرینگ، دفترچه راهنما (منوال) و دیتاشیت آن را پیدا کنید.
مدل ویو (Model View):
دنیای سه بعدی طراحی “مدل ویو” به نمایش سه بعدی طراحی اشاره دارد. پس از طراحی سه بعدی یک تابلو، میتوان از آن خروجیهای مختلفی گرفت، از جمله نمایش دو بعدی که در بالا ذکر شد.
تحلیل انواع ریپورتها در نقشهخوانی برق
مطالب زیر، بهمنظور یادآوری و بر اساس ویدیوی فوق ارائه شدهاند:
- Terminal Strip Overview: در EPLAN، شما میتوانید یک نمای کلی از رشته ترمینالها داشته باشید که نشان میدهد در هر مکان، چه ترمینالهایی (مثل X0، X1، X2) وجود دارند.
- Terminal Connection Diagrams: این ریپورت نشان میدهد که هر ترمینال به چه تجهیزاتی وصل شده است؛ مثلاً، یک ترمینال میتواند به یک کلید اضطراری (Emergency Stop) با ورودیهای 21-22 یا 11-12 متصل باشد. این جزئیات دقیق، تحلیل و عیبیابی را برای هر کسی که نقشه را میبیند، آسان میکند.
- Plug Overview: نمای کلی از پلاگها و سوکتها در نقشه ارائه میدهد. در نمای کلی پلاگها، میتوانید مشخصات و محل اتصال پلاگها (مانند سوکت X1) را ببینید.
- Cable Overview: نمای کلی از کابلها در نقشه ارائه میدهد. برای کابلها نیز، داکیومنتها نشان میدهند که چه کابلهایی استفاده شدهاند، مشخصات دقیق آنها چیست، تعداد سیمهای درون کابل چقدر است و هر سیم به کجا متصل است.
- Cable Connection Diagram: این ریپورتها به شما نشان میدهند که سیمهای هادی درون یک کابل به کدام ترمینالها متصل میشوند.
- Part List: لیستی جامع از قطعات مورد استفاده در پروژه ارائه میدهد.
- Device Tag List: اطلاعات مهمی در مورد هر دستگاه با سمبلها و مشخصات آن ارائه میکند.
صحبت پایانی
یکی از بخشهای اصلی که در این دوره به آن پرداخته شده، تحلیل دقیق و جامع پروژههای صنعتی واقعی است. این تحلیلها شامل انواع نقشهها مانند PC، تک خطی، چند خطی و همچنین جدولها و گزارشهای مختلف میشود.
این دوره نقشهخوانی برق برای مدت محدودی به صورت رایگان در دسترس قرار گرفته است تا همه علاقهمندان بتوانند از آن بهرهمند شوند. تاکید ویژه بر روی “عملگرایی” است؛ به این معنا که تنها افرادی که در بازه زمانی مشخص اقدام به مشاهده و استفاده از این آموزشها کردهاند، میتوانند از این فرصت ارزشمند بهره ببرند.
بنابراین، توصیه میشود تا زمانی که دوره رایگان است، از ویدیوها و فایلهای آن نهایت استفاده را ببرید و زمان را از دست ندهید. این پروژه کنترل محور، بخشهایی از نقشههای یک واحد صنعتی را در بر میگیرد.
برای دریافت ویدیوهای آموزشی و
دریافت فایلهای پیوست دوره
روی دکمه ”ثبت نام رایگان” کلیک کنید و
وارد کانال ارزشمند این دوره شوید.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
