الدليل الكامل للتحكم في المرحلات

مرحلات التحكم هي أجهزة تبديل كهرومغناطيسية تلعب دورًا حاسمًا في الأنظمة الكهربائية من خلال التحكم في الجهد العالي والأحمال الحالية من دوائر الطاقة المنخفضة. إنها تسمح بكمية صغيرة من الطاقة لتشغيل وإيقاف أحمال أكبر بكثير عن بعد. 

• تتحكم المرحلات في الأحمال الثقيلة باستخدام إشارات التبديل الصغيرة
• أنها توفر حماية الزائد وتضخيم الإشارة
• تكوينات متعددة الأقطاب تناسب التطبيقات المختلفة

فهم تتابع التحكم تساعد الأساسيات مديري المنشآت والمصنعين وأي شخص يعمل بالمعدات الكهربائية على الاستفادة بشكل أفضل من هذه المكونات متعددة الاستخدامات.

مرحلات التحكم – نظرة عامة

قد تبدو مرحلات التحكم مخفية بشكل غامض داخل لوحات المعدات. لكن مبدأ تشغيلها بسيط ومباشر، فعندما يتم تنشيط دائرة تحكم صغيرة، فإنها تقوم بتنشيط المغناطيسات الكهربائية الداخلية لفتح أو إغلاق نقاط الاتصال ذات التيار العالي. هذه الوظيفة البسيطة والتي لا تقدر بثمن تجعل التطبيقات الكهربائية الحديثة ممكنة.

يتيح هذا العزل الأنيق بين المشغل والتحميل أتمتة دقيقة مع حماية المكونات الحساسة. تعمل المرحلات على تحويل إشارات التشغيل/الإيقاف الثنائية الأساسية إلى عمل حقيقي. إطالة عمر المعدات ومنع التوقف عن العمل - تضمن موثوقيتها استمرار العمليات.

علاوة على ذلك، فإن ترتيبات الاتصال المتنوعة تسهل التسلسل المعقد، وإلا فإنها تتطلب دوائر معقدة. في حين أن التصميمات القوية تتحمل أقسى بيئات التشغيل بمرونة لا تتزعزع. 

وسواء تم قياسها بقرون بالنسبة للأنواع الكهروميكانيكية أو مليارات العمليات للحالة الصلبة، فإن دورات الحياة تتجاوز بكثير الضوابط الأخرى. توفر المرحلات، وهي العمود الفقري المهمل خلف الكواليس، قوة متعددة الاستخدامات لأدمغة نظام التحكم الدقيق في كل صناعة.

وظائف مرحلات التحكم

فيما يلي بعض الوظائف الأساسية لمرحلات التحكم:

1. تبديل الأحمال الثقيلة

إن وظيفة الترحيل الأساسية هي تشغيل أو إيقاف الحمل الكهربائي الكبير باستخدام إشارة مفتاح التشغيل الخفيف. على سبيل المثال، يمكن لدائرة التيار المستمر ذات الجهد المنخفض المزودة بمفتاح ضغط أن يتم توجيهها عبر مرحل سيارات بجهد 12 فولت أو مرحل صناعي بجهد 24 فولت. 

يمكن لإشارة الطاقة الصغيرة هذه بعد ذلك فتح جهات اتصال التتابع السميكة لتشغيل محرك تيار متردد ثقيل بجهد 240 فولت يسحب أطنانًا من التيار - أكثر بكثير مما يمكن للدائرة الصغيرة التعامل معه بمفردها.

2. حماية الدوائر الحساسة

تعمل المرحلات أيضًا على حماية الإلكترونيات الحساسة من التحميل الزائد. لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر وأجهزة PLC والمعالجات الدقيقة الأخرى التعامل مع أو تبديل الفولتية والطاقة الكبيرة. لكن استخدام المرحل يعني أنه ليس من الضروري القيام بذلك - حيث تتحمل جهات الاتصال كل هذا التبديل عالي التيار. لذلك، يمكن للإشارات الصغيرة تنشيط طاقة كبيرة دون التعرض لخطر الحروق أو الحرائق.

3. تضخيم الإشارات

بالإضافة إلى ذلك، تقوم المرحلات بتكرار وتضخيم إشارات التبديل الضعيفة للتحكم في مخرجات متعددة من مدخل واحد. يمكن لزر الضغط أو المستشعر المتصل بمرحلات مختلفة تشغيل الأضواء والأبواق والصمامات والمحركات والمزيد في جميع أنحاء المنشأة الكبيرة. 

بدون المرحلات، سيكون تشغيل أسلاك منفصلة عبر مسافات طويلة أمرًا مرهقًا ومكلفًا. تعمل مرونتها على تقليل الأسلاك مع الاستمرار في ربط الأحمال الكهربائية البعيدة.

أنواع مرحلات التحكم – تكوينات القطب

في حين أن الملف هو ما يحركها، فإن الغرض الحقيقي لمرحل التحكم هو في جهات الاتصال الخاصة به - ما هو الحمل الذي يتم توصيله أو فصله عند رحلات المرحل. أعمدة اتصال متعددة مع ترتيبات رمي مختلفة تناسب جميع أنواع أنظمة التحكم. 

1. أحادي القطب، رمي واحد (SPST)

يوفر نوع الاتصال SPST الأساسي مجموعة واحدة من المحطات الطرفية لفتح أو إغلاق مسار كهربائي واحد. تشتمل المحطات الطرفية على: دبابيس مشتركة (C)، ومفتوحة عادةً (NO)، ودبابيس ملفوفة. يقوم SPST فقط بتوصيل أو فصل دائرة NO عند تشغيلها. مفتاح تشغيل/إيقاف بسيط للأحمال الصغيرة التي تصل إلى 15 أمبير يناسب تطبيقات التحكم الأساسية.

2. أحادي القطب، مزدوج الرمي (SPDT)

يضيف SPDT مجموعة إضافية من جهات الاتصال المغلقة عادةً (NC) التي تعمل مقابل أطراف NO. يوفر هذا خيارين قابلين للتحويل من نفس مشغل الملف. تقوم دوائر NC الثابتة بتوصيل الأحمال عند إيقاف تشغيل المرحل، ويتم تنشيط دوائر NO الديناميكية. يعمل SPDT بشكل جيد للتبديل بين النسخ الاحتياطية الزائدة أو تنبيهات الإشعارات.

3. ثنائي القطب، رمي واحد (DPST)

يتميز DPST بمجموعتي اتصال SPST مستقلتين بالتوازي، مما يؤدي إلى مضاعفة الأحمال القابلة للتحويل. يتم تنشيط أزواج الاتصال المزدوجة NO معًا عند تشغيلها، مما يسمح لإشارة تحكم صغيرة واحدة بإشراك حمولتين أكبر. يناسب DPST التطبيقات التي تحتاج إلى تصنيفات تيار اتصال محسنة تتجاوز المفاتيح الفردية.

4. ثنائي القطب، رمي مزدوج (DPDT)

من خلال الجمع بين أزواج SPDT المزدوجة، يوفر DPDT أربعة خيارات لتبديل الطاقة من مرحل واحد. يقوم اثنان من جهات الاتصال NO واثنين من جهات الاتصال NC بتعيين جميع حالات التبديل في وقت واحد عند تشغيلها. يستوعب هذا الترتيب المرن أنظمة التحكم المتقدمة مثل عكس محرك الجسر H الذي يتطلب التبديل السريع بين التشغيل/الإيقاف عبر الأحمال المتعددة.

التحكم في تطبيقات الترحيل عبر الصناعات

فيما يلي بعض القطاعات التي تحقق أقصى استفادة من مرحلات التحكم:

1. الصناعات التحويلية

تعتمد أتمتة المصنع بشكل كبير على مرحلات التحكم لتسلسل الماكينة، والتحكم في العمليات، ومراقبة دوائر التوقف الآمنة. يقومون بتنشيط محركات النقل، والضواغط، والمغذيات الاهتزازية، وأجهزة اللحام الآلية أو المسامير بناءً على إشارات الاستشعار. تتحكم المرحلات أيضًا في ومضات التحذير ومؤشرات اللوحة والإنذارات. تصميمات متينة تتحمل الظروف النباتية القاسية.

2. الطاقة والمرافق

تستخدم محطات الطاقة مرحلات التحكم لإدارة المولدات وتسلسل مزامنة الشبكة وتغيير صنبور المحولات وعزل الأخطاء. تتناسب المناعة القوية من الضوضاء الكهربائية والحماية من زيادة التيار مع بيئات المرافق ذات الجهد العالي. تعمل وظائف تأخير الوقت أيضًا على تسهيل إجراءات التشغيل السلسة. بالإضافة إلى ذلك، تتحكم المرحلات في صمامات خطوط أنابيب النفط والغاز والمفاتيح الكهربائية.

3. مباني تجارية

في المكاتب والمتاجر والمستشفيات والمباني السكنية، تعمل المرحلات على تشغيل مكونات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والسلالم المتحركة وبوابات الوصول إلى مواقف السيارات ودوائر الإضاءة وأنظمة الأمان. إنها تدمج أجهزة استشعار الإشغال وكاشفات الدخان ومراقبة المناخ لتحسين كفاءة الطاقة والسلامة والراحة. تناسب المرحلات التشغيل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في المرافق الحيوية.

4. البنية التحتية لوسائل النقل

تستخدم إشارات المرور وحواجز عبور السكك الحديدية وحظائر الطائرات وهياكل مواقف السيارات الآلية وشحن المركبات الكهربائية وتطبيقات النقل العام الأخرى مرحلات متخصصة مقاومة للعوامل الجوية ومصنفة للمركبات. إنها تتعامل مع الاهتزازات مع زيادة الحماية من الضوضاء الكهربائية. تتناسب اتصالات التغيير مع أنظمة الطاقة الاحتياطية.

خاتمة

بدءًا من مرحلات الإشارات الصغيرة المثبتة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وحتى الموصلات الصناعية الضخمة، تشكل هذه الأجهزة التي غالبًا ما يتم تجاهلها العمود الفقري لأنظمة التشغيل الآلي والسلامة الكهربائية. سواء كان المشغل يحتاج إلى تبديل دوائر استشعار صغيرة أو تشغيل معدات عالية الجهد عن بعد، فإن المرحلات تمكنه من ذلك بشكل موثوق وفعال. 

ناقش كيفية تنفيذها بشكل أفضل لبنية الطاقة والتحكم في منشأتك مع المتخصصين في TOSUNlux اليوم. المرحلات الصحيحة تفتح عالمًا من الإمكانيات الكهربائية.