آشنایی با انواع ماژول های صنعتی
عملکرد موثر و منسجم تاسیسات اتوماسیون صنعتی نیازمند راه حل‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خاصی است. عملکرد صحیح کلیه فرآیندها در یک شرکت مبتنی بر کار رایانه‌ها و استفاده از نرم افزارهای تخصصی (از شروع/توقف دستگاه‌ها در یک زمان خاص تا کنترل پیچیده امکانات تولید) است. ماژول های صنعتی عملکرد برنامه‌های آماده را افزایش داده و قابلیت های دستگاه‌های مورد استفاده را گسترش می‌دهند.
حتما بخوانید:
آشنایی با انواع ماژول تریستور و دیود
ماژول‌های صنعتی تعبیه‌شده روی دستگاه‌های صنعتی امکان دسترسی به پروتکل‌ها، لایه‌های فیزیکی و API های مختلف را می‌دهند. راه‌حل های ما توسعه‌گران سخت‌افزار را حذف می‌کند و براحتی در دستگاه‌های میدانی ادغام میشود. آنها زمان عرضه محصولات را به بازار کاهش می‌دهند و هزینه‌های توسعه را کاهش می‌دهند. ماژول‌ها عناصر غیرقابل تغییر و قابل استفاده مجدد در طول برنامه‌ریزی و اجرای یک کارخانه هستند که نشان دهنده بلوکی از نمودار بلوک فرآیند هستند.
مجموعه‌ای از دو یا چند ماژول بعنوان “مژولار” در نظر گرفته‌می‌شود. در یک «قاب نمایش بلوک» اطلاعات در کل چرخه عمر از توسعه فرآیند در «سطح آزمایشگاهی»، طراحی کارخانه مبتنی بر ماژول برای برنامه‌ریزی و اجرای گیاهان در «سطح کارخانه کوچک» و/یا «سطح کارخانه تولید» جمع‌آوری و ذخیره میشود.
ماژول‌های نمودار جریان فرآیند، ماژول‌های نمودارهای لوله‌کشی و ابزار دقیق، ماژول‌های تجهیزات و ویژگی‌های آنها، و ماژول‌های طرح‌بندی سه‌بعدی در «پایگاه‌های اطلاعاتی ماژول» ساختار یافته‌و ذخیره‌می‌شوند. ابزارهایی به‌کمک رایانه، انتخاب و پیکربندی ماژول‌ها را از پایگاه داده‌های ماژول با تطبیق با تنظیمات از پیش تعریف شده و الزامات فرآیند، امکان‌پذیر می‌کنند.
حتما بخوانید:
تابلو برق صنعتی چیست؟ انواع آن
ماژول های صنعتی برای موارد زیر استفاده میشوند:
- ثبت، بایگانی و تبدیل داده‌ها
- تبدیل سیگنال از پروتکل‌های مختلف
- بافر دیتا
- به اشتراک‌گذاری داده‌ها بعنوان مثال بصورت گرافیکی یا از طریق وب‌سایت
- کنترل دستگاه‌های نهایی
ماژول الکترونیکی:
یک ماژول صنعتی الکترونیکی قدرت یا ماژول قدرت مجموعه‌ای است که شامل چندین مؤلفه قدرت، عمدتاً دستگاه‌های نیمه‌رسانای انرژی است که به‌طور مناسب به‌طور داخلی به یکدیگر متصل شده‌اند تا عملکرد تبدیل توان را انجام دهند.
این یک بلوک ساختمانی یکپارچه برای تحقق یک مبدل قدرت با تعداد کمتری از اجزای خارجی مورد نیاز است. تجهیزات الکترونیکی کنترل مانند درایورهای دروازه، حسگر و عملکردهای حفاظتی ممکن است در بسته ماژول قدرت گنجانده شود. در این مورد معمولاً از عبارت ماژول برق هوشمند استفاده میشود. از نقطه نظر الکتریکی، ماژول قدرت عناصر پارازیتی را در اتصال دستگاه‌های نیمه‌هادی بدلیل یکپارچگی فیزیکی محکم کاهش می‌دهد. اساسا از نقطه نظر حرارتی، ماژول قدرت معمولا دارای یک رسانای حرارتی است، صفحه پایه ای که میتوان آن را به‌یک هیت سینک یا یک صفحه سرد پیچ کرد تا گرمای تلف شده در نتیجه کار مبدل برق را حذف کند.
از نقطه نظر مکانیکی، یک بسته مکانیکی قوی برای اجزای قدرت داخل فراهم می‌کند. در نتیجه، یک ماژول قدرت یک دستگاه الکتروترمو مکانیکی است که برای عملکرد مبدل قدرت بهینه شده است. استفاده از یک ماژول قدرت ممکن است طراحی مبدل قدرت را ساده کند زیرا طراحی ماژول قدرت یک ساختار مکانیکی قوی را ارائه می‌دهد و تا زمانی که مشخصات و دستورالعمل‌های صفحه داده‌ماژول رعایت شود، عملکرد مناسب را از نقطه نظر الکتریکی و حرارتی تضمین می‌کند.
ماژول های صنعتی قدرت معمولاً در سطوح توان بالاتر استفاده میشوند، جایی که اجرای اجزای گسسته مستلزم موازی سازی چندین دستگاه نیمه‌هادی انرژی است.
ماژول پاور(ماژول قدرت):
یک ماژول قدرت یا ماژول الکترونیکی قدرت، مهار فیزیکی چندین جزء قدرت، معمولاً دستگاه‌های نیمه‌هادی قدرت را فراهم می‌کند. این نیمه‌هادی های قدرت (به اصطلاح قالب‌ها) معمولاً بر روی یک بستر الکترونیکی قدرت لحیم میشوند که نیمه‌هادی های قدرت را حمل می‌کند و درصورت نیاز تماس الکتریکی و حرارتی و عایق الکتریکی را فراهم می‌کند.
در مقایسه با نیمه هادی های قدرت گسسته در محفظه‌های پلاستیکی مانند TO-247 یا TO-220 ، بسته های قدرت چگالی توان بالاتری را ارائه می‌دهند و در بسیاری موارد قابل اعتمادتر هستند. علاوه بر ماژول‌هایی که حاوی یک کلید الکترونیکی قدرت هستند که ماژول‌های قدرت کلاسیک حاوی چندین قالب نیمه‌رسانا هستند که برای تشکیل یک مدار الکتریکی با ساختار خاصی بنام توپولوژی متصل میشوند.
ماژول‌ها همچنین شامل اجزای دیگری مانند خازن‌های سرامیکی برای به‌حداقل رساندن بیش از حد ولتاژ سوئیچینگ و ترمیستورهای NTC برای نظارت بر دمای بستر ماژول هستند. نمونه‌هایی از توپولوژی‌های گسترده موجود که در ماژول‌ها پیاده‌سازی شده‌اند.
حتما بخوانید:
ماژول مبدل ولتاژ:
مبدل ولتاژ یک مبدل برق است که ولتاژ منبع برق را تغییر می‌دهد. ممکن است برای ایجاد منبع تغذیه با اجزای دیگر ترکیب شود.
AC به DC:
تبدیل ولتاژ AC از ترانسفورماتور استفاده می‌کند. تبدیل از یک ولتاژ DC به دیگری نیاز به مدارهای الکترونیکی دارد (تجهیزات الکترومکانیکی قبل از توسعه الکترونیک نیمه‌هادی مورد نیاز بود)، مانند مبدل DC-DC. برق اصلی (که در ایالات متحده جریان خانگی نامیده میشود) بطور کلی AC است.
مبدل‌های اصلی:
استفاده متداول از مبدل ولتاژ برای دستگاهی است که به وسایل ساخته‌شده برای ولتاژ اصلی یک منطقه جغرافیایی اجازه می‌دهد در منطقه‌ای با ولتاژ متفاوت کار کنند. چنین دستگاهی ممکن است مبدل ولتاژ، مبدل برق، آداپتور مسافرتی و غیره نامیده شود .میتواند به کار رود؛ ترانسفورماتورهای (خودکار) ذاتاً برگشت پذیر هستند. بنابراین میتوان از همان ترانسفورماتور برای بالا بردن ولتاژ یا کاهش آن با همان نسبت استفاده کرد.
مطالب مرتبط:
انواع تست ترانسفورماتورهای قدرت
ترانسفورماتور چیست؟ انواع و کاربرد آن
دستگاه‌های سبک‌تر و کوچکتر را میتوان با استفاده از مدارهای الکترونیکی ساخت. کاهش ولتاژ بصورت الکترونیکی ساده تر و ارزان‌تر از افزایش آن است. آداپتورهای مسافرتی کوچک، ارزان و مناسب برای دستگاه‌های کم مصرف مانند ریش تراش برقی، اما مثلاً سشوار، در دسترس نیستند.
نکته:
آداپتورهای مسافرتی معمولاً شامل آداپتورهای پلاگین برای استانداردهای مختلف مورد استفاده در کشورهای مختلف هستند. برای توان بالاتر از ترانسفورماتور استفاده میشود. ترانسفورماتورها فرکانس برق را تغییر نمی‌دهند. در بسیاری از مناطق با ولتاژ 100 تا 120 ولت، برق در 60 هرتز تامین میشود و مناطق 210 تا 240 ولت تمایل به استفاده از 50 هرتز دارند. این ممکن است بر عملکرد دستگاه‌هایی که به‌فرکانس شبکه وابسته هستند (برخی صفحه‌های گردان صوتی و ساعت‌های برقی فقط از شبکه و غیره) تأثیر بگذارد. اگرچه تجهیزات مدرن کمتر به فرکانس شبکه وابسته هستند.
تجهیزات با موتورهای پرقدرت یا ترانسفورماتورهای داخلی که برای کار با فرکانس 60 هرتز طراحی شده‌اند ممکن است در فرکانس 50 هرتز بیش از حد گرم شوند، حتی اگر ولتاژ ارائه شده‌صحیح باشد. اکثر تجهیزات برقی، اگرچه ممکن است یک ولتاژ نامی واحد را مشخص کنند. اما در واقع دارای محدوده تحمل بالاتر و پایین‌تر از آن نقطه هستند. بنابراین، دستگاه‌ها معمولاً میتوانند در هر ولتاژی از حدوداً استفاده شوند. 100 تا 120 ولت یا هر ولتاژی از حدود 210 تا 240 ولت. در چنین مواردی، مبدل های ولتاژ فقط برای تبدیل هر ولتاژ در یک محدوده، به ولتاژی در محدوده دیگر، به جای اینکه مبدل های جداگانه برای همه جفت ولتاژهای نامی ممکن (110-220، 117-) مورد نیاز باشد، مشخص شود. (220، 110-230، و غیره)
ماژول تنظیم کننده ولتاژ:
یک ماژول تنظیم کننده ولتاژ که گاهی اوقات ماژول قدرت پردازنده نامیده میشود، یک مبدل باک است که ولتاژ تغذیه مناسب را به ریزپردازنده و چیپست ارائه می‌دهد و 3.3+ ولت، 5+ یا 12+ ولت را به ولتاژهای کمتر مورد نیاز دستگاه‌ها تبدیل می‌کند. همچنین اجازه می‌دهد دستگاه‌هایی با ولتاژهای تغذیه متفاوت روی یک مادربرد نصب شوند. در سیستم‌های رایانه شخصی، معمولاً از ماژول های تنظیم کننده‌ولتاژ قدرتمند تشکیل شده‌است.
ماژول صوتی:
ماژول صوتی یک قطعه مجزا از قسمت پردازش صدا است که عملکرد نسبتاً ریزنقشی را انجام می‌دهد. یک ماژول صوتی ممکن است در درایور صوتی یا در DSP صوتی قرار داشته باشد. اجزای پخش صدا یک سیستم صوتی معمولاً از یک یا چند جزء منبع، یک یا چند جزء تقویت کننده و (برای استریو) دو یا چند بلندگو تشکیل شده است.
کابل‌های سیگنال (صدای آنالوگ، بلندگو، صدای دیجیتال و غیره) برای اتصال این قطعات استفاده میشود. این شامل دستگاه‌هایی مانند ماژول تقویت، ماژول پخش کننده صدای صوتی، ماژول ضبط، ماژول رادیو FM استریو و بسیاری ماژول‌های دیگر است. شما براحتی میتوانید این همه جزء را از با هم در این یک ماژول دریافت کنید.
حتما بخوانید: انواع منبع تغذیه صنعتی
ماژول سوئیچ‌های الکترونیکی:
صفحه‌کلیدهای الکترونیکی امکان اجازه یا رد استفاده از ورودی را از طریق کدی که میتوان با استفاده از یک کد عددی یا پین وارد کرد، می‌دهد. آنها در طرح های متنوعی وجود دارند و میتوانند با رایانه‌ها بعنوان بخشی از یک سیستم یا بصورت مستقل برای دسترسی به یک در با حداقل زمان راه‌اندازی استفاده شوند.
این سوئیچ الکترونیکی و صفحه کلید شامل صفحه کلید ماتریسی 4×1، 2×2، 3×4، 4×4، 4×5، 7×7، Seeedstudio Grove می‌باشد. اگر برنامه‌های خاصی از پردازنده‌هایی با پین‌های کمی توسعه داده‌شوند، آن‌گاه آن سیستم نمی‌تواند پین‌های بیشتری را به‌دستگاه ورودی ارائه کند. در آن زمان استفاده از ماژول صفحه کلید ایده‌آل است. زیرا میتواند 16 ورودی کلید برای استفاده از 8 پایانه بدهد.
ماژول LED:
همانطور که احتمالاً قبلاً می‌دانید، فناوری روشنایی LED به دلیل کارایی و طول عمر بیشتر، بسرعت جایگزین اشکال قدیمی نورهای رشته‌ای و فلورسنت میشود و ماژول های LED در اینجا مستثنی نیستن. آنها هم همه‌کاره هستند!
از آنجایی که هر ماژول با سیم کشی سرب متصل میشود برش و اتصال مجدد آنها بسیار آسان است و تقریباً برای هر پروژه‌ای مناسب است. ماژول‌های SMD ،SeeedStudio Grove ،DIP LED وجود دارد. ماژول LED بطور معمول برای اهداف روشنایی تبلیغات در فضای باز و سایر تابلوهای فروشگاهی استفاده میشو. با این حال، برای بسیاری از کاربردهای روشنایی خانه دیگر نیز مناسب است.
ماژول لیزر:
شما در ماژول‌های لیزر می توانید دسته‌بندی را کاوش کنید که در آن میتوانید ماژول لیزر انواع مختلف خروجی خط مستقیم یا خط متقاطع را پیدا کنید. در اینجا شما همچنین گیرنده لیزری را دریافت خواهید کرد که همگی با منبع تغذیه 5 ولت DC کار می‌کند.
ماژول زمان واقعی (RTC):
RTC یک دستگاه الکترونیکی به‌شکل یک تراشه مجتمع است که در بسته‌بندی های مختلف موجود است. هدف RTC یا ساعت بلادرنگ ارائه زمان و تاریخ دقیقی است که میتواند برای برنامه‌های مختلف استفاده شود. اکثر تولیدکنندگان ماژول های DS3231، DS1307، DS1302، SeeedStudio RTC را در دسترس دارند. ماژول RTC برای هر کاربرد حساس زمانی مانند سیستم های حضور و غیاب، دوربین های دیجیتال، سیستم های اسپرینکلر خودکار یا نمایشگر زمان و تقویم ایده‌آل است.
ماژول فتوولتائیک (پانل خورشیدی):
اصطلاح پانل خورشیدی برای یک ماژول فتوولتائیک استفاده میشود. ماژول PV مجموعه ای از سلول های فتوولتائیک است که در چارچوبی نصب شده‌اند. این سلول‌ها بصورت شبکه‌ای بر روی سطح صفحات خورشیدی چیده شده‌اند. پنل‌های خورشیدی دستگاه‌هایی هستند که برای جذب پرتوهای خورشید و تبدیل آنها به‌برق یا گرما استفاده میشوند. سپس میتوان از این برق برای تامین انرژی تجدیدپذیر خانه یا محل کار استفاده کرد. در اینجا میتوانید کوچکترین خودروی خورشیدی جهان، حشره سوسک سیاه ارتعاشی و پنل خورشیدی با ابعاد مختلف را پیدا کنید.
ماژول پوشیدنی:
لوازم الکترونیکی پوشیدنی ابزارهای الکترونیکی هستند که دائماً توسط یک فرد بدون مانع مانند لباس پوشیده‌میشوند تا کمک هوشمندی را ارائه دهند که حافظه، هوش، خلاقیت، ارتباطات و حواس فیزیکی را تقویت می‌کند. در اینجا می توانید برد Lilypad Arduino، LilyPad RGB LED، Slide Switch و بسیاری از ماژول ها را پیدا کنید. این دستگاه‌های پوشیدنی برای ردیابی و دریافت اطلاعات مختلف در زمان واقعی استفاده میشوند. LilyPad یک فناوری پوشیدنی نساجی الکترونیکی است.
هر LilyPad بگونه‌ای خلاقانه طراحی شده‌بود که دارای پدهای اتصال دهنده‌بزرگ باشد تا به‌آنها اجازه دوخته‌شدن به‌لباس را بدهد. بردهای مختلف ورودی، خروجی، قدرت و سنسور موجود است. آنها حتی قابل شستشو هستند!
خرید انواع تجهیزات برق صنعتی، پنوماتیک، هیدرولیک، ابزاردقیق و… از فروشگاه دکتر PLC
جمع بندی:
در صنعت شیمیایی و بیوشیمیایی باید با چالش‌های جهانی شدن، کوتاه شدن زمان‌های چرخه محصول و بازارهای بی‌ثبات روبرو شود. بنابراین، زمان اجرای پروژه‌های توسعه باید کوتاه شود. ماژول های صنعتی و طراحی کارخانه مبتنی بر ماژول بطور گسترده مورد بحث قرار می‌گیرند تا با استفاده مجدد از تلاش مهندسی و استانداردسازی، زمان کوتاه‌تری برای عرضه به بازار فراهم شود. در این مقاله الزامات کلی در مورد ماژول‌های صنعتی در مهندسی فرآیند و ماژول‌ها برای کاربردهای خاص در صنایع شیمیایی و بیوشیمیایی بررسی میشود.
این شامل تأثیر ماژول‌های صنعتی بر فرآیند برنامه‌ریزی و نمونه هایی از مفاهیم تجهیزات مدولار است. بر این اساس، یک تعریف اصطلاحی کلی از “ماژول ها” و انواع ماژول‌های خاص صنعتی برای صنعت فرآیند ارائه‌شده است، در حالی که ماژول ها در “سطوح تجمع” مختلف بحساب می‌آیند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه میتوانید از طریق فرم درخواست مشاوره و واتس‌اپ با ما در تماس باشید.
