في مجال الأتمتة الصناعية، يعد توحيد معايير الإشارة أمرًا بالغ الأهمية. ويرتبط ذلك ارتباطًا مباشرًا بما إذا كان نظام الإنتاج الصناعي بأكمله يمكنه العمل بكفاءة وثبات. في التطوير المبكر للأتمتة الصناعية، كانت مسألة معايير إشارة الأجهزة بمثابة مشكلة شائكة، والتي قيدت بشكل خطير مواصلة تطوير الصناعة.
في الأيام الأولى، لم يكن هناك معيار إشارة موحد للأدوات في مجال الأتمتة الصناعية. يشبه هذا التواجد في مدينة لا توجد بها قواعد مرورية، حيث تسير المركبات بشكل عشوائي وفي حالة من الفوضى. تختلف معايير الإشارة للأجهزة والعدادات التي تنتجها الشركات المصنعة المختلفة بشكل كبير.
يؤدي هذا بشكل مباشر إلى أن يصبح تصميم العديد من المعدات النهائية معقدًا للغاية. خذ تصميم شاشات العرض كمثال. نظرًا لأنه يتعين عليهم التكيف مع معايير الإشارة المختلفة، يحتاج المهندسون إلى قضاء الكثير من الوقت والطاقة في تعديل الدوائر وتحسين البرامج. ليس هذا فحسب، بل إن تكاليف تركيب وصيانة المعدات زادت أيضًا بشكل كبير. تخيل أن موظفي الصيانة بحاجة إلى إتقان معايير الإشارة وطرق تصحيح الأخطاء للعديد من الأجهزة المختلفة. وهذا بلا شك تحدي كبير. علاوة على ذلك، غالبًا ما تؤدي مشكلات التوافق بين معايير الإشارة المختلفة إلى عدم القدرة على الاتصال بشكل صحيح بين الأجهزة، مما يؤثر على التقدم السلس لعملية الإنتاج بأكملها.
في مواجهة هذه المشكلة، اقترح العديد من الشركات المصنعة حلولها الخاصة. ومن بين الاقتراحات العديدة، ينصب التركيز الرئيسي على الإشارات الكهربائية. وقد تم اقتراح معايير مختلفة للإشارة الكهربائية، وكانت المنافسة شرسة. تعتقد بعض الشركات المصنعة أن نطاق الإشارة الكهربائية المحدد أكثر ملاءمة لاحتياجات الأتمتة الصناعية، بينما تصر الشركات المصنعة الأخرى على أن الحلول الخاصة بها تتمتع بمزايا أكثر. على الرغم من أن هذا الوضع المتمثل في ازدهار مائة زهرة قد عزز الابتكار التكنولوجي إلى حد ما، إلا أنه جلب أيضًا المزيد من الفوضى إلى الصناعة. الجميع ينتظر ظهور معيار معترف به على نطاق واسع.
وبعد فترة طويلة من اختبار هطول الأمطار والسوق، ظهر أخيرًا معياران للإشارة مقبولان على نطاق واسع. الأول هو معيار الإشارة الهوائية، الذي تم تحديده على أنه 20 - 100 كيلو باسكال.
معايير الإشارة الهوائية: في بعض المواقف ذات المتطلبات العالية للغاية لمقاومة الانفجار والبيئات القاسية، لا يزال يتم استخدام الإشارات الهوائية. النطاق القياسي للإشارة الهوائية المشتركة هو 20100 كيلو باسكال. على سبيل المثال، في بعض المناطق الخطرة في الصناعات البتروكيماوية وغيرها، تستخدم الأدوات الهوائية الهواء المضغوط كوسيلة لنقل الإشارات لنقل القيم المقاسة أو تعليمات التحكم في شكل تغيرات في ضغط الهواء. تتمثل ميزة معيار الإشارة هذا في أنه آمن بشكل جوهري ولا ينتج عنه عوامل خطيرة مثل الشرر الكهربائي. ومع ذلك، فإن العيب هو أن سرعة الاستجابة بطيئة نسبيًا وأن مسافة إرسال الإشارة محدودة، وعادةً ما تكون في حدود عشرات الأمتار.
تتمتع الإشارات الهوائية بمزايا فريدة في بعض السيناريوهات الصناعية المحددة. على سبيل المثال، في البيئات القابلة للاشتعال والانفجار، تكون الإشارات الهوائية أكثر أمانًا وموثوقية. والآخر هو معيار الإشارة الكهربائية، وقد أصبح 4-20 مللي أمبير هو المعيار الذهبي المستحق.
الإشارة الحالية 4-20mA: هذه واحدة من معايير الإشارة التناظرية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في المجالات الصناعية. يمثل 4mA الحد الأدنى للإشارة، والذي يتوافق عادة مع نقطة الصفر للمتغير المقاس؛ يمثل 20 مللي أمبير الحد الأعلى للإشارة، والذي يتوافق مع النطاق الكامل للمتغير المقاس. على سبيل المثال، في قياس درجة الحرارة، إذا كان نطاق القياس هو 0 درجة مئوية و100 درجة مئوية، فقد يتوافق 4 مللي أمبير مع 0 درجة مئوية، وقد يتوافق 20 مللي أمبير مع 100 درجة مئوية. يتميز معيار الإشارة هذا بمزايا القدرة القوية على مقاومة التداخل ومسافة الإرسال الطويلة. يمكن أن تصل مسافة الإرسال العامة إلى مئات الأمتار أو حتى آلاف الأمتار، ويمكن أن تلبي احتياجات نقل الإشارة بين الأجهزة المختلفة في معظم المواقع الصناعية.
يبرز معيار 4-20 مللي أمبير بشكل رئيسي لأنه يتمتع بالعديد من المزايا. أولا، لديها قدرة جيدة ضد التدخل. في مواقع الإنتاج الصناعي، هناك تداخلات كهرومغناطيسية مختلفة. إذا تم التدخل في الإشارة بسهولة، فسوف يؤدي ذلك إلى زيادة أخطاء القياس والتحكم ويؤثر على جودة الإنتاج. يمكن أن تظل الإشارة 4-20 مللي أمبير مستقرة نسبيًا في بيئة كهرومغناطيسية معقدة، مما يضمن نقل البيانات بدقة.
ثانيا، مسافة الإرسال طويلة نسبيا. في المؤسسات الصناعية الكبيرة، قد تكون المسافة بين الأجهزة طويلة نسبيًا، ويمكن تخفيف الإشارات بسهولة أثناء الإرسال. قوة وخصائص الإشارة 4 - 20 مللي أمبير تمكنها من الحفاظ على الأداء الجيد لمسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك، يتيح هذا المعيار أيضًا تشخيص الأخطاء للإشارات. عندما يكون تيار الإشارة 0 مللي أمبير، فهذا يشير على الأرجح إلى وجود خطأ في الخط، مما يسهل على موظفي الصيانة العثور على المشكلة وحلها في الوقت المناسب.
على الرغم من التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، فإن الأتمتة الصناعية تنتقل تدريجياً إلى الرقمنة، وقد أظهرت الإشارات الرقمية مزايا كبيرة في العديد من الجوانب، إلا أن أجهزة إرسال الإشارات التناظرية لا تزال تستخدم على نطاق واسع. وهذا يعكس تمامًا الحيوية القوية لمعيار 4-20 مللي أمبير. تتمتع أجهزة إرسال الإشارة التناظرية بمزايا التكلفة المنخفضة والموثوقية العالية والتكنولوجيا الناضجة. في بعض السيناريوهات الصناعية الحساسة للتكلفة ولا تتطلب دقة إشارة عالية بشكل خاص، تظل أجهزة إرسال الإشارة التناظرية هي الخيار الأول. علاوة على ذلك، تم تصميم العديد من المعدات الصناعية الموجودة على أساس معيار 4-20 مللي أمبير. إذا تم استبدال جميع المعدات الرقمية بالمعدات الرقمية، فلن تكون التكلفة باهظة فحسب، بل سيكون هناك أيضًا العديد من المشكلات مثل التحول الفني وتدريب الموظفين.
يعد توحيد أنظمة إشارات الأجهزة في الأتمتة الصناعية مطلبًا لا مفر منه لتطوير الصناعة. كمعيار للإشارة الكهربائية، يبرز 4-20mA في المنافسة الشرسة ولا يزال يلعب دورًا مهمًا في الإنتاج الصناعي الحالي. ومع استمرار تقدم التكنولوجيا، فإنها قد تكمل الإشارات الرقمية وتعزز بشكل مشترك تطوير الأتمتة الصناعية إلى مستوى أعلى.
Yuyao Huangong automation instruments factory
