طراحی سیستم کنترل دستگاه محلول ریز

اجزای موردنیاز:

1. مخزن اولیه (Main Tank):

• جنس: استیل ضدزنگ یا پلاستیک مقاوم به شیمیایی (بسته به نوع مایع).
• ویژگی: ظرفیت کافی برای ذخیره مایع اصلی.

2. دستگاه محلول‌ریز (Filling Machine):

• نوع پمپ: پمپ پریستالتیک یا دوزینگ پمپ برای دقت بیشتر در مقدار ریزش.
• کنترل: قابلیت تنظیم حجم مایع پرشده.

3. ظرف‌ها (Containers):

• بسته به حجم و نوع مایع، باید ظرف‌ها قابلیت جای‌گیری در دستگاه را داشته باشند.

4. مخزن کوچک (Secondary Tank):

• ویژگی: قرارگیری در زیر دستگاه محلول‌ریز برای جمع‌آوری سرریز مایع.
• حجم: به گونه‌ای انتخاب شود که تناسب مناسبی با حجم کل سیستم داشته باشد.

5. سنسور سطح (Float Switch یا Level Sensor):

• وظیفه: تشخیص پر شدن مخزن کوچک و ارسال سیگنال به سیستم کنترل.
• نوع: فلوتر مکانیکی یا سنسور سطح اولتراسونیک (بسته به نیاز).

6. پمپ بازگردانی (Recirculation Pump):

• ویژگی‌ها:
  • جنس: مقاوم به مایعات مورد استفاده.
  • نوع: پمپ سانتریفیوژ کوچک یا دنده‌ای.
  • کنترل: قابلیت روشن و خاموش شدن با سیگنال از سنسور.

7. کنترلر (Controller):

• نوع: یک PLC یا میکروکنترلر ساده (مانند Arduino یا Raspberry Pi).
• وظیفه: کنترل سنسور سطح و پمپ‌ها.
• ورودی‌ها:
  • سیگنال سنسور سطح.
• خروجی‌ها:
  • روشن و خاموش کردن پمپ بازگردانی.
  • کنترل دستگاه محلول‌ریز.

8. تابلو برق (Control Panel):

• شامل:
  • کنتاکتورها یا رله‌ها برای کنترل پمپ‌ها.
  • منبع تغذیه 24 ولت DC (در صورت نیاز).
  • کلید روشن/خاموش دستی.

طراحی سیستم کنترل:

1. پرکردن ظرف‌ها:
   • دستگاه محلول‌ریز، با فرمان کنترلر، حجم مشخصی از مایع را به هر ظرف منتقل می‌کند.
   • اگر مایع از ظرف سرریز شود، به مخزن کوچک زیر دستگاه ریخته می‌شود.
2. تشخیص سطح مایع در مخزن کوچک:
   • سنسور سطح فلوتر نصب‌شده در مخزن کوچک:
     • وقتی مایع به سطح بالا برسد، سیگنال به کنترلر ارسال می‌کند.
     • کنترلر، پمپ بازگردانی را روشن می‌کند.
3. پمپاژ مایع به مخزن اصلی:
   • پمپ بازگردانی مایع را از مخزن کوچک به مخزن اصلی منتقل می‌کند.
   • وقتی سطح مایع در مخزن کوچک کاهش یابد، سنسور سطح سیگنال قطع ارسال کرده و پمپ خاموش می‌شود.
4. چرخه تکرار:
   • این فرآیند به صورت پیوسته تکرار می‌شود.

مدار و نرم‌افزار پیشنهادی:

مدار الکتریکی:

• ورودی‌ها:
  • سنسور فلوتر به ورودی دیجیتال کنترلر متصل شود.
• خروجی‌ها:
  • یک خروجی دیجیتال کنترلر به رله یا کنتاکتور پمپ بازگردانی متصل شود.
  • دستگاه محلول‌ریز نیز می‌تواند توسط کنترلر زمان‌بندی و کنترل شود.

نکات مهم:

1. ایمنی:
   • برای جلوگیری از خشک کار کردن پمپ بازگردانی، می‌توانید یک سنسور سطح پایین در مخزن کوچک نصب کنید.
2. پشتیبانی دستی:
   • امکان روشن و خاموش کردن پمپ‌ها و دستگاه به صورت دستی در مواقع اضطراری فراهم باشد.
3. مواد مقاوم:
   • تمام تجهیزات در تماس با مایع باید مقاوم به خوردگی باشند.

 نقشه لوله‌کشی

اجزای اصلی لوله‌کشی:

1. مخزن اولیه:
   • لوله تغذیه به دستگاه محلول‌ریز.
2. دستگاه محلول‌ریز:
   • خروجی مایع به ظرف‌ها.
3. مخزن کوچک:
   • لوله ورودی سرریز مایع.
4. پمپ بازگردانی:
   • لوله خروجی پمپ به مخزن اولیه.
5. لوله تخلیه اضافی:
   • برای ایمنی بیشتر، خروجی اضافی از مخزن کوچک به مسیر تخلیه.

2. نقشه سیم‌بندی تابلو برق

اجزای اصلی تابلو برق:

1. PLC:
   • مدل پیشنهادی: Siemens S7-1200 یا مشابه آن.
   • ماژول‌های ورودی/خروجی:
     • ورودی دیجیتال برای سنسور سطح.
     • خروجی دیجیتال برای کنترل پمپ بازگردانی و دستگاه محلول‌ریز.
2. منبع تغذیه:
   • تغذیه 24 ولت DC برای سنسورها و PLC.
   • تغذیه AC برای پمپ‌ها و تجهیزات قدرت.
3. رله‌ها و کنتاکتورها:
   • برای اتصال تجهیزات قدرت به کنترلر PLC.
4. ترمینال‌ها:
   • برای سیم‌کشی تجهیزات خارجی.
5. کلید‌ها:
   • کلید روشن/خاموش دستی.
6. فیوزها:
   • محافظت از مدار.

3. جانمایی تجهیزات داخل تابلو برق

• بالا:
  • منبع تغذیه 24 ولت DC.
  • PLC و ماژول‌های ورودی/خروجی.
• وسط:
  • رله‌ها و کنتاکتورها.
• پایین:
  • ترمینال‌ها و اتصالات خارجی.
• کناره‌ها:
  • کلیدها و چراغ‌های نشانگر.

4. نقشه سیم‌بندی پیشنهادی

• ورودی‌ها:
  • سنسور سطح (فلوتر) به ورودی دیجیتال PLC.
• خروجی‌ها:
  • خروجی دیجیتال PLC به رله پمپ بازگردانی.
  • خروجی دیجیتال PLC به رله دستگاه محلول‌ریز.

5. کدنویسی PLC

منطق کنترلی:

• شرایط:
  • اگر سنسور سطح در مخزن کوچک فعال شد، پمپ بازگردانی روشن شود.
  • اگر سنسور سطح غیر‌فعال شد، پمپ خاموش شود.
  • دستگاه محلول‌ریز بر اساس زمان‌بندی یا فرمان اپراتور کار کند.

نمونه کد به زبان LADDER (LD): 

نمونه کد به زبان ST (Structured Text): 

. طراحی نرم‌افزار HMI (در صورت نیاز)

• صفحه نمایش:
  • نمایش وضعیت پمپ و دستگاه محلول‌ریز.
  • قابلیت تنظیم تایمر برای دستگاه محلول‌ریز.
• ورودی‌های HMI:
  • کلید روشن/خاموش برای هر دستگاه.

7. نقشه لوله‌کشی و سیم‌بندی تصویری