تابلو برق اتوماسیون صنعتی

تاریخ انتشار : 2025/11/21

 

تابلو اتوماسیون صنعتی چیست و از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟

در واحدهای صنعتی، ماشین‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و فرآیندهای تولید به شکل روان پیش می‌رود. در پشت این عملیات، یک ساختار حیاتی قرار دارد: تابلو اتوماسیون صنعتی که مسئول مدیریت و ایمن‌سازی تأسیسات است. اما دقیقاً تابلو برق اتوماسیون چیست؟ چه اجزایی دارد و چگونه کار می‌کند؟ در این مقاله، به این پرسش‌ها به‌صورت دقیق پاسخ می‌دهیم و اصول کاری تابلوهای اتوماسیون را بررسی می‌کنیم.

تابلو برق اتوماسیون چیست؟

تابلوهای برق اتوماسیون سیستم‌های کنترلی هستند که امکان مدیریت متمرکز و خودکار فرآیندهای عملیاتی را فراهم می‌کنند. اگرچه این تابلوها عمدتاً در واحدهای صنعتی و ساختمان‌های هوشمند به‌کار می‌روند، اما در سایر زمینه‌هایی که اتوماسیون نقش دارد نیز کاربرد پیدا می‌کنند. این تابلوها برای تأمین انرژی مدارهای الکتریکی و مدیریت توزیع برق بسیار حیاتی هستند. علاوه بر این، نقش فعالی در هماهنگی ارتباط میان اجزای مختلف الکتریکی ایفا می‌کنند.

 

 

 

اجزای اصلی تابلوهای اتوماسیون

اجزای تابلو اتوماسیون را می‌توان تا حدی با بدن انسان مقایسه کرد. همان‌طور که اندام‌های حسی، مغز و ماهیچه‌ها با هم کار می‌کنند تا عملی را انجام دهند، اجزای اتوماسیون نیز با همین منطق فعالیت می‌کنند. هر بخش نقش مهمی در حس کردن، پردازش و عمل کردن دارد—و این امکان را فراهم می‌کند تا فرآیندهای صنعتی به‌صورت کارآمد و مؤثر مدیریت شوند.

دستگاه‌های کنترلی

دستگاه‌های کنترلی به‌عنوان مغز سیستم شناخته می‌شوند. این اجزا فرآیند اتوماسیون را ممکن می‌سازند و تضمین می‌کنند که فرآیندها به‌درستی پایش و کنترل شوند.

کنترلرهای منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)

این بخش داده‌های دریافتی از سنسورها را پردازش کرده و خروجی‌ها را کنترل می‌کند. PLC با دنبال کردن دستورالعمل‌های از پیش برنامه‌ریزی‌شده تصمیم‌گیری کرده و حرکت تجهیزات را کنترل می‌کند. این سیستم‌ها قابلیت کنترل در زمان واقعی را دارند.
PLC که بر اساس ریزپردازنده کار می‌کند، توانایی کار با ورودی‌های دیجیتال و آنالوگ را دارد. این سیستم‌ها از پروتکل‌های مختلف ارتباط صنعتی مانند Modbus، Profibus و Ethernet/IP پشتیبانی می‌کنند.

در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای، تابلوهای PLC کمتر تحت تأثیر گرد و غبار، رطوبت و میدان‌های مغناطیسی قرار می‌گیرند و پیچیدگی سیم‌کشی را کاهش می‌دهند. تابلوهای PLC به‌طور گسترده در کاربردهایی مانند اتوماسیون پیچیده کارخانه‌ها، سیستم‌های نوار نقاله، کنترل سرعت موتور و سیستم‌های پایش انرژی استفاده می‌شوند.

 

 

واحدهای ترمینال از راه دور (RTU)

این بخش معمولاً برای پایش تجهیزات دوردست در سیستم‌های اتوماسیون استفاده می‌شود. RTU برای انتقال سیگنال‌های الکتریکی به دستگاه‌های دور استفاده می‌شود. این سیستم‌ها به‌جای کاربرد در سیستم‌های پیچیده، بیشتر در مواردی استفاده می‌شوند که امنیت و قابلیت اطمینان داده اهمیت بالایی دارد. علاوه بر این، از نظر پیکربندی انعطاف‌پذیرتر هستند.

رابط انسان و ماشین (HMI)

رابط HMI بخشی از سیستم اتوماسیون است که برای تعامل انسان طراحی شده است. از طریق این رابط‌ها، کاربران می‌توانند سیستم اتوماسیون را پایش و کنترل کنند. HMI دارای یک رابط کاربرپسند است که تا حد امکان از پیچیدگی فنی دور نگه داشته شده است.

HMI این امکان را فراهم می‌کند که افراد مجاز و متخصص بتوانند داده وارد کنند، سیستم را زیر نظر داشته باشند و در صورت لزوم فرمان صادر کنند. داده‌های دریافتی از سنسورها در زمان واقعی به‌صورت گرافیکی یا ساده‌شده نمایش داده می‌شوند. هشدارها و آلارم‌ها نیز از طریق این رابط پایش و مدیریت می‌شوند.

سنسورها

سنسورها در ارائه داده‌های مورد نیاز برای فرآیندهای صنعتی نقش حیاتی دارند. این تجهیزات اطلاعات سریع، دقیق و قابل‌اعتماد ارائه می‌دهند. سنسورها به‌طور مداوم متغیرهای محیطی مانند دما، فشار، جریان و ولتاژ را پایش کرده و داده‌های جمع‌آوری‌شده را به سیستم‌های کنترلی منتقل می‌کنند.

آنالایزرهای انرژی نیز به‌عنوان اجزای ارائه‌دهنده داده عمل می‌کنند. این تجهیزات با اندازه‌گیری انرژی مصرف‌شده در تابلو، بینش دقیقی برای پایش و بهینه‌سازی ارائه می‌دهند.

عملگرها (Actuators)

عملگرها اجزایی هستند که بنا بر خروجی ایجادشده بعد از پردازش داده‌های سنسورها، عمل فیزیکی انجام می‌دهند. عملکرد آن‌ها توسط سیستم‌های کنترلی مدیریت می‌شود.

اجزای تأمین و توزیع برق در تابلوهای اتوماسیون

این بخش مسئول تأمین برق مورد نیاز برای عملکرد تابلو اتوماسیون است. برق دریافتی از منبع انرژی را پردازش کرده و به سیستم تحویل می‌دهد.

فیوزها و کلیدهای مینیاتوری اجزای حفاظتی هستند که برای جلوگیری از مشکلات احتمالی در برق ورودی طراحی شده‌اند. فیوزها و کلیدهای اتوماتیک از بروز مشکلاتی مانند اضافه‌جریان و اتصال کوتاه جلوگیری می‌کنند.

تجهیزاتی که در تابلو با جریان و ولتاژ پایین کار می‌کنند، با استفاده از رله کنترل می‌شوند. یکی از انواع رایج، رله حرارتی است که در تابلوهای برق بسیار استفاده می‌شود. برای جریان‌ها و ولتاژهای بالا، از کنتاکتور استفاده می‌شود که یکی از اجزای اصلی در حفاظت موتور است.

 

 

اجزای اتصال و کابل‌کشی

این‌ها کابل‌هایی هستند که اتصال بین اجزای تابلو اتوماسیون را فراهم می‌کنند. فرآیند رساندن برق از اینجا آغاز شده و به دستگاه‌ها و در صورت وجود، به سایر سیستم‌های اتوماسیون منتقل می‌شود. تابلوهای اتوماسیون همچنین نظم‌دهی به سیم‌کشی را فراهم می‌کنند. برای این منظور از داکت استفاده می‌شود که به مرتب‌سازی و حفاظت کابل‌ها کمک می‌کند.

سایر اجزا

علاوه بر اجزای اصلی، تابلوهای اتوماسیون شامل عناصر کوچک‌تر و ساده‌تری نیز هستند که عملکردهای اضافی دارند. دکمه‌ها (سوئیچ‌ها) نه‌تنها برای روشن/خاموش کردن سیستم استفاده می‌شوند، بلکه برای کنترل عملکردهای خاص نیز به‌کار می‌روند. نشانگرها و چراغ‌های سیگنال برای نمایش وضعیت و اطلاعات سیستم استفاده می‌شوند. برای عملکرد ایمن سیستم، از ارت، فن و فیلترها نیز استفاده می‌شود. این اجزا در تمیز نگه‌داشتن سیستم و جلوگیری از داغی بیش‌ازحد نقش دارند.

اهمیت تابلوهای اتوماسیون در کاربردهای صنعتی

پروژه‌های اتوماسیون با استفاده از تابلوهای اتوماسیون ایمن‌تر، کارآمدتر و منظم‌تر می‌شوند. دلیل آن این است که تابلوها صرفاً توزیع انرژی را خودکار نمی‌کنند—بلکه بهره‌وری انرژی، ایمنی محیط کار و مدیریت دقیق فرآیندها را نیز بهبود می‌بخشند.

انواع مختلفی از تابلوهای اتوماسیون بسته به نیاز و نوع راهکار استفاده می‌شوند. این تابلوها امکان تأمین برق بدون وقفه را فراهم می‌کنند و در حوزه‌های حساس و حیاتی مانند پست‌های برق نقش کلیدی دارند که در آنجا ایمنی و بهره‌وری انرژی بسیار مهم است.

تابلوهای اتوماسیون باعث نظم‌دهی تجهیزات شده و به افزایش طول عمر اجزا کمک می‌کنند. علاوه بر این، در طولانی‌مدت هزینه‌ها را کاهش داده و از اتلاف وقت و کاهش تولید جلوگیری می‌کنند.

انواع تابلوهای اتوماسیون

تابلوهای اتوماسیون بسته به نیاز و کاربرد در انواع مختلفی عرضه می‌شوند. انتخاب نوع مناسب، برای اطمینان از عملکرد بهتر و پایدارتر سیستم بسیار مهم است. در اتوماسیون صنعتی، شرایط محیطی و فرآیندهای صنعتی نقش مهمی در انتخاب نوع تابلو دارند.

تابلو برق PLC

تابلوهایی که شامل PLC هستند در این دسته قرار می‌گیرند. این تابلوها نقش کلیدی در اتوماسیون تولید و عملیات در واحدهای صنعتی دارند. تابلوهای PLC راه‌حل‌هایی برای اتوماسیون پیچیده کارخانه‌ها، سیستم‌های نوار نقاله، کنترل سرعت موتور و توزیع انرژی ارائه می‌دهند. اگرچه در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند، اما بیشترین کاربرد آن‌ها در صنایع نفت و گاز، انرژی، تصفیه آب، حمل‌ونقل، غذا و نوشیدنی است.

 

 

 

 

 

تابلو اتوماسیون RTU

تابلو اتوماسیون RTU برای پایش و کنترل تجهیزات دوردست طراحی می‌شود. این تابلو برای انتقال سیگنال‌های الکتریکی به سیستم‌های اسکادا و اتوماسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. مشابه تابلوهای اتوماسیون PLC، تابلوهای RTU نیز به‌طور گسترده در صنایعی مانند نفت و گاز، انرژی، تصفیه آب، حمل‌ونقل، غذا و نوشیدنی کاربرد دارند.

 

 

 

مقایسه PLC با RTU

در حالی‌ که PLCها معمولاً وظیفه کنترل محلی در یک تأسیسات را بر عهده دارند، RTUها برای برقراری ارتباط با تجهیزات میدانی دوردست طراحی شده‌اند.

تابلو MCC (Motor Control Center)

تابلوهای MCC یا مراکز کنترل موتور، تابلوهایی هستند که امکان کنترل دستی یا خودکار، محلی یا از راه دور تجهیزات مختلف مانند موتور‌ها، پمپ‌ها و فن‌ها را فراهم می‌کنند. این تابلوها به‌خصوص در کاربردهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که نیاز به کنترل چندین موتور در یک تأسیسات وجود دارد. معمولاً تابلوهای MCC برای راه‌اندازی موتورهای AC سه‌فاز با ولتاژ بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ ولت طراحی می‌شوند.

در هر مدار موتور، معمولاً اجزای ضروری حفاظت و کنترل مانند کنتاکتور، کلید حفاظت موتور، فیوز و کلید قطع‌کننده بار استفاده می‌شود. علاوه بر این، این تابلوها دارای سخت‌افزارهای ارتباطی هستند که امکان یکپارچه‌سازی با سیستم‌های PLC، اسکادا و اتوماسیون مرکزی را فراهم می‌کنند. موتورهای میدانی و سایر تجهیزات الکتریکی از طریق تابلو MCC به‌طور خودکار در برابر نوسانات ولتاژ محافظت شده و از آسیب احتمالی تجهیزات جلوگیری می‌شود.

اصول کارکرد تابلوهای اتوماسیون

تابلوهای اتوماسیون از مجموعه‌ای از اجزا تشکیل شده‌اند که سیستم‌های اتوماسیون را پشتیبانی می‌کنند. در حوزه اتوماسیون صنعتی، این تابلوها امکان پایش، تحلیل و کنترل فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌کنند. اساس فرآیند شامل چرخه‌ای است که در آن حسگرها داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند، دستگاه‌های کنترلی این داده‌ها را پردازش می‌کنند و سپس این داده‌ها با کمک عملگرها به کنش‌های فیزیکی تبدیل می‌شوند.

 

 

 

 

جمع‌آوری و پردازش داده از سنسورها و تجهیزات فیلد

یک تابلوی کنترل اتوماسیون صنعتی امکان جمع‌آوری انواع مختلف داده‌ها را از طریق سنسورها و تجهیزات میدان(field) فراهم می‌کند. برای تفسیر داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط حسگرها، از سیستم‌های کنترلی مانند PLC یا RTU استفاده می‌شود. این سیستم‌ها داده‌های ورودی سنسورها را به‌صورت مداوم پردازش کرده و اطلاعات معناداری را به سازوکارهای تصمیم‌گیری منتقل می‌کنند.

از طریق حسگرها، متغیرهای محیطی مانند دما، فشار، جریان، ولتاژ و اندازه‌گیری سطح پایش می‌شوند. برای مثال، مقدار جریان در یک سیستم به‌طور پیوسته توسط سنسورها اندازه‌گیری شده و با سیستم کنترلی به اشتراک گذاشته می‌شود. سپس سیستم‌های کنترلی از این داده‌ها هم برای پایش لحظه‌ای و هم برای اتخاذ تصمیمات عملیاتی استفاده می‌کنند.

 

تصمیم‌گیری توسط دستگاه‌های کنترلی

دستگاه‌های کنترلی اجزایی هستند که داده‌های ارسال‌شده توسط سنسورها را تفسیر کرده و امکان اتوماسیون فرآیند را فراهم می‌کنند. در هنگام پردازش داده‌ها، این دستگاه‌ها از مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی‌شده پیروی می‌کنند. این دستورالعمل‌ها به‌صورت ترتیبی اجرا شده و فرآیند تصمیم‌گیری را ممکن می‌سازند. فرآیند تصمیم‌گیری را می‌توان با برنامه‌ریزی مجدد دستگاه‌های کنترلی مطابق با نیازها و الزامات خاص تغییر داد.

 

تفاوت PLC و RTU در فرآیند تصمیم‌گیری

همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، سیستم‌های کنترلی می‌توانند PLC یا RTU باشند. PLCها با پردازش دستورالعمل‌ها در یک حلقه ترتیبی عمل می‌کنند. با این حال، گاهی ممکن است تغییرات رخ‌داده در سیستم پیش از تکمیل حلقه نادیده بماند. در مقابل، RTUها داده‌ها را به‌صورت زمان‌بندی‌شده ثبت می‌کنند، که موجب جلوگیری از از دست رفتن داده‌های سنسورها و فراهم شدن زمان پاسخ سریع‌تر می‌شود. این ویژگی تضمین می‌کند که، برای مثال، در صورت قطع برق، تصمیم برای فعال‌سازی منبع تغذیه پشتیبان بدون تأخیر یا از دست رفتن داده اتخاذ شود.

 

کنترل اجزا از طریق عملگرها (Actuators)

عملگرها امکان کنترل تجهیزات را با انجام اقدامات بر اساس داده‌های دریافت‌شده از تجهیزات فیلد و سیستم‌های کنترلی فراهم می‌کنند. آن‌ها می‌توانند خروجی سیستم در نظر گرفته شوند، زیرا اقدامات فیزیکی را براساس داده‌های پردازش‌شده و تصمیمات حاصل اجرا می‌کنند. برای مثال، در سناریوی ذکرشده، فعال‌سازی منبع تغذیه پشتیبان توسط عملگرها انجام می‌شود.

عملگرها همچنین نقش مهمی در اعمال قوانین ایمنی دارند. برای مثال، اگر دستگاه‌های کنترلی داده‌ای از سنسورها دریافت کنند که نشان می‌دهد درب تابلو برق باز است، این اطلاعات به عملگرها منتقل می‌شود. در پاسخ، عملگرها ممکن است از توزیع برق جلوگیری کرده یا آلارم و آژیر فعال کنند.

 

پایش سیستم از طریق HMI

HMI (رابط انسان–ماشین) یک رابط کاربرپسند است که به افراد مجاز امکان پایش و مدیریت سیستم را می‌دهد. کاربرپسند بودن HMI بسیار مهم است، زیرا پایش و مدیریت سیستم را کارآمدتر و دقیق‌تر می‌سازد.

HMI نقش حیاتی در عملکرد کارآمد سیستم دارد. از طریق HMI می‌توان داده‌ها را پایش کرد و همچنین دستورهای کنترلی یا ورودی‌های لازم را وارد نمود. علاوه بر این، HMI به‌عنوان یک رابط برای عملیات تعمیر و نگهداری عمل می‌کند. تکنسین‌های مجاز از طریق HMI بررسی‌ها و فرآیندهای نگهداری لازم را انجام می‌دهند. برای ورود به حالت تعمیرات، معمولاً نیاز به اسکن کارت مغناطیسی متعلق به کاربر مجاز است.

 

یکپارچه‌سازی سیستم و پایش از راه دور

تابلوهای اتوماسیون نقش حیاتی در یکپارچه‌سازی سیستم‌ها در تأسیسات صنعتی دارند. با همکاری PLC و SCADA، امکان پایش فرآیندها و کنترل از راه دور فراهم می‌شود. فناوری‌هایی که عناصر اصلی انقلام صنعتی چهارم صنعت ۴٫۰ هستند—مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های بزرگ—از طریق این تابلوها به محیط عملیاتی وارد می‌شوند.

داده‌ها از طریق شبکه‌های ارتباطی میان دستگاه‌های IoT جمع‌آوری، تحلیل و برای بهینه‌سازی عملکرد سیستم استفاده می‌شوند. تابلوها این ترافیک ارتباطی را مدیریت کرده و اطمینان می‌دهند که دستگاه‌ها با امنیت و هماهنگی کار کنند. عملکرد سیستم بر اساس اصل کنترل حلقه بسته است: داده‌های حسگر توسط واحد کنترل ارزیابی شده و خروجی‌های لازم از طریق عملگرها اجرا می‌شود. این مکانیسم بازخورد مستمر ثبات حداکثری را با حداقل مداخله انسانی تضمین می‌کند.

پردازش داده لحظه‌ای و حفظ یکپارچگی سیگنال، به‌ویژه در فرآیندهایی که نیاز به پاسخ سریع دارند، اهمیت حیاتی دارد. زمان‌بندی دقیق RTUها به‌طور مستقیم بر قابلیت اطمینان سیستم تأثیر می‌گذارد و به جلوگیری از خطاهای احتمالی کمک می‌کند.

پروتکل‌های ارتباط صنعتی مورداستفاده برای انتقال داده (مانند RS-485، Ethernet TCP/IP، HART و …) امکان برقراری زبان مشترک میان دستگاه‌های مختلف را فراهم می‌کنند. فناوری‌های بی‌سیم نسل جدید (مانند Wi-Fi 6) نیز مزایایی مانند پهنای باند بالا و تأخیر کم را به این زیرساخت اضافه می‌کنند. در نتیجه، سیستم‌ها مقیاس‌پذیرتر، انعطاف‌پذیرتر و هوشمندتر می‌شوند.

 

هزینه تابلو برق اتوماسیون چه مقدار است؟

پاسخ دقیق این پرسش بستگی زیادی به اندازه تابلو، اجزای داخل آن (مثلاً تعداد PLC، رله، فیوز، HMI، اینورتر)، برند قطعات و محل ساخت تابلو دارد.

 فاکتورهای مؤثر بر هزینه تابلو اتوماسیون

چند عامل مهم روی قیمت تابلو برق اتوماسیون صنعتی تأثیر زیادی دارند:

• تعداد و مدل PLC (چقدر پیچیده باشد: I/O زیاد، آنالوگ، برند)
• اجزای داخل تابلو: رله، فیوز، کنتاکتور، کلیدها، اینورتر اگر باشد
• سایز تابلو (ابعاد فیزیکی بدنه تابلو)
• جنس بدنه تابلو (فلزی، استیل، پلاستیکی)
• نیاز به HMI یا صفحه نمایش داخل تابلو
• برند قطعات استفاده شده (برندهای معتبر هزینه‌شان بیشتر است)
• مهندسی طراحی تابلو و هزینه ساخت تابلو در کارگاه
• هزینه سیم‌کشی داخل تابلو
• هزینه نصب، تست و راه‌اندازی تابلو در محل

پس:

• اگر تابلو ساده با کارکرد پایه باشد، ممکنه با چند هزار دلار یا معادل آن در واحد پول محلی (مثلاً چند ده میلیون تومان، بسته به بازار) باشد.
• اما برای تابلو‌های پیشرفته‌تر با PLC، HMI، اینورتر و تعداد زیادی ماژول کنترل، هزینه می‌تونه خیلی بالاتر بره (چند برابر تابلو ساده).

ساخت و نصب تابلوهای برق اتوماسیون به وسیله شرکت فریان

تابلوهای برق اتوماسیون باید به‌صورت ایمن و مطابق با دستورالعمل‌های تعیین‌شده نصب شوند تا عملکرد پایدار و ایمن سیستم تضمین شود. این بدان معناست که تمام مراحل از تولید تا نصب باید مطابق با استانداردهای مربوطه انجام شوند.

 

فرآیند ساخت

فرآیند تولید با طراحی تابلوی اتوماسیون متناسب با نیازهای خاص آغاز می‌شود. هر جنب از عملکرد تا نگهدار باید به‌دقت و با دقت برنامه‌ریزی می شود.

توجه به چنین جزئیات کوچکی در مرحله تولید، نصب، کارکرد و تعمیر و نگهداری تابلو را بسیار آسان‌تر می‌کند. تشخیص خطا، امکان مداخله سریع و استفاده از کدگذاری رنگی برای کابل‌ها در این زمینه اهمیت ویژه‌ای دارند.

 

نصب و یکپارچه‌سازی

نصب تابلو اتوماسیون شامل اتصال تمامی تجهیزات به یکدیگر است. همچنین در این مرحله به مجوزدهی و آموزش پرسنل مسئول پرداخته می‌شود. هنگام تحویل، تابلو همراه با دفترچه راهنما، دیاگرام مدار و اطلاعات مربوط به نقاط اتصال ترمینال ارائه می‌شود.

 

نتیجه‌گیری تابلوهای برق اتوماسیون صنعتی

تابلوهای اتوماسیون از اجزای ضروری تأسیسات صنعتی مدرن و ساختمان‌های هوشمند هستند. با فراهم‌کردن کنترل خودکار فرآیندهای صنعتی، توزیع انرژی را تنظیم کرده، از سیستم محافظت می‌کنند و کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهند. این تابلوها مزایای چندجانبه‌ای مانند صرفه‌جویی در انرژی، کاهش هزینه، افزایش ایمنی محیط کار، تداوم تولید و بهبود کیفیت ارائه می‌دهند که در نهایت رقابت‌پذیری کسب‌وکارها را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

برای ایمن‌تر و کارآمدتر کردن سیستم‌های اتوماسیون خود با ما تماس بگیرید. بیایید تابلوهایی متناسب با نیازهای خاص کاربرد شما طراحی کنیم.