برق صنعتی

برق صنعتی

کاری از آلتا الکتریک

مقدمه :

برق صنعتی یک عبارت دو کلمه ای است که بسیاری از زمینه های فعالیت برقی صنعتی و همچنین رشته های دانشگاهی را در بر می گیرد. ملزومات تئوری برق ، مهم ترین مفاهیم اساسی و موضوعات پیشرفته تر مربوط به این حوزه را در بر می گیرد.

برق صنعتی با مباحث بنیادی مانند نمادهای برقی و نقشه ها ، جریان ، ولتاژ ، مقاومت و قدرت آغاز می شود و در پی آن قوانینی مثل ولتاژ ، اهم و … را توصیف می کند.

بررسی کامل در مورد موضوعات پیشرفته مانند ماشین های چرخشی ، کنترل موتور ، ترانسفورماتورها ، درایوهای الکترونیکی و PLC و همچنین اطلاعات عملی در مورد برنامه های کلیدی در دنیای واقعی نظریه های برقی از جمله نصب ، تعمیر و نگهداری و عیب یابی است. همچنین از نظر قطعات و ملزومات شامل کلیه لوازم اتوماسیون ، پنوماتیک و ابزار دقیق می باشد. شما با مطالعه این مقاله ، اطلاعات بسیار خوبی در این حوزه بدست خواهید آورد و همچنین درباره کاربردها ، تعاریف ، اطلاعات ، بازار کار و موارد دیگر آشنا خواهید شد.

این که برق صنعتی چیست و شامل چه موارد و کاربردهایی می شود می تواند خیلی گسترده باشد ، ولی سعی می کنیم در این مقاله تعریف مناسبی ازاین زمینه پرکاربرد داشته باشیم.

در ساده ترین و روان ترین تعریف می توانیم بگوییم برق صنعتی یعنی کاربرد برق در صنعت.

اینکه انرژی الکتریکی در یک کارگاه یا کارخانه صنعتی به چه صورت استفاده یا کنترل می شود می تواند جز تعریف برق صنعتی باشد.

اما موارد خاصی هم در این تعریف وجود دارد که نادیده گرفته شده است. مثلا تکنیک ها و روش هایی که برای کنترل و استفاده از برق در صنعت استفاده می شود ، درساختمان های مسکونی ، تجاری ، بیمارستان ها و … هم کاربرد دارد.

پس می توانیم بگوییم برق صنعتی عبارت است از روش ها و تکنیک هایی جهت کنترل و استفاده از برق در صنعت وساختمان.

کلیات

برق صنعتی چیست و چه کاربردی دارد :

برقی است که به عنوان انرژی مولد مورد استفاده در صنایع و کارخانه ها قرار می گیرد. انشعاب های جداشده از تیر های برق انشعاباتی هستند که به وسیله سه عدد سیم فاز و یک سیم نول وارد ورودی برق اصلی ساختمان ها می شوند و انرژی برق منتقل شده به وسیله این سیم های همان انرژی برق صنعتی یا سه فاز است اما با توجه به این که کلیه مصرف کننده های خانگی از برق خانگی یا تک فاز تغذیه می کنند به منظور انتقال انرژی برق تک فاز هر یک از این سه سیم به همراه یک سیم نول انرژی برق تک فاز را به قسمت های مختلف ساختمان منتقل می کنند و به این ترتیب انرژی برق سه فاز به صورت انرژی برق تک فاز در اختیار مصرف کننده خانگی قرار می گیرد. ولتاژ برق خانگی یا همان برق تک فاز 220 ولت است. برق مورد استفاده در صنعت برق صنعتی یا همان برق سه فاز است ، همان برقی که به واسطه سه سیم فاز و یک سیم نول از تیر برق منشعب می شود. ولتاژ برق صنعتی یا برق سه فاز 380 ولت می باشد.

به طور کلی از برق صنعتی در روشن و خاموش کردن دستگاه های مختلفی مانند : کمپرسور ، اینورتر ، آسانسور ، پمپ آب ، رله ، نوار نقاله و … استفاده می شود که در ادامه دقیق این موارد را بررسی می کنیم.

برخی از کاربرد ها :

• کنترل یک موتور تک فاز با کلید گردان
• کنترل پمپ آب سه فاز و یا پمپ آب کشاورزی با کلید ستاره مثلث
• کنترل کردن کمپرسور با استفاده از کنتاکتور
• تقسیم برق سه فاز در بخش های مختلف یک محیط مانند کارگاه یا کارخانه و …
• کنترل یک موتور با استفاده از یک رله هوشمند
• راه اندازی و کنترل کردن نوار نقاله
• کنترل توان برق ورودی یک کارگاه یا کارخانه با چند عدد خازن
• کنترل کردن دور موتور الکتریکی با استفاده از اینورتر یا درایو
• استفاده از دستگاهی به نام سافت استارتر در راه اندازی انواع وسایل و دستگاه ها
• خاموش و روشن کردن برق کل یک محیط با استفاده از یک دکمه استارت و استاپ 
• کنترل کلید الکتریکی از نوع سه فاز 
• استفاده در کامپیوتر و نیز تابلو برق

انواع تجهیزات :

می توانیم بگوییم تجهیزات در دسته بندی های کلی زیر قرار می گیرند :

• کنترل صنعتی

• اتوماسیون صنعتی

• ابزار دقیق پنوماتیک

• هیدرولیک حرارتی

• و بسیاری محصولات دیگر

این دسته بندی ها بسیار به هم نزدیک می باشند ، به طوری که در بعضی مواقع تفکیک این دسته بندی ها بسیار سخت می شود. به عنوان مثال انواع سنسور ، مبدل و ترانسمیتر فشار را در نظر بگیرید. بعضی از این تجهیزات در گروه بندی اتوماسیون صنعتی و بعضی دیگر در گروه تجهیزات ابزار دقیق قرار می گیرند.

برق صنعتی در زندگی روزمره :

برق صنعتی در جهان یکی از کاربرد ترین منبع برقی است که استفاده بسیار زیادی از این تجهیز می شود مبحث اصلی برق صنعتی سیستم های مخابراتی ، سیستم الکتریکی و سیستم دیجیتالی می باشد. برق در زندگی روزمره هر انسانی از اهمیت بسیاری برخوردار است که کاربرد های بسیاری درمصارف صنعتی و ساختمان دارد. این نوع سیستم کار فنی به حساب می آید و حرفه برق کار صنعتی شامل سیم و کابل کشی ، سنسورها و تکنولوژی برق و صنعت می باشد. توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق شناخته می شود شامل تولید و انرژی لازم برق برای راه اندازی تجهیزات خانگی ، تجهیزات اداری ، ساختمان ها ، مخابرات ، کارخانه های صنعتی و روشنایی به نسبت کافی به کار برده می شود. برق صنعتی پرکاربرد ترین رشته در دنیا می باشد که استفاده بسیار زیادی از این سیستم می شود. پایه و اساس اصلی برق این است که یک مهندس خوب و با تجربه حتما باید روی سیستم برقی تسلط کامل داشته و کارآفرین باشد و به روش های مختلف تولید برق ، خطوط انتقال نیرو و سیستم های توزیع آشنا باشد و در طراحی سیستم ها و مدارهای خاصی این نیازها را  برطرف سازد. هم چنین برق کاران صنعتی با مدارهای الکتریکی ، الکترونیک آنالوگ و دیجیتال ، ریزپردازنده ها و ریز کامپیوترها ، موتورها و کنترل ها کار می کنند. برق دو نوع وجود دارد : جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) ، با جریان مستقیم ، الکترون ها در یک جهت حرکت می کنند و باتری ها جریان مستقیم تولید می کنند و در جریان متناوب ، الکترون ها در هر دو جهت جریان می باشند. برق متناوب (AC) نوعی برق است که معمولاً در خانه ها و مشاغل سراسر دنیا استفاده می شود. در حالی که برق جریان مستقیم (DC) از یک سیم در یک جهت جریان دارد ، برق AC جهت خود را در یک حرکت عقب و جلو متناوب می کند. برق کاران صنعتی انواع توابع مربوط به کنترل های الکتریکی ، تجهیزات و سیم کشی را در یک کارخانه یا محل کار صنعتی انجام می دهند. کار آن ها ممکن است شامل آزمایش ، عیب یابی ، نصب و تعمیر اجزای الکتریکی باشد.

تاریخچه :

وقتی وارد خانه می شویم به سادگی دکمه کلید برق را فشار می دهیم و نور مطبوعی سراسر اتاق را فرا می گیرد. هر وقت هم نخواستیم باز دکمه را فشار می دهیم و چراغ ها خاموش می شوند.

یخچال های ما آب خنک و یخ فراوان در اختیارمان قرار می دهند و با تولید سرمای مناسب مواد غذایی را از فساد محفوظ می دارند.

در تابستان کولر ها و در زمستان شوفاژ هوای معتدلی برای زندگی ما فراهم می کنند. به محض این که اراده می کنیم با دستگاه های بلند و آب میوه گیری و چرخ گوشت و بخار پز و سیستم های تهویه تمام امکانات رفاهی ما فراهم می شود. همه این ها در سایه وجود برق است که انجام می گیرد و ما زیاد توجهی به این مسئله نداریم.

اغلب به اشتباه فکر می کنند ادیسون برق را اختراع کرد ، در حالی که در زمان ادیسون برق موجود بود و وی با اختراع لامپ روشنایی ، با استفاده از برق خانه ها را روشن کرد.

برق سال ها پیش شناخته شده بود ، اما جز برای استفاده های محدودی از آن بهره برداری نمی شد.

ولتا اولین کسی بود که توانست با اختراع پیل ولتا جریان برق را در خدمت انسان در آورد.

کشف ولتا هم کاملا تصادفی بود. وی مشغول تشریح و آزمایش بدن یک قورباغه بود که این کار را با دو پنس انجام می داد.

در حین کار ، هنگامی که دو سر یک عضله قورباغه را با دو پنس گرفته بود انتهای پنس ها بهم برخورد کرد و ناگهان مشاهده نمود که عضله قورباغه منقبض گردید.

وی مسئله را پیگیری کرد و متوجه شد اگر در یک محلول رسانا مانند آب نمک یا آب اسید دو فلز غیر هم جنس قرار گیرد اختلاف پتانسیلی بین آن دو فلز ایجاد می شود.

از همین نقطه بود که پیل ولتا اختراع شد و در خدمت انسان در آمد.

مقدار جریان تولید شده در پیل ولتا بسیار ناچیز بود و به سرعت کاهش پیدا می کرد. بنا بر این با ساختن پیل های لکلانشه و انواع دیگری که هم اکنون در بازار موجود است توانستند جریان برق بیشتری را تولید و به کار گیرند.

با وجود پیشرفت های تولید برق به وسیله باطری ، تا هنگامی که جنراتورها شروع به کار نکردند نیروی برق کافی در اختیار بشر قرار نگرفت.

یک باطری قلمی معمولی می تواند یک پنجم ولت با حد اکثر یک دهم آمپر برق تولید کند و چون توان تولید شده برابر با حاصل ضرب ولت در آمپر است توان چنین باطری صد و پنجاه میلی وات خواهد بود.

در حالی که جنراتور های برق هزاران مگا (میلیون) وات انرژی تولید می کنند و همین انرژی عظیم است که در خانه ها همه چیز را به کار می اندازد.

در اینجا توجه شما را به نکته جالبی معطوف می کنم. اگر برق نبود ، مثلا برای به راه انداختن یک پنکه ناچار می شدیم یک موتور احتراقی مانند موتور ماشین ها را به کار بگیریم تا پروانه پنکه را بگرداند. این کار صرف نظر از مشکلاتش ،‌ با ایجاد صدایی همراه بود که محیط را آزار دهنده می ساخت.

یک پنکه فقط در حدود صد و پنجاه وات قدرت الکتریکی مصرف می کند. اما وسایل دیگری مانند یخچال یا کولر و یا هیتر (گرم کننده) ها توان های بیشتری برای کار لازم دارند. به این ترتیب اگر قرار بود برای به کار انداختن هر کدام از این وسایل از موتور احتراقی استفاده کنیم ، صداهای وحشتناکی در محیط کار و زندگی مان به وجود می آمد و همه را به مرز جنون می کشاند.

اما با تولید الکتریسته در کارخانه های مولد برق ، این صدا ها از زندگی ما دور می شوند و ما در محیط آرام و مناسبی زندگی می کنیم.

در اینجا باید این مسئله را هم در نظر بگیریم که تمام این صداها در کارخانه های برق به وجود می آیند و کار کردن در محیط آن به شدت آزار دهنده می باشد.

هر جنراتوری که در حال کار است می تواند با تولید صدها تا هزاران مگاوات انرژی ، برق مورد نیاز ما را تامین نماید. اما صداهایی که این موتورها تولید می کنند به حدی زیاد است که در محیط آن جا کسی قادر به حرف زدن نیست. زیرا صدای حرف انسان شنیده نمی شود.

تمام کارکنان کارخانه برق ، برای حفاظت از گوش خود گوشی های خاصی را روی گوش خود می گذارند که شدت صدا را کاهش محسوسی می دهد.

در آن محیط هیچ صدایی جز صدای وحشتناک موتورها به گوش نمی رسد و با وجود به کار بردن گوشی های محافظ ، بدن انسان نیز از ترکش این صداها در امان نخواهد بود.

به طور متوسط هر کنتوری که در خانه ها نصب می شود در حدود بیست آمپر است. با توجه به اینکه ولتاژ برق شهر در منازل 220 ولت است توان الکتریکی که به هر خانه تحویل می گردد در حدود چهار کیلووات می باشد.

این توان در مقابل مصرف کننده های برقی امروزی توان کمی است و گاهی مقدار مصرف از ده کیلو وات هم تجاوز می نماید.

حال در نظر بگیرید با توجه به اینکه میلیون ها خانه در شهری وجود دارند ، چه توان عظیمی در کارخانه برق باید تولید شود تا پاسخگوی این همه مصرف باشد.

نکته مهم تر اینکه توان تولید شده در اداره برق ، به سرعت در سیم های رابط تلف می شود و برای جلوگیری از این مشکل ، ولتاژ تولید شده را با ترانسفورمر های مخصوص تا میزان صدها هزار ولت بالا می برند و با این کار از تلف شدن انرژی به مقدار زیادی جلوگیری می نمایند.

تاریخ استفاده از تجهیزات بسیار مفید از سال ۱۳۵۰ شمسی کلید خورده است و علت گسترش و استفاده صنایع مختلف از آن کنترل هزینه و استفاده برق مورد نیاز و مکان‌های مختلف صنعتی بوده و در ابتدا به معنای انتقال برق و کنترل آن در مکان‌های عمومی و صنعتی بوده است. هر سازمان و صنعتی می‌تواند شیوه‌های مورد نظر خود را برای استفاده از برق صنعتی در آن زمینه داشته باشد و با رعایت چارچوب‌های استاندارد می‌توان این شیوه را به کار گرفت تا مصرف و هزینه برق مورد بررسی و کنترل قرار گیرد.

وظایف برق کار صنعتی :

برق کار به شخصی ماهر و با تجربه گفته می شود که پس از آموزش در دوره های برق صنعتی چه به صورت دانشگاهی و چه به صورت آزاد با اکثر موضوعات و اصطلاحات حوزه برق صنعتی آشنایی دارد.

برق کار باید با تجهیزات برق صنعتی مانند : انواع مدار های پایه ، مدارهای روشنایی ، ترانسفورماتور ها ، تابلو های برق ، PLC ها و … آشنایی داشته باشد و نیز کارکرد با آن ها را هم بلد بوده و در زمینه برق صنعتی تجربه عملی کسب کرده باشد.

در حوزه وظایف برق کار می توان از موارد تخصص در سیم کشی دستگاه ها و تجهیزات و نیز سیم کشی الکتریکی ساختمان ها یاد کرد. برق کار صنعتی بیشتر با مکان ها و محیط هایی که برق صنعتی در آن استفاده می شود مانند : کارخانه ها و کارگاه ها سر و کار دارد در حالی که برق کار عمومی با سیم کشی ساختمان های مسکونی ، اداری و تجاری که اتوماسیون و برق صنعتی کمتر در آن ها دیده می شود مشغول فعالیت است.

جمع بندی :

به عنوان جمع بندی می توان گفت که برق صنعتی یکی از حوزه های بسیار پیچیده و گسترده می باشد که در دنیای امروز به دلیل همه گیری روز افزون اتوماسیون و صنعتی شدن جهان بیش از پیش مورد استفاده قرار می گیرد. توجه به این نکته داشتن اطلاعات لازم و کافی و نیز تجربه بالا در حوزه برق صنعتی پیش از کارکردن با دستگاه ها و تجهیزات آن امری مهم و حائز اهمیت است که می تواند به آسانی از ضرر و زیان های جبران ناپذیر جلوگیری به عمل آورد.

پایان