الکترونیک قدرت

اتوماسیون صنعتی سنتی به‌شدت به ماژول‌های اختصاصی ورودی-خروجی (IO) متکی است. در یک پیکربندی معمول سیستم کنترل توزیع‌شده (DCS) یا کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر (PLC)، مهندسان طراح کارت‌های مشخصی را به انواع سیگنال‌های مجزا اختصاص می‌دهند. برای مثال، یک کارت ورودی دیجیتال (DI) سنتی با ۱۶ کانال، منحصراً سیگنال‌های دیجیتال را پردازش می‌کند. بااین‌حال، در پروژه‌های مهندسی اغلب شمار سیگنال‌ها در آخرین لحظه تغییر می‌کند. بنابراین، اگر در اواخر مرحله طراحی مشخص شود که یک کانال ورودی آنالوگ (AI) کم است، مهندسان ناچارند یک کارت AI اختصاصی دیگر بخرند و نصب کنند. در نتیجه، این انعطاف‌ناپذیری هزینه سخت‌افزار را افزایش می‌دهد، فضای تابلو را هدر می‌دهد و زمان‌بندی راه‌اندازی را به تأخیر می‌اندازد.

در اتوماسیون صنعتی، درایوهای فرکانس متغیر (VFD) سرعت و گشتاور موتور را در سراسر کارخانه‌های تولیدی و سامانه‌های جابه‌جایی مواد تنظیم می‌کنند. بااین‌حال، در برخی کاربردهای سنگین، بارهای خارجی می‌توانند بدون فرمان فعال، محور موتور را به چرخش درآورند. برای نمونه، در تجهیزات بالابریِ بدون مهار، نیروی گرانش بارها را به سمت پایین می‌کشد. بنابراین، مهندسان ترمزهای مکانیکی را با منطق VFD یکپارچه می‌کنند تا هنگام خاموش‌شدن، ایمنی کامل حفظ شود و از آسیب سازه‌ای یا صدمه به کارکنان جلوگیری شود.

مهندسان اتوماسیون صنعتی در کارخانه‌های فرایندی گوناگون، اغلب با چالش‌های تنظیم سطح مایعات روبه‌رو می‌شوند. سازوکارهای کنترلی سنتی روشن-خاموش، به‌دلیل تغییر ناگهانی وضعیت عملگر، اغلب پایداری سیستم را مختل می‌کنند. بنابراین، ارتقا به ساختارهای حلقه‌بسته مانند کنترل تناسبی، پاسخ‌های روان‌تری به همراه دارد. در یک محیط متداول PLC، مانند Siemens TIA Portal، مهندسان از بازخورد حلقه‌بسته برای به حداقل رساندن خطاهای فرایند، بدون نیاز به پیچیدگی کامل PID، استفاده می‌کنند.