ابزار دقیق چیست؟

ابزار دقیق یک زیرساخت برای سیستم کنترل و اتوماسیون شامل ابزاری مانند فلومتر، فلوکنترلر، کنترلر فشار، پمپ، دتکتورگازیف ژنراتور، راکتور آزمایشگاهی و غیره می باشد. که با کمک این ابزار امکان اندازه گیری، انتقال، نمایش، ثبت و کنترل پارامترهای مهم فیزیکی همچون دما، فشار، فلو، سطح مایعات و غیره در پروسه های صنعتی به شکلی دقیق فراهم شده است.

ابزار دقيق را می توان به دو صورت دسته بندی كرد، يكی از نظر نوع عملکرد این ابزار؛ برای مثال ابزاری که عمل کنترل دما یا فشار و رطوبت و یا سطح را بر عهده دارند به كنترلر مشهورند و به همین ترتیب ابزار نمایش این مقادیر که به ایندیکیتور یا نمایشگر معروفند و ابزار انتقال اطلاعات مقادیر به صورت سیگنال های استاندارد که ترانسميتر یا منتقل کننده نامیده می شوند.

ابزار دقیق را همچنين می توان از نظر پارامتری كه این ابزار بايستی عملياتی بر روی آن انجام دهد دسته بندی کرد. برای مثال بخش های ابزار دقیق مربوط به دما نظیر کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما، ابزار اندازه گیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو، ابزار سطح سنجی یا اندازه گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سرعت سنجی، ابزار رطوبت سنجی و غیره.

قسمتهای تشکیل دهنده ابزاردقیق

ابزار دقیق از سه قسمت اساسی زیر تشکیل شده است که عبارتد از:

1)اندازگیری

2)کنترل

3)محرکها (ادوات خروجی)

این سه مجموعه در کنار یکدیگر مکمل یک سیستمی به نام سیستمهای کنترل اتوماتیک می باشند که این سیستم کنترل اتوماتیک وظیفه انجام کنترل فرایندی را در یک مجموعه عملیاتی بر عهده دارد .

۱. اندازه گیرها
قسمت اندازه گیر مقدار واقعی عنصر مورد نظر را اندازه گیری می کند. پارامترهای مختلفی در صنایع برای کنترل اندازه گیری می شود. مهمترین پارامترهایی که در صنعت برای کنترل اندازه گیری می شوند عبارتند از :

اندازه گیری فشار measurement of the pressure

اندازه گیری درجه حرارت  measurement of the temperature

اندازه گیری جریانات سیالات measurement of the flow

اندازه گیری ارتفاع مایعات measurement of the level

۲.کنترل کننده ها
بخش دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد در ابتدای شروع صنعت که کنترل بصورت امروزی نبود کنترل بوسیله عوامل انسانی انجام می شد سپس با پیشرفت علم سیستم کنترل اتوماتیک با بوجود آمدن ادوات نیوماتیکی (بادی) وارد مرحله جدیدی شد. بعد از مدتی با اختراع ترانزیستور استفاده از کارتهای الکترونیکی برای کنترل آغاز شد با بوجود آمدن این قطعات کنترلی استفاده از عوامل انسانی برای کنترل کمتر می شد. در ادامه پیشرفت علم کامپیوترهای صنعتی با نام plc وارد صنعت شدند بوسیله این plc ها واحدها به آسانی کنترل می شدند و تغییرات نیز به آسانی در واحدها انجام می گرفت.
امروزه کنترل کنندهای جدیدتری بنام سیستم کنترل کننده توزیع پذیر(DCS) و کنترل کننده های فازی (FCD) وظیفه کنترل را در واحدهای صنعتی بر عهده دارند.

۳.محرکها (ادوات خروجی)
محرکها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده می گیرد و متناسب با این سیگنالها عمل می کند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر می شوند . این ادوات گستره تنوعی زیادی دارند.

ابزار دقیق در صنایع نفت و زیرشاخه

صنایعی که محصولات آن ها سیالات و مایعات هستند معمولا برای انتقال از خطوط لوله‌ای استفاده می‌کنند. همچنین برای ذخیره‌سازی در مخازن و برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف محصول، سیستم خاص خود را دارند.

به طور مثال نفت در حال عبور از خطوط لوله ی انتقال، سطح مخازن ذخیره‌سازی و یا فشار گاز درون مخازن، همه مولفه‌هایی هستند که برای اندازه‌گیری آن ها به ابزار دقیق نیازمند هستیم. چرا که کوچک‌ترین خطا در اندازه‌گیری آن ها باعث به ‌وجود آمدن ضررهای بسیار کلان است.

ابزار دقیق در صنایع، معادن و سیمان

صنایع این‌ چنینی هم مانند صنایع حوزه نفت، برای کنترل صحیح فرآیند تولید و اندازه‌گیری پارامترهای خود از ابزار دقیق استفاده می‌کنند. به طور مثال در اندازه‌گیری سطح سیلوهای ذخیره‌سازی سیمان، کنترل و اندازه‌گیری فشار بخار در دیگ‌های بخار، کنترل و اندازه‌گیری دبی خروجی مایعات و ضایعات و اندازه‌گیری وزن محصولات تولید شده، می‌توان کاربرد ابزار دقیق را به‌وفور یافت.

سیگنال‌های ورودی و خروجی ابزار دقیق

سیگنال‌های جاری در حلقه کنترل، در صورتی که آنالوگ باشند معمولا سیگنال ولتاژ (۵ – ۰ ولت) ویا (۱۰ – ۰ ولت) و سیگنال جریان (۲۰ – ۴ میلی آمپر) هستند و برای سیستم‌های کنترل دیجیتالی و یا با حضور کنترلر دو وضعیتی و موارد دیگر، نوع سیگنال‌ها و حداقل و حداکثر مقداری آن‌ها فرق خواهد کرد.

• صحت (Accuracy): حد خطایی که یک دستگاه می‌تواند داشته باشد ، مبنای تعریف صحت آن است و معمولا به صورت درصدی از گستره کامل دستگاه تعریف می شود.
• تولرانس (Tolerance): حداکثر خطایی است که در محدوده آن مقدار اندازه‌گیری شده قابل قبول باشد.
• گستره (Range Of Span): گستره یک دستگاه اندازه‌گیری، فاصله بین مقادیر ماکزیمم و مینیمم متغیر است که یک دستگاه می تواند اندازه‌گیری کند.