کنترل و نظارت بر سردخانههای صنعتی یکی از مهمترین جنبههای عملکرد و نگهداری این سیستمهای پیچیده است که طی آن پارامترهایی مانند دما (Temperature)، رطوبت نسبی (Relative Humidity)، فشار گاز مبرد (در سیستمهای تبرید)، وضعیت مصرف کنندههای الکتریکی سردخانه، آلارمهای وضعیت بحرانی (مثلاً قطع برق یا افزایش دما) و بسیاری موارد دیگر کنترل میشود. به دلیل این پیچیدگی استفاده از PLC (Programmable Logic Controller) و HMI (Human-Machine Interface) در سردخانههای بزرگ و صنعتی توصیه میشود و تقریباً استاندارد است.
انحراف جزئی از شرایط بهینه (مانند دما یا رطوبت) میتواند منجر به فساد و تخریب اقلام ذخیره شده شود. برای مثال نگهداری گوشت در سردخانه در دمای بالای ۴ درجه سانتیگراد باعث رشد باکتریهایی مانند سالمونلا شده و مسمومیت غذایی ایجاد میکند. نگهداری میوه در سردخانه نیز حساسیتهای ویژه خود را دارد. نگهداری کیوی در سردخانه از جمله این موارد است که دمای بیش از ۲ درجه سانتیگراد موجب رسیدگی زودرس و کاهش کیفیت تجاری آن شده و در طرف مقابل نیز دمای زیر صفر منجر به یخزدگی بافت و ضایع شدن محصول میگردد. این موضوع در خصوص نگهداری سیب در سردخانه در دمای زیر صفر نیز صادق است که موجب یخزدگی بافت سیب شده و بافت آن را پژمرده یا قهوهای میکند.
از این رو در بسیاری از موارد دمای داخل سالنهای نگهداری باید با دقت ±0.5 درجه سانتیگراد یا حتی کمتر کنترل شود که این کار تنها از طریق اتوماسیون سردخانه با سنسورهای دقیق دما، PLC، HMI و دیتالاگرها امکانپذیر است.
استفاده از PLC و HMI در سردخانهها نهتنها از نظر فنی و عملیاتی بلکه از دیدگاه اقتصادی نیز کاملاً توجیهپذیر و پُرسود است.
با کنترل هوشمند سردخانه به واسطه PLC و HMI، کمپرسورها، فنها و کندانسورها فقط در زمانهای لازم فعال میشوند و میتوان با منطق کنترلی بهینه از کارکرد بیمورد یا همزمان چند کمپرسور جلوگیری کرد. پیادهسازی الگوریتمهای کنترل دمای دقیق مثل PID از نوسانات مصرف انرژی جلوگیری میکند.
استفاده از PLC و HMI در سردخانه موجب کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری تجهیزات شده و از کارکرد بیش از حد کمپرسورها و فنها جلوگیری میکند.
همچنین امکان ثبت اطلاعات دما، مصرف انرژی، هشدارها، مدت زمان دیفراست و… توسط سیستم امکان تصمیمگیری بر اساس دادهها را فراهم آورده و موجب افزایش بازدهی کلی کسب و کار میشود.
در نهایت داشتن سیستم دقیق ثبت دما و رطوبت مورد تأیید استانداردها و سازمانهای غذا و دارو افزایش اعتبار و امکان صادرات را فراهم میآورد. مشتریان خارجی یا فروشگاههای زنجیرهای به سیستمهای قابل ردیابی و دقیق اطمینان بیشتری دارند.
مثال ساده اقتصادی:
فرض کنید در یک سردخانه ۲۰۰ تنی میوه:
شرکت مانا سبز بنیان در اتوماسیون صنعتی از انواع پی ال سی ها و تاچ پنلهای ساخت شرکت زیمنس آلمان استفاده می کند. گستره محصولات زیمنس در اتوماسیون صنعتی بسیار زیاد است و شرکا مانا سبز بنیان از سری های 1200 و 1500 و 300 و 400 برای پروزه های خود بهره می برد. با این که صفحه نمایشگر لمسی در زیمنس تنوع خوبی دارد شرکت مانا سبز بنیان تنها به این محصولات تکیه نکرده است و از برندهای مرغوب و معتبر دیگر نیز بهره برده است.
شرکت مانا سبز بنیان محصولات وینتک (WEINTEK) یکی از تولیدکنندگان پیشروی حوزه صفحات لمسی صنعتی، را جهت طراحی رابط کاربری میان اپراتور و تجهیزات اتوماسیون برگزیده است. محصولات وینتک به دلیل قیمت رقابتی، تولید در ابعاد مختلف و پشتیانی از بیش از 250 نوع پی ال سی گزینهای مناسب برای برقراری ارتباط اپراتور با سیستم کنترلی سردخانه هستند.
مانا سبز بنیان توانسته است با بهرهگیری از محصولات وینتک راهکاری کارا و مقرون به صرفه در جهت برقراری ارتباط کاربرپسند اپراتور با تجهیزات اتوماسیون فراهم آورد تا نظارت، کنترل و مدیریت سردخانه به بهینهترین شکل ممکن صورت گیرد.
اگر به دنبال خرید یا استعلام قیمت پنلهای HMI برند Weintek هستید، مجموعه مانا سبز بنیان انواع مدلهای این برند معتبر را بهصورت مستقیم عرضه میکند. مدلهای مختلف را در همین صفحه فروشگاه مشاهده کنید.
فرآیند طراحی و پیادهسازی سیستمPLC/HMI در یک سردخانه صنعتی شامل مجموعهای از مراحل مهندسی، برنامهنویسی و تست است که باید با دقت و بر اساس نیازهای خاص سردخانه اجرا شود. در ادامه، این فرآیند را مرحلهبهمرحله و بهصورت کاربردی برای شما توضیح میدهم:
شرکت مانا سبز بنیان محصولات وینتک (WEINTEK) یکی از تولیدکنندگان پیشروی حوزه صفحات لمسی صنعتی، را جهت طراحی رابط کاربری میان اپراتور و تجهیزات اتوماسیون برگزیده است. محصولات وینتک به دلیل قیمت رقابتی، تولید در ابعاد مختلف و پشتیانی از بیش از 250 نوع پی ال سی گزینهای مناسب برای برقراری ارتباط اپراتور با سیستم کنترلی سردخانه هستند.
مانا سبز بنیان توانسته است با بهرهگیری از محصولات وینتک راهکاری کارا و مقرون به صرفه در جهت برقراری ارتباط کاربرپسند اپراتور با تجهیزات اتوماسیون فراهم آورد تا نظارت، کنترل و مدیریت سردخانه به بهینهترین شکل ممکن صورت گیرد.
اگر به دنبال خرید یا استعلام قیمت پنلهای HMI برند Weintek هستید، مجموعه مانا سبز بنیان انواع مدلهای این برند معتبر را بهصورت مستقیم عرضه میکند. مدلهای مختلف را در همین صفحه فروشگاه مشاهده کنید.
در مرحله ابتدایی طراحی سیستم PLC/HMI برای سردخانه، ابتدا باید پارامترهای کنترلی اصلی مانند دما، رطوبت، سیکل دیفراست، فشار مبرد و وضعیت هشدارها بهدقت شناسایی شوند. سپس تعداد دقیق اتاقهای سرد، کمپرسورها، فنها، شیرهای برقی و سنسورهای مورد نیاز مشخص میگردد تا بتوان بر اساس آن سختافزار مناسب را انتخاب کرد. تعیین سطح اتوماسیون نیز اهمیت زیادی دارد؛ اینکه سیستم صرفاً بهصورت محلی کنترل شود یا امکان مانیتورینگ و کنترل از راه دور نیز فراهم باشد. در ادامه مسیر کلی عملکرد سیستم طراحی میشود و نهایتاً ورودیها و خروجیهای دیجیتال و آنالوگ مورد نیاز برای پیادهسازی کامل فرآیند کنترل، تعریف و طبقهبندی میشوند.
در مرحله انتخاب تجهیزات برای اجرای سیستم کنترل سردخانه، لازم است یک PLC متناسب با تعداد ورودی/خروجیهای دیجیتال و آنالوگ مورد نیاز انتخاب شود تا بتوان کلیه تجهیزات مانند سنسورها، کمپرسورها و فنها را بهدرستی مدیریت کرد. همچنین انتخاب یک HMI با اندازه و قابلیت مناسب مانند مدلهای مختلف برند Weintek برای نمایش اطلاعات، کنترل دستی، هشدارها و دسترسی اپراتور اهمیت دارد. سنسورهای دقیق برای اندازهگیری دما، فشار و رطوبت، ماژولهای توسعه در صورت نیاز به I/O بیشتر، تابلو برق کامل بههمراه رلهها، کنتاکتورها، منابع تغذیه پایدار و UPS برای جلوگیری از اختلال در عملکرد نیز از جمله اجزای کلیدی سیستم هستند. انتخاب HMI نیز باید متناسب با میزان دادههای قابل مانیتورینگ و سطح تعامل مورد انتظار با اپراتور انجام گیرد.
در برنامهنویسی سیستم PLC برای سردخانه، بخشهای اصلی برنامه شامل کنترل خودکار دما از طریق روشن و خاموش کردن کمپرسورها بر اساس نقاط تنظیم شده، اجرای سیکل دیفراست بهصورت زمانی یا وابسته به دمای اواپراتور، کنترل عملکرد فنها بر اساس دمای تبخیرکننده، مدیریت و اعلام آلارم در شرایط بحرانی مانند افزایش بیش از حد دما، قطع برق یا خطای سنسورها، و همچنین ثبت اطلاعات مهم مانند دما، زمان و رخدادهای خطا است. این منطق کنترلی معمولاً با زبانهایی نظیر Ladder Logic (LD) یا Function Block Diagram (FBD) نوشته میشود که در محیطهای صنعتی بسیار رایج و قابلدرک برای تکنسینها و مهندسان هستند.
در طراحی رابط کاربری HMI برای سردخانه، بخشهای نمایشی کلیدی شامل نمایش زنده دمای اتاقها، وضعیت عملکرد کمپرسورها و فنها، تایمرهای مربوط به سیکل دیفراست، نمودارهای تغییرات دما (Trend) برای پایش دقیق وضعیت، صفحه اختصاصی آلارمها جهت هشدارهای فوری، و منوی تنظیمات (Set Points) برای وارد کردن مقادیر کنترلی مانند دمای مطلوب و زمانبندیها میباشد. به عبارتی بخشهای کاردکردی سردخانه به صورت گرافیکال شبیهسازی میشود. طراحی رابط باید ساده، گرافیکی و کاملاً کاربرپسند است تا اپراتور بتواند بهراحتی وضعیت را مشاهده و تنظیمات را اعمال کند. همچنین، برای افزایش امنیت، دسترسی به بخشهای مختلف سیستم از طریق رمز عبور و تعریف سطوح دسترسی مختلف (اپراتور، تکنسین، مدیر) امکانپذیر خواهد بود.
در مرحله پنجم، پیش از اجرای نهایی در محل سردخانه، باید سیستم بهطور کامل در محیط آزمایشگاهی یا نرمافزار شبیهسازی تست شود. ابتدا منطق کنترلی برنامهنویسیشده در PLC با استفاده از شبیهساز مخصوص بررسی میشود تا از صحت عملکرد دستورات، توالیها و پاسخها اطمینان حاصل گردد. سپس عملکرد صفحات HMI نیز بهصورت مجازی اجرا و کنترل میشود تا نمایش دادهها، دستورات کاربر و واکنش سیستم بررسی شود. در نهایت، صحت ارتباط بین PLC و HMI از طریق پروتکل ارتباطی انتخابشده مانند Modbus، Ethernet/IP یا RS485 تست میشود تا اطمینان حاصل شود که اطلاعات بهدرستی منتقل و نمایش داده میشوند. این مرحله نقش مهمی در کاهش خطاهای اجرایی و جلوگیری از مشکلات در محل نصب دارد.
در مرحله نصب، ابتدا عملیات سیمکشی ورودیها و خروجیها (I/O) بین PLC و سنسورها (دما، فشار، رطوبت) و عملگرها (رله ها) با دقت طبق نقشههای اجرایی انجام میشود. در ادامهHMI در موقعیتی نصب میشود که دسترسی آسان برای اپراتور داشته باشد، بدون اینکه در معرض رطوبت یا ضربه قرار گیرد. پس از پایان نصب، تست عملکرد فیزیکی سنسورها و عملگرها بهصورت کامل انجام میشود تا از صحت سیگنالدهی، پاسخگویی و هماهنگی تجهیزات با منطق برنامهنویسیشده اطمینان حاصل گردد.
در مرحله راهاندازی نهایی، سیستم بهصورت جداگانه برای هر اتاق سردخانه فعال میشود تا عملکرد مستقل و دقیق هر بخش بررسی گردد. در این مرحله، تستهای عملی در شرایط واقعی انجام میشود؛ برای مثال با شبیهسازی افزایش دما یا قطع برق، واکنش سیستم و فعال شدن آلارمها ارزیابی میشود. همچنین دقت سنسورهای دما، رطوبت و فشار با ابزارهای کالیبراسیون بررسی و تأیید میشود. در ادامه، اپراتورها آموزش میبینند تا بتوانند بهدرستی با صفحات HMI کار کرده، مقادیر تنظیمی را تغییر داده و هشدارها را مدیریت کنند. این مرحله نقش حیاتی در تضمین عملکرد پایدار، ایمن و بدون خطای سیستم دارد.
برخی از کارکردهای ارائه شده توسط مانا سبز بنیان جهت کنترل سردخانه از طریق PLC و HMI به شرح ذیل میباشند: