تابلو مارشالینگ

تابلو مارشالینگ (Marshalling Cabinet or Marshalling Panel)، تابلو برقی است که رابطه بین تابلو کنترل مرکزی در اتاق کنترل و جعبه اتصال (Junction Box) در سایت را فراهم می سازد .کابل ها، بین Junction box، تابلو مارشالینگ و کارت های I/O در تابلو کنترل ارتباط برقرار می کنند. در این مقاله ما با ساختار تابلو مارشالینگ آشنا میشویم همچنین به معرفی تابلو مارشالینگ الکترونیکی میپردازیم ویدئو قرار داده شده در این قسمت می‌تواند برای شما سودمند باشد.

ساختار تابلو مارشالینگ

با توجه به تصویر زیر، دیدگاهی کلی از ساختار تابلو مارشالینگ به دست می آید. بیش تر اوقات، تابلو مارشالینگ همانند تصویر، به سه سلول تقسیم می شود. سلول میانی با سیستم کنترل در ارتباط است که کارت های ورودی و خروجی در آن جاگذاری شده اند و دو تابلویی که در سمت چپ و راست قرار می گیرند، تابلوهای مارشالینگ می باشند.

 

شکل (1)- تابلو مارشالینگ (Marshalling Panel)

 

همان طور که در تصویر زیر مشاهده می شود، کابل، داده ها را از ابزار دقیق های نصب شده در سایت به جعبه اتصال (Junction box) منتقل می کند. ابزار دقیق ها و یا تجهیزات، داده های خود را از طریق کابل مستقلی به یک جعبه اتصال منتقل کرده و پس از آن، این اطلاعات توسط یک کابل چند رشته به تابلو مارشالینگ ارسال می گردد. تابلو مارشالینگ در اتاق کنترل و یا در اتاق فنی تجهیزات قرار دارد. سیگنال های ارسال شده به تابلو مارشالینگ توسط کابل چند رشته ای دیگری به سلولی که تجهیزات سیستم کنترل از جمله کارت های ورودی و خروجی در آن قرار دارد، ارسال می گردند. در نهایت، این اطلاعات دریافت شده از ابزاردقیق ها بر روی سیستم مانیتورینگ قابل مشاهده می باشد.

 

شکل (2)- مسیر کامل انتقال داده ها از ابزاردقیق به سیستم کنترل

 

 

به بیانی دیگر، تابلو مارشالینگ در میان جعبه اتصال یا تابلو برق و تابلو PLC قرار می گیرد. هم چنین ممکن است اطلاعاتی همانند وضعیت کلیدها، وضعیت روشن و خاموش بودن بارهای موتوری و … از طریق کابل هایی با رشته های فراوان به تابلو مارشالینگ ارسال شود.

به جهت آن که سربندی ترمینال ها در تابلو مارشالینگ آسان تر و سریع تر انجام شود، نام گذاری گروه و شماره ترمینال های ورودی تابلو مارشالینگ با گروه و شماره ترمینال ها در تابلو برق و یا در Junction box، یکسان انجام می شود.

انواع کابینت ها در سیستم کنترل

در زیر انواع کابینت (تابلو) که در طراحی سیستم کنترل مورد استفاده قرار میگیرد شرح داده می‌شود:

1. تابلو کنترل
2. تابلو مارشالینگ
3. تابلو مارشالینگ الکترونیکی
4. تابلو کنترل به همراه مارشالینگ

1. تابلو کنترل

اجزای اصلی تابلو کنترل PLC را کنترلرها، ماژول های ورودی و خروجی، ماژول های ارتباطی، منبع تغذیه، دیود و … تشکیل می دهند.

 

2. تابلو مارشالینگ

در تابلو مارشالینگ، فرایند اتصال سیگنال های میدانی به کنترل کننده ها و پردازش کننده ها به طور کامل، استاندارد است. در تمامی گرایش های صنایع، در آغاز، سیگنال های فیلد به جعبه های اتصال محلی (Local junction box) منتقل می شود. این جعبه ها به طور کامل، مشابه جعبه های اتصالی (جعبه تقسیم) است که در همه ساختمان های مسکونی دیده می شود. پس از آن، اطلاعات چندین جعبه اتصال توسط کابل های چند رشته ای در جعبه اتصال مرکزی (Central Junction box) متمرکز می شود.

گروه بندی جعبه های اتصال محلی بیش تر با توجه به خصوصیات متداول آن ها انجام می شود، به طور مثال بر اساس نوع سیگنال (آنالوگ یا دیجیتال)، افزایش یا افت ولتاژ و …. سرانجام، اطلاعات توسط کابل ها از جعبه های اتصال مرکزی به تابلو مارشالینگ آورده می شوند و پس از آن به صورت خروجی از این تابلو به سیستم کنترل متصل می شوند. تمامی  اتصال ها بین تابلو مارشالینگ و سیستم کنترل به وسیله کابل های پیش ساخته و با سایز مشخص انجام می گردد.

ایده اصلی ساخت تابلو مارشالینگ انتقال داده های تمامی تجهیزات سایت هم چون ابزاردقیق، کنترل ولو ، بارهای موتوری و … به اتاق کنترل است که این روش نه تنها از لحاظ اقتصادی، به صرفه و با دوام است بلکه امکان نگه داری از آن در هر شرایطی نیز وجود خواهد داشت.

چنان چه در مباحث قبل نیز اشاره شد، در طراحی اتوماسیون صنعتی کارخانه ها و یا واحدهای صنعتی، بین junction box های نصب شده در یک سایت و تابلو کنترل، از تابلو مارشالینگ استفاده شد که عملکرد آن ارتباط بین کابل چند رشته ای خروجی از سایت و ورود به کارت های ورودی و خروجی تابلو کنترل (تابلو PLC) همان سیستم می باشد. عدم وجود تابلو مارشالینگ، به خصوص هنگامی که تعداد ورودی ها و خروجی ها بیش از حد عادی باشد؛ به طور قطع در مراحل نصب تابلو برق و یا سیم کشی، مشکلاتی را برای پرسنل واحد عملیاتی ایجاد خواهد کرد.

از مهم ترین عملکردها در یک تابلو مارشالینگ، می توان به سیم کشی متقاطع اشاره کرد. این سیم کشی همیشه ضروری تلقی می شود. به این علت که بیش تر اوقات بین سیگنال های ورودی از فیلد و تعداد کانال های کارت های ورودی و خروجی تفاوت وجود دارد. به عنوان نمونه یک کابل 24 جفت رشته ای که 20 سیگنال آنالوگ را از فیلد به سیستم کنترل منتقل می کند؛ به دو قسمت تقسیم می شود زیرا ظرفیت هر کارت آنالوگ تنها 16 کانال می باشد. در نتیجه به 2 عدد کارت آنالوگ نیاز است که 16 سیگنال اول به کارت اول و 4سیگنال باقی مانده به کارت دوم ارسال می گردد.

وجود این سیم کشی تقسیم شده (سیم کشی متقاطع) در تابلوهای کنترل از لحاظ عملکرد و نگه داری، روش مطلوبی نیست از این رو تابلوهای مارشالینگ برای این کار، بهترین گزینه محسوب می شوند. علت دیگر استفاده از تابلوهای مارشالینگ این است که کابل های چند رشته ای که سیگنال ها را از فیلد به تابلو کنترل منتقل می کنند؛ دارای سیگنال ورودی و خروجی هم زمان می باشند. این سیگنال ها در تابلو مارشالینگ شکسته می شوند و سیگنال های ورودی و خروجی با کابل های جداگانه به سیستم کنترل فرستاده می شوند.

در تابلو مارشالینگ، کابل های ورودی (کابل هایی که از فیلد ارسال می شوند) از قسمت انتهایی کابین وارد تابلو می شوند. سپس هر سیم از کابل های چند رشته ورودی به دستگاه های حفاظت از اضافه ولتاژ یا برق گیر متصل می شود. در صورت عدم نیاز به دستگاه های حفاظتی، سیم ها به صورت مستقیم به ترمینال ها متصل می گردند.

اگر سیستم، غیر ایزوله باشد، ترمینال های ورودی تابلو از طریق سیم کشی متقاطع به مجموعه ترمینالی که متناسب با آدرس کارت های ورودی و خروجی نام گذاری شده متصل می شوند و به طبع، سیگنال های ورودی به ترمینال های مورد نظر متصل می گردند. اما در یک سیستم ایزوله، سیگنال های ورودی قبل از سیم کشی متقاطع به تجهیزاتی با نام بریر (Barrier) متصل می شوند. برخی از گروه ترمینال ها در تابلو مارشالینگ نیاز به ولتاژ DC دارند. این ولتاژ، توسط منبع تغذیه ای که در تابلو مارشالینگ، قرار داده شده است، تامین می گردد.

 

شکل (3). سیم کشی در تابلو مارشالینگ کلاسیک (Cross-Wiring)

 

3. تابلو مارشالینگ الکترونیکی 

تابلو مارشالینگ الکترونیکی به جهت ساده سازی در مهندسی، نصب و راه اندازی سیستم ها طراحی شده است. به کار بردن این روش، موجب کاهش میزان قابل توجهی از هزینه ها در به کارگیری نیروی انسانی متخصص نصب و پیاده سازی تابلو مارشالینگ می شود. هم چنین بر سرعت اتمام پروژه افزوده می شود. با استفاده از چنین روشی، بلوک ترمینالی (Terminal Block)، سیم کشی متقابل و کابل های پیش ساخته (ارتباط بین تابلو مارشالینگ و کارت های ورودی و خروجی) که در تابلو مارشالینگ کلاسیک نصب می شدند؛ حذف می گردند و نوع I/O ها نیز می تواند به وسیله نرم افزار، پیکربندی شود.

مقایسه یک کابینت مارشالینگ کلاسیک (Cross-Wiring) در سمت چپ تصویر زیر با 150 ورودی و خروجی با یک مارشالینگ الکترونیکی، سمت راست همان تصویر که از 300 ورودی و خروجی پشتیبانی می کند؛ نشان دهنده صرفه جویی در بسیاری از هزینه ها در کابینت الکترونیکی است:

 

شکل (4). کابینت مارشالینگ الکترونیکی – سمت راست و مارشالینگ کلاسیک (Cross-Wiring) – سمت چپ

 

مفهوم تابلو مارشالینگ الکترونیکی، یک سیستم توزیع ورودی و خروجی با انعطاف پذیری تک نقطه و استفاده از CHARMS (Characterization Modules) است. CHARMS ماژول های ورودی / خروجی تک نقطه ای هستند که از طریق BackPlane و پردازنده های ارتباطی (CIOC) با یکدیگر ارتباط بر قرار می کنند. این پردازنده ها به صورت افزونه (Redundant) بوده و ساخت شرکت امرسان (Emerson) می باشند. CIOC، ارتباطات بین سیم های مسی و فیبرهای نوری را پشتیبانی می کند. زمان به روز رسانی ورودی و خروجی در این سیستم ها نیز، 50 میلی ثانیه می باشد.

شکل (5) کارت ورودی / خروجی برمبنای CHARMS (CIOCI)

 

شکل (6). مقایسه تابلو مارشالینگ الکترونیکی  – سمت راست و تابلو مارشالینگ کلاسیک (Cross-Wiring Marshalling Panel) – سمت چپ

 

ویدئو (1). کارت های ورودی و خروجی در تابلو مارشالینگ الکترونیکی

4. تابلو کنترل به همراه مارشالینگ

این تابلو که ترکیبی از تابلو کنترل و تابلو مارشالینگ با یکدیگر می باشد؛ زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که تعداد ورودی و خروجی های سیستم کم باشد. اجزای اصلی این نوع تابلو، کنترل کننده ها، کارت های ورودی و خروجی، منبع تغذیه، ترمینال ها، ایزولاتورها و بریر ها می باشند.

 

سخن پایانی

در این مقاله کوتاه سعی کردیم یک تعریف کامل و نحوه کاربرد یک تابلو مارشالینگ را توضیح دهیم همچنین تابلو مارشالینگ جدیدی را تعریف کردیم که به نام تابلو مارشالینگ الکترونیکی شناخته می‌شود. این تابلو‌ها ترکیبی از تابلو کنترل و تابلو مارشالینگ کلاسیک هستند. لازم به ذکر است که شرکت نیکسا (شرکت برق، کنترل و ابزار دقیق) آماده طراحی و ساخت تابلو برق و تابلو مارشالینگ متناسب با نیاز پروژه شماست با ما تماس بگیرید.