تفاوت ترانسمیتر فشار و پرشر سوئیچ چیست؟

ترانسمیتر فشار و پرشر سوئیچ هر دو از تجهیزات مهم ابزار دقیق برای نظارت و کنترل فشار سیالات در صنایع هستند. با این حال، این دو دستگاه عملکرد و کاربردهای متفاوتی دارند. در این مقاله، ابتدا هر یک از این تجهیزات را تعریف کرده و سپس از نظر ساختار داخلی، نوع سیگنال خروجی، دقت اندازه‌گیری، سرعت پاسخ‌دهی، پایداری و قابلیت اطمینان مقایسه می‌کنیم. این راهنما به مهندسان و تکنسین‌ها کمک می‌کند که بدانند چه زمانی باید از یک ترانسمیتر فشار استفاده کنند و چه زمانی یک پرشر سوئیچ مناسب‌تر است. در صورت نیاز به دریافت قیمت یا مشاوره، با کنترل با ما تماس بگیرید.

ترانسمیتر فشار (Pressure Transmitter) چیست؟

ترانسمیتر فشار یک دستگاه سنجش فشار است که فشار سیال (مایع یا گاز) را اندازه‌گیری کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد تبدیل می‌کند. به بیان ساده، ترانسمیتر فشار نیروی حاصل از فشار سیال را دریافت کرده و توسط حسگر داخلی خود به یک سیگنال الکتریکی (معمولاً آنالوگ) تبدیل می‌کند. این سیگنال می‌تواند متناسب با مقدار فشار تغییر کند مثلاً 0% تا 100% محدوده فشار را به 4-20 میلی‌آمپر تبدیل کند و برای انتقال به واحدهای کنترل یا نمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترانسمیترها معمولاً دارای مدارهای الکترونیکی پیشرفته‌ای هستند که خروجی حسگر فشار خام را خطی‌سازی، جبران‌سازی دمایی و تقویت می‌کنند تا سیگنال پایدار و دقیقی فراهم شود. خروجی استاندارد آن‌ها معمولاً جریان 4-20 میلی‌آمپر یا ولتاژ 0-10 ولت است که می‌توان آن را به فواصل طولانی (صدها متر) بدون افت قابل توجه ارسال کرد. به همین دلیل، ترانسمیترهای فشار برای ارسال داده‌های فشار به اتاق‌های کنترل یا PLCها در فرایندهای صنعتی بسیار مناسب‌اند.

ترانسمیترهای فشار در انواع مختلفی (مطلق، گیج، تفاضلی و …) عرضه می‌شوند و در بسیاری از بخش‌های صنعتی کاربرد دارند. این تجهیزات پرکاربرد امکان نظارت لحظه‌ای بر فشار را فراهم کرده و داده‌های پیوسته‌ای را به سیستم کنترل ارسال می‌کنند. به کمک این داده‌ها، پایش مستمر فشار و اجرای کنترل خودکار فرآیندها (مثلاً تنظیم سرعت پمپ بر اساس فشار یا جلوگیری از تجاوز فشار از حد مجاز) ممکن می‌شود.

پرشر سوئیچ (Pressure Switch) چیست؟

پرشر سوئیچ یا سوئیچ فشار وسیله‌ای است که وضعیت یک مدار الکتریکی را بر اساس رسیدن فشار سیال به یک مقدار مشخص تغییر می‌دهد. این دستگاه به صورت یک کلید خودکار عمل می‌کند. وقتی فشار سیستم به یک نقطه تنظیم از پیش تعیین‌شده برسد، پرشر سوئیچ یک کنتاکت الکتریکی را باز یا بسته می‌کند و بدین ترتیب مثلاً پمپ را روشن/خاموش کرده یا آلارمی را فعال می‌نماید. پرشر سوئیچ‌ها در دو نوع کلی وجود دارند «مکانیکی و الکترونیکی». سوئیچ فشار مکانیکی عمدتاً از اجزای مکانیکی مانند دیافراگم، پیستون، فنر و یک میکروسوئیچ تشکیل شده است و بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی می‌تواند مستقیماً مدار برق را قطع و وصل کند. در مقابل، سوئیچ فشار الکترونیکی دارای یک حسگر فشار و مدار الکترونیکی است و خروجی آن ممکن است به صورت سیگنال دیجیتال یا آنالوگ به کنترلر ارسال شود (ترکیبی از عملکرد سوئیچ و ترانسمیتر). با این حال، عملکرد اصلی هر دو نوع یکسان است. (تشخیص رسیدن فشار به حد آستانه و تغییر وضعیت خروجی به صورت On/Off.) به عنوان مثال، پرشر سوئیچ مکانیکی در یک کمپرسور هوا تنظیم می‌شود تا وقتی فشار مخزن به 8 بار رسید پمپ را خاموش کند و اگر فشار به 6 بار افت کرد دوباره آن را روشن نماید.

پرشر سوئیچ‌ها عموماً دقت اندازه‌گیری کمتری نسبت به ترانسمیتر دارند و برای کنترل‌های دوحالته (قطع/وصل) به کار می‌روند نه اندازه‌گیری دقیق مقدار فشار. با این وجود، سادگی، سرعت و قابلیت اطمینان آن‌ها در انجام وظیفه‌ی ایمنی یا کنترلی مشخص باعث شده در بسیاری از سیستم‌ها حضور داشته باشند. به کمک پرشر سوئیچ می‌توان بدون نیاز به سیستم‌های الکترونیکی پیچیده، از افزایش یا کاهش بیش از حد فشار جلوگیری کرد و تجهیزات را در برابر آسیب‌های ناشی از فشار نامناسب محافظت نمود.

مقایسه فنی ترانسمیتر فشار و پرشر سوئیچ

ساختار و مکانیزم عملکرد:

پرشر سوئیچ عمدتاً یک دستگاه مکانیکی (در نوع سنتی) است که اجزای داخلی آن مانند فنر و دیافراگم به صورت فیزیکی در پاسخ به فشار حرکت می‌کنند و یک میکروسوئیچ را تحریک می‌کنند. این طراحی ساده به سوئیچ اجازه می‌دهد مستقیماً یک مدار را قطع و وصل کند. در مقابل، ترانسمیتر فشار دارای یک حسگر الکترونیکی (مثلاً استرین گیج، پیزو‌رزیستیو یا خازنی) است که تغییرات فشار را ابتدا به یک سیگنال الکتریکی ضعیف (چند میلی‌ولت یا اهم) تبدیل می‌کند. سپس این سیگنال توسط مدارهای الکترونیکی تقویت‌کننده و مبدل به یک سیگنال استاندارد قابل ارسال تبدیل می‌شود. به عبارتی، ساختار ترانسمیتر ترکیبی از یک سنسور و یک ماژول الکترونیکی است و برای کار نیاز به تغذیه الکتریکی دارد، در حالی که سوئیچ مکانیکی می‌تواند بدون منبع تغذیه مستقل عمل کند.

نوع سیگنال و خروجی:

خروجی پرشر سوئیچ دیجیتال (دو حالته) است؛ یعنی یا مدار را وصل می‌کند یا قطع. خروجی معمول آن به صورت یک کنتاکت رله‌ای (باز یا بسته شدن یک کلید) است. برخی سوئیچ‌های الکترونیکی جدید ممکن است خروجی ترانزیستوری یا حتی سیگنال داشته باشند، اما ماهیت آن‌ها همچنان آستانه‌ای (Threshold) و غیرپیوسته است. در مقابل، خروجی ترانسمیتر فشار به صورت پیوسته و آنالوگ است که متناسب با مقدار فشار تغییر می‌کند. متداول‌ترین خروجی ترانسمیتر، جریان 4-20mA است که 4mA نمایانگر پایین‌ترین فشار و 20mA نمایانگر بالاترین فشار محدوده اندازه‌گیری است. برخی مدل‌ها خروجی ولتاژی استاندارد (مثلاً 0 تا 5 ولت یا 0 تا 10 ولت) یا حتی خروجی دیجیتال (مانند پروتکل HART یا Modbus) دارند. به طور خلاصه، پرشر سوئیچ: خروجی on/off (مثلاً روشن کردن یک لامپ هشدار) / ترانسمیتر فشار: خروجی پیوسته قابل ارسال به PLC یا نمایشگر.

دقت و حساسیت اندازه‌گیری:

ترانسمیترهای فشار برای اندازه‌گیری دقیق طراحی شده‌اند و می‌توانند با دقت بالا فشار را در کل بازه‌ی کاری خود اندازه بگیرند و گزارش کنند. برای مثال، در فناوری سنسورهای خازنی دقیق، دقتی در حد 0.1% ± یا بهتر از کل محدوده فشار ممکن است به دست آید. ترانسمیترها همچنین معمولاً دارای کالیبراسیون کارخانه‌ای و قابلیت تصحیح خطاهای غیرخطی و دمایی هستند که دقت آن‌ها را در شرایط مختلف حفظ می‌کند. در مقابل، پرشر سوئیچ‌ها به ویژه انواع مکانیکی، دقت محدودی دارند که بیشتر مربوط به دقت نقطه سوئیچینگ (ست‌پوینت) است نه اندازه‌گیری مقدار فشار. معمولاً سوئیچ فشار در محدوده‌ی یک نقطه تنظیم کار می‌کند و ممکن است یک اختلاف (دیفرنسیل) فشار برای قطع و وصل مجدد داشته باشد (هیسטרزیس). خطای سوئیچ ممکن است در حدود 1-5% محدوده تنظیم باشد که برای عملکرد on/off کافی است اما برای اندازه‌گیری دقیق مناسب نیست. به عنوان نمونه، یک سوئیچ فشار مکانیکی ممکن است خطای 0.5% در نقطه عملکرد خود داشته باشد که قابل قبول است اما ترانسمیترهای خوب خطایی به مراتب کمتر در خروجی ارائه می‌دهند. به طور کلی، ترانسمیتر فشار گزینه مناسب برای سنجش کمی دقیق فشار است در حالی که پرشر سوئیچ تنها حضور یا عدم حضور فشار در یک بازه را با دقت کمتری تشخیص می‌دهد.

سرعت پاسخ‌دهی:

پرشر سوئیچ‌های مکانیکی به محض اینکه فشار به نقطه تنظیم برسد تقریباً بلافاصله تغییر وضعیت می‌دهند زیرا تنها محدودیت آن‌ها، زمان واکنش مکانیکی فنر و دیافراگم است (که بسیار سریع است). بنابراین برای کاربردهای قطع اضطراری یا کنترل‌های سریع، اغلب سرعت آن‌ها کافی است. ترانسمیترهای فشار معمولاً دارای فیلترها و پردازش سیگنال هستند که ممکن است سرعت پاسخ آن‌ها را کمی کاهش دهد. هرچند این تأخیر معمولاً کوچک (در حد میلی‌ثانیه یا صدم ثانیه) است، اما در مقایسه، سوئیچ‌های ساده می‌توانند سریع‌تر عمل کنند چون تصمیم‌گیری آن‌ها صرفاً فیزیکی است. با این حال، در عمل هر دو دستگاه بسیار سریع هستند و تفاوت در کاربردهای عادی چندان محسوس نیست. تنها در موارد تغییرات فشار بسیار تند و گذرا ممکن است مدار پردازشی ترانسمیتر سیگنال را میانگین‌گیری یا نرم کند که ظاهر سرعت پاسخ را کمتر می‌کند. در مجموع، پرشر سوئیچ برای عمل سریع قطع/وصل طراحی شده و ترانسمیتر اگرچه پیوسته اندازه‌گیری می‌کند، ممکن است اندکی تاخیر پردازشی داشته باشد.

پایداری و قابلیت اطمینان:

ترانسمیترهای فشار به علت وجود قطعات الکترونیکی ممکن است ظاهراً پیچیده‌تر باشند، اما طراحی صنعتی آن‌ها به گونه‌ای است که در شرایط سخت با ثبات عمل کنند. بسیاری از ترانسمیترهای مدرن دارای جبران‌ساز دما و نویز هستند و تغییرات محیطی تأثیر کمی بر خروجی آن‌ها دارد. علاوه بر این، برخی ترانسمیترها دارای خود-عیب‌یابی و امکان کالیبره کردن از راه دور (در انواع هوشمند) هستند که قابلیت اطمینان آنها را در سیستم‌های حیاتی افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، سوئیچ‌های فشار مکانیکی طراحی ساده‌تری دارند و عدم وجود برد الکترونیکی به این معناست که در مقابل اختلالات الکتریکی بسیار مقاوم هستند. اما قطعات مکانیکی آن‌ها ممکن است بر اثر سایش و تنش مکانیکی به مرور زمان دچار تغییر کالیبره (در فنر) یا چسبندگی در میکروسوئیچ شوند. به طور کلی، هریک از این تجهیزات اگر از برند معتبر تهیه شوند دارای عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا در محدوده کاری تعریف‌شده خود هستند. پرشر سوئیچ مکانیکی به دلیل نبود نیاز به برق می‌تواند حتی در هنگام قطع برق نیز یک سطح ایمنی منفعل ایجاد کند، و ترانسمیتر فشار می‌تواند به صورت فعال دائماً سلامت فرآیند را زیر نظر داشته باشد. برای اطمینان از پایداری عملکرد، بازبینی و کالیبراسیون دوره‌ای برای هر دو نوع توصیه می‌شود، هرچند دوره کالیبراسیون ترانسمیتر معمولاً مشخص‌تر است (مثلاً سالانه) و برخی سوئیچ‌های مکانیکی ممکن است سال‌ها بدون نیاز به تنظیم مجدد کار کنند.

محدوده فشار و نوع کاربرد:

ترانسمیترهای فشار در رنج‌های گسترده‌ای از فشار (خلأ مطلق تا صدها بار) ساخته می‌شوند و مدل‌های خاصی برای فشارهای بسیار کم یا بسیار زیاد وجود دارد. آنها می‌توانند فشار مطلق (نسبت به خلأ)، گیج (نسبت به اتمسفر) یا تفاضلی (بین دو نقطه) را اندازه بگیرند که برای کاربردهای پیچیده مانند سنجش سطح مخازن از طریق فشار هیدرواستاتیک یا اختلاف فشار در فیلترها ایده‌آل است. در مقابل، پرشر سوئیچ‌ها عمدتاً برای یک محدوده مشخص طراحی می‌شوند و هر دستگاه یک نقطه عملکرد (یا یک بازه محدود) دارد. مثلا یک سوئیچ ممکن است فقط برای محدوده 5 تا 10 بار قابل تنظیم باشد و برای فشار خیلی بیشتر یا کمتر نیاز به سوئیچ مدل دیگری است. همچنین دقت پایین‌تر سوئیچ مانع از استفاده آن در اندازه‌گیری‌های ظریف می‌شود. بنابراین ترانسمیتر در کاربردهای گسترده اندازه‌گیری قابل استفاده است در حالی که سوئیچ فشار برای یک کار مشخص (مثلا قطع در 8 بار) بهینه شده است.

هزینه و پیچیدگی:

پرشر سوئیچ‌های مکانیکی معمولاً ارزان‌تر از ترانسمیترهای فشار هستند زیرا ساختار ساده‌تری دارند و نیاز به مدار الکترونیکی پیچیده ندارند. نصب و بهره‌برداری از آن‌ها نیز ساده‌تر است (اغلب تنها کافیست در مسیر فشار نصب شده و به صورت سری در مدار برق تجهیز محافظت‌شونده قرار گیرند). در مقابل، ترانسمیترهای فشار به دلیل وجود سنسور دقیق و مدارات الکترونیکی، قیمت بالاتری دارند و نصب آن‌ها مستلزم تأمین تغذیه (مثلاً یک منبع 24 ولت DC) و اتصال به سیستم کنترلی (مثلاً کارت PLC یا نمایشگر) است. البته باید توجه داشت که هزینه بالاتر ترانسمیتر با قابلیت‌های بیشتر آن توجیه می‌شود و در فرآیندهایی که نیاز به داده‌های پیوسته فشار است، هزینه‌کرد برای ترانسمیتر ضروری است. از منظر تعمیر و نگهداری نیز سوئیچ‌های مکانیکی ساده‌ترند (اغلب با تعویض میکروسوئیچ یا فنر قابل تعمیرند)، در حالی که خرابی ترانسمیتر معمولاً با تعویض کل دستگاه همراه است. با این وجود، دوام ترانسمیترهای باکیفیت بسیار بالا بوده و فاصله زمانی بین خرابی آن‌ها طولانی است.

کاربردهای پرشر سوئیچ

پرشر سوئیچ‌ها به دلیل سادگی و توانایی کنترل مستقیم تجهیزات، در موارد بسیاری به کار می‌روند که نیاز به عمل کردن در یک فشار آستانه دارند. برخی از کاربردهای رایج عبارتند از:

1- سیستم‌های کمپرسور هوا و پمپ‌ها

در کمپرسورهای هوا، پرشر سوئیچ وظیفه روشن و خاموش کردن کمپرسور را در محدوده‌ی فشار مشخص بر عهده دارد تا فشار مخزن را در بازه مطلوب نگه دارد. به طور مشابه، در پمپ‌های آب یک مخزن تحت فشار (منبع انبساط)، سوئیچ فشار افت فشار را حس کرده و پمپ را روشن می‌کند و با رسیدن به فشار حد بالا آن را خاموش می‌کند.

2- سیستم‌های ایمنی دیگ‌های بخار و تأسیسات حرارتی:

سوئیچ فشار بخار بر روی دیگ نصب می‌شود تا اگر فشار بخار از حد ایمن فراتر رفت، مشعل را خاموش کند و از انفجار یا آسیب جلوگیری کند. این سوئیچ‌ها نقش حیاتی در جلوگیری از شرایط افزایش فشار خطرناک دارند و معمولاً دارای گواهی‌های ایمنی (مانند استاندارد‌های دیگ بخار) هستند.

3- صنایع نفت و گاز و شیمیایی:

در بسیاری از تجهیزات فرآیندی مانند مخازن یا خطوط لوله، پرشر سوئیچ برای Shutdownهای اضطراری استفاده می‌شود. مثلاً اگر فشار در یک راکتور از حد مجاز بالاتر رفت، سوئیچ فشار می‌تواند سیگنال خاموشی اضطراری (ESD) را به سیستم کنترل بدهد تا شیرهای ایمنی عمل کنند. از آنجا که سوئیچ مکانیکی مستقل از منبع تغذیه عمل می‌کند، حتی در قطعی برق نیز می‌تواند آخرین سطح حفاظت را فراهم کند.

4- سیستم‌های HVAC و کمپرسورهای تبرید:

در تأسیسات تهویه مطبوع و سردخانه‌ها، سوئیچ‌های فشار در دو سر کمپرسور (های‌پرشر و لوپرشر) نصب می‌شوند. سوئیچ فشار بالا (High Pressure Switch) در صورت افزایش بیش از حد فشار کندانسور، کمپرسور را قطع می‌کند و سوئیچ فشار پایین (Low Pressure) از کارکرد کمپرسور در فشار بسیار پایین (مثلاً کمبود گاز مبرد) جلوگیری می‌کند. بدین ترتیب از صدمات به کمپرسور و سیستم جلوگیری می‌شود.

5- خودروها و ماشین‌آلات:

در سیستم روغن‌کاری موتور خودرو یک سوئیچ فشار روغن وجود دارد که وقتی فشار روغن از حد معینی پایین‌تر بیاید یک چراغ هشدار در داشبورد روشن می‌شود. این یک نمونه از پرشر سوئیچ است که به عنوان سنسور هشدار کمبود فشار روغن عمل می‌کند. همچنین در ترمزهای هوایی کامیون‌ها سوئیچ فشار برای هشدار کمبود فشار مدار ترمز به کار می‌رود.

به طور کلی هر جا نیاز به یک “کلید خودکار فشار” باشد پرشر سوئیچ گزینه مناسب است. این دستگاه‌ها به علت قیمت پایین و سادگی، برای کاربردهای انبوه در صنایع آب و فاضلاب، تأسیسات حرارتی، سیستم‌های پنوماتیک و هیدرولیک، ماشین‌آلات کارخانه‌ای و تجهیزات ایمنی به وفور استفاده می‌شوند.

کاربردهای ترانسمیتر فشار

ترانسمیترهای فشار هنگامی استفاده می‌شوند که دریافت مقدار دقیق فشار و ارسال مداوم آن به یک سیستم کنترل یا مانیتورینگ مورد نیاز است. موارد کاربرد معمول عبارتند از:

1. فرآیندهای صنعتی و کنترل خودکار: در صنایعی نظیر نفت، گاز، پتروشیمی، شیمیایی و نیروگاه‌ها، ترانسمیترهای فشار جزء جدایی‌ناپذیر سیستم‌های کنترل فرآیند (PCS یا DCS) هستند. به عنوان مثال، در یک واحد تقطیر نفت خام، ترانسمیتر فشار به طور مداوم فشار برج تقطیر را به اتاق کنترل گزارش می‌دهد تا اپراتور یا سیستم کنترل بتواند بر اساس آن تنظیمات لازم (مانند باز کردن یک کنترل‌والو) را انجام دهد. یا در یک بویلر نیروگاه، ترانسمیتر فشار بخار اندازه‌گیری دقیقی از فشار درام بخار ارائه می‌دهد که برای کنترل دبی سوخت و هوا به مشعل استفاده می‌شود. این پایش لحظه‌ای امکان کنترل PID دقیق را فراهم می‌کند که با سوئیچ‌های ساده ممکن نیست.
2. صنایع معدنی و حفاری: در حفاری‌های نفت و گاز، ترانسمیترهای فشار استفاده می‌شوند تا فشار داخل چاه یا تجهیزات حفاری را تحت نظر داشته باشند. در سکوهای نفتی فشار گل حفاری و سیال مخزن توسط ترانسمیتر اندازه‌گیری شده و به اتاق فرمان ارسال می‌شود. دوام بالای ترانسمیترهای صنعتی به آن‌ها اجازه می‌دهد در محیط‌های خشن (دمای زیاد، خوردگی، رطوبت) به خوبی کار کنند.
3. ابزار دقیق آزمایشگاهی و تست تجهیزات: هر جا نیاز به ثبت داده‌های فشار برای تحلیل باشد، ترانسمیترها نقش ایفا می‌کنند. مثلاً در استندهای تست موتور یا پمپ، چندین ترانسمیتر فشار نصب می‌شود تا طیف کاملی از فشارها (ورودی، خروجی، روغن، سوخت، هوا…) اندازه‌گیری و به سیستم داده‌برداری ارسال شود. از آنجا که دقت این سنسورها بالا است، می‌توان از نتایج برای بررسی عملکرد تجهیز استفاده کرد. حتی در صنایع خودروسازی، سنسورهای فشار (مانند سنسور فشار منیفولد) در خودروهای مدرن عملاً ترانسمیترهای فشاری هستند که سیگنال آنالوگ به ECU خودرو می‌دهند تا نسبت سوخت/هوا را تنظیم کند.
4. پایش سطح و جریان با اصل فشار: گاهی ترانسمیتر فشار به طور غیرمستقیم برای اندازه‌گیری کمیت‌های دیگر به کار می‌رود. یک نمونه رایج، اندازه‌گیری ارتفاع مایع در مخازن از طریق فشار هیدرواستاتیک است؛ یک ترانسمیتر فشار در پایین مخزن نصب می‌شود و فشار ناشی از ستون مایع را اندازه می‌گیرد. با کالیبره کردن آن می‌توان سطح مایع را به دست آورد. نمونه دیگر، اندازه‌گیری دبی جریان با اوریفیس و ترانسمیتر اختلاف فشار است. در این کاربرد، دو ترانسمیتر فشار تفاضلی اختلاف فشار دو سمت یک صفحه اوریفیس را اندازه گرفته و طبق رابطه برنولی، دبی جریان سیال محاسبه و در سیستم ثبت می‌شود.
5. صنایع غذایی و دارویی (بهداشتی): ترانسمیترهای فشار در خطوط تولید مواد غذایی و دارویی برای کنترل فشار در مخازن پروسس و خطوط لوله به‌کار می‌روند. نوع خاصی از ترانسمیترهای فشار با دیافراگم‌های بهداشتی استیل ضدزنگ (Flush Diaphragm) طراحی شده که قابل شست‌وشو و استریل شدن هستند. این سنسورها فشار را اندازه گرفته و مثلاً به یک کنترل‌کننده فشار جهت حفظ فشار پاستوریزاتور یا راکتور ساخت دارو فیدبک می‌دهند.

به طور خلاصه، ترانسمیتر فشار هر جا که داده فشار به عنوان یک سیگنال آنالوگ/دیجیتال برای نمایش، ثبت یا کنترل نیاز باشد کاربرد دارد. حوزه‌هایی چون اتوماسیون صنعتی، سیستم‌های اسکادا، مانیتورینگ از راه دور تأسیسات (مانند خطوط لوله یا چاه‌ها) و هر نوع سیستم کنترلی دقیق قلمرو ترانسمیترها هستند. گفتنی است در بسیاری از ماشین‌آلات مدرن، ترکیب هردو دستگاه را مشاهده می‌کنیم؛ مثلاً یک دیگ بخار هم ترانسمیتر فشار برای کنترل دقیق دارد و هم یک پرشر سوئیچ ایمنی که به عنوان پشتیبان عمل می‌کند تا در صورت خرابی سیستم کنترل، ایمنی برقرار باشد.

راهنمای انتخاب ترانسمیتر فشار یا پرشر سوئیچ؟

حال که تفاوت‌ها و کاربردهای هر دو دستگاه را دانستیم، پرسش مهم این است که در شرایط عملی چه زمانی باید از ترانسمیتر استفاده کرد و چه زمانی از سوئیچ فشار؟ این به نیاز فنی و کاربرد مورد نظر بستگی دارد.

چه زمانی ترانسمیتر فشار را انتخاب کنیم؟

هنگامی که نیاز به اطلاعات پیوسته و دقیق از مقدار فشار دارید یا قرار است آن مقدار وارد یک سیستم کنترلی/نمایشی شود، ترانسمیتر گزینه مناسب است. به طور مشخص در شرایط زیر از ترانسمیتر استفاده کنید:

زمانی که کنترل حلقه بسته (Feedback Control) در کار است. مثلاً در یک سیستم کنترل خودکار که PLC بر اساس مقدار فشار باید تصمیم‌گیری کند (تنظیم سرعت پمپ، باز و بسته کردن یک شیر کنترل و غیره)، سیگنال آنالوگ 4-20mA ترانسمیتر لازم است. سوئیچ در اینجا کارایی ندارد چون فقط حالت فشار بالا/پایین را می‌گوید نه مقدار آن را.

1- مواقعی که پایش و ثبت مداوم فشار اهمیت دارد

اگر باید نمودار فشار در طول زمان ذخیره شود یا اپراتور در اتاق کنترل مقدار لحظه‌ای فشار را ببیند، حتماً ترانسمیتر نیاز است. برای مثال نظارت بر فشار مخازن ذخیره‌سازی مواد شیمیایی از راه دور تنها با ترانسمیتر ممکن است.

هر جا که دقت و جزئیات فشار مهم باشد. مثلا تنظیم دقیق فشار خروجی یک کمپرسور یا بوستر به یک مقدار مشخص (مثلاً 7.2 بار) فقط با ترانسمیتر و یک کنترلر PID مقدور است. سوئیچ نمی‌تواند ۷٫۲ بار را تشخیص دهد بلکه شاید فقط بین 7 و 8 بار عمل کند. بنابراین برای حفظ کیفیت فرآیند مثل تولید محصولی که فشار فرآیندش باید دقیق باشد سراغ ترانسمیتر بروید.

2- زمانی که فواصل انتقال سیگنال زیاد است

اگر سنسور فشار باید دور از اتاق کنترل نصب شود (مثلاً در یک چاه نفت دوردست و ارسال سیگنال تا مرکز)، خروجی جریان 4-20mA ترانسمیتر که مقاوم به نویز و افت ولتاژ است ضروری خواهد بود. سیگنال رله‌ای سوئیچ را نمی‌توان به راحتی به فاصله دور ارسال کرد مگر با تجهیزات اضافه.

3- انعطاف‌پذیری و نظارت پیشرفته

در سیستم‌هایی که خواهان کنترل پیشبینانه هستید (Predictive Maintenance)، ترانسمیترها داده‌هایی فراهم می‌کنند که می‌توان با تحلیل آن‌ها از وضعیت آینده مطلع شد. مثلا اگر فشار پمپ به تدریج در حال افت است می‌توان پیش از خرابی اقدام کرد، اما سوئیچ تنها زمانی خبر می‌دهد که از حد آستانه گذشته باشد.

چه زمانی پرشر سوئیچ را انتخاب کنیم؟

چنانچه هدف شما حفاظت ساده یا کنترل روشن/خاموش یک تجهیز در یک فشار حدی است و اندازه دقیق فشار اهمیتی ندارد، پرشر سوئیچ راه‌حل ساده و کارآمد خواهد بود. موارد زیر نشان می‌دهد سوئیچ فشار مناسب است:

1- کنترل ساده تجهیزات بدون PLC

اگر می‌خواهید مثلاً یک پمپ یا کمپرسور را بدون دخالت کنترلر پیچیده، مستقیماً بر اساس فشار کنترل کنید، سوئیچ مکانیکی بهترین انتخاب است. زیرا می‌تواند مستقیماً در مدار الکتریکی آن دستگاه قرار گیرد و مثلاً کمپرسور را خاموش و روشن کند. این یک راه حل ساده، کم‌هزینه و قابل اعتماد است (سال‌ها در کمپرسورها از همین روش استفاده شده است).

2- سیستم‌های ایمنی مستقل

برای ایمنی تجهیزات حیاتی، همواره لایه‌هایی از حفاظت در نظر گرفته می‌شود. یک پرشر سوئیچ مکانیکی می‌تواند به عنوان آخرین سطح حفاظت مستقل عمل کند. فرض کنید در یک دیگ بخار، اگر سیستم PLC یا ترانسمیتر خراب شود و فشار بیش از حد بالا رود، سوئیچ فشار مکانیکی که به طور مستقل مشعل را قطع می‌کند جان تجهیزات و کارکنان را نجات خواهد داد. هر زمان یک قطع‌کن اضطراری فشار (Pressure Cut-out) نیاز باشد، سوئیچ‌ها نقش خود را به خوبی ایفا می‌کنند.

3- شرایط سخت محیطی بدون دسترسی به برق یا الکترونیک

در برخی سایت‌های دورافتاده یا تجهیزات ساده، شاید امکانات تغذیه و کنترل الکترونیکی مهیا نباشد. سوئیچ‌های مکانیکی می‌توانند بدون برق صرفاً با اتکا به فشار فرآیند کار کنند. برای مثال، در برخی ایستگاه‌های پمپاژ دستی یا سیستم‌های آبیاری، یک سوئیچ فشار ساده می‌تواند از کارکرد خشک پمپ جلوگیری کند بدون آنکه کنترلی پیچیده در کار باشد.

4- هشدارهای آلارم ساده

اگر نیاز به یک آلارم حد بالا/پایین فشار دارید که صرفاً با یک چراغ یا آژیر اعلان شود، سوئیچ ارزان‌قیمت‌تر و کافی است. مثلاً برای اطلاع دادن به اپراتور که فشار از حد مجاز گذشت (اما کنترل خودکار انجام نمی‌شود)، بستن یک سوئیچ به آژیر راه‌حل سرراست‌تری نسبت به نصب ترانسمیتر و برنامه‌نویسی PLC برای آلارم است.

5- محدودیت بودجه و تعداد زیاد نقاط

در پروژه‌هایی که تعداد زیادی نقطه فشار باید مانیتور یا کنترل شود ولی بودجه محدودی دارید، می‌توان ارزیابی کرد که کدام نقاط حیاتی به اندازه‌گیری دقیق نیاز دارند (آنجا ترانسمیتر نصب شود) و کجاها اندازه تقریبی یا صرفاً نظارت سقف/کف کفایت می‌کند (آنجا سوئیچ نصب شود). این ترکیب می‌تواند هزینه‌ی کل را کاهش دهد. سوئیچ‌ها به طور متوسط بسیار ارزان‌تر از ترانسمیترها هستند و نگهداری آن‌ها نیز ساده‌تر است.

در بسیاری موارد، ترکیب این دو راه‌کار ایده‌آل است. برای مثال، روی یک مخزن تحت فشار می‌توان هم یک ترانسمیتر برای خواندن پیوسته فشار نصب کرد و هم یک سوئیچ فشار ایمنی که اگر فشار از محدوده مجاز فراتر رفت، به طور مستقل عمل کند. به این ترتیب هم کنترل دقیق داریم و هم حفاظت ساده. بنابراین انتخاب نهایی به ماهیت کاربرد، نیاز کنترلی و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. همواره توصیه می‌شود ابتدا نیاز واقعی سنجیده شود و سپس با توجه به مشخصات فنی دستگاه‌ها، بهترین گزینه برگزیده شود. اگر شک دارید، مشورت با کارشناسان ابزار دقیق می‌تواند به تصمیم‌گیری درست کمک کند.

معرفی برندهای معتبر ترانسمیتر و سوئیچ فشار

امروزه شرکت‌های مطرح بین‌المللی و داخلی متعددی در زمینه تولید سنسورها، ترانسمیترها و سوئیچ‌های فشار فعالیت می‌کنند. شناخت برندهای معتبر به خریداران کمک می‌کند تا محصولی با کیفیت و خدمات پس از فروش مناسب انتخاب کنند. در این بخش به چند برند معروف خارجی و ایرانی در حوزه ترانسمیتر فشار و پرشر سوئیچ اشاره می‌کنیم و مزایا و معایب کلی هر یک را برمی‌شماریم:

WIKA (ویکا – آلمان)

شرکت ویکا یکی از بزرگ‌ترین و قدیمی‌ترین سازندگان تجهیزات اندازه‌گیری فشار و دما در دنیا است. ترانسمیترها و سوئیچ‌های فشار WIKA به کیفیت ساخت بسیار بالا، دقت مناسب و دوام طولانی مشهورند. بسیاری از صنایع سنگین از محصولات ویکا بهره می‌برند چرا که تحت شرایط سخت (دمای بالا، لرزش، خورندگی) عملکرد قابل اعتمادی دارند. مزیت دیگر WIKA تنوع بالای محصولات است؛ از ترانسمیترهای ارزان صنعتی گرفته تا مدل‌های هوشمند هارت و سوئیچ‌های تفاضلی. معایب: قیمت محصولات ویکا معمولاً بالاتر از رقباست. همچنین زمان تحویل (به دلیل وارداتی بودن) گاهی طولانی می‌شود. خدمات پس از فروش آن در ایران با وجود نمایندگی‌ها موجود است ولی هزینه تعمیرات نیز نسبتاً زیاد است. به طور کلی اگر کیفیت و دقت برای شما اولویت اول است و بودجه کافی دارید، ویکا گزینه‌ای مطمئن محسوب می‌شود.

Siemens (زیمنس – آلمان)

زیمنس یک نام آشنا در اتوماسیون صنعتی است که در حوزه ابزار دقیق نیز محصولات متنوعی از جمله ترانسمیترهای فشار سری SITRANS را عرضه می‌کند. مزایا: ترانسمیترهای فشار زیمنس به قابلیت اطمینان بالا و سازگاری با سیستم‌های کنترلی زیمنس (مانند PLCهای S7) معروف‌اند. رابط‌های دیجیتال مدرن (PROFIBUS/PA و غیره) در این محصولات به خوبی پیاده‌سازی شده است. دقت و پایداری آن‌ها در حد استانداردهای جهانی است و بسیاری از پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها از زیمنس استفاده می‌کنند. معایب: قیمت نسبتاً بالا و کمتر بودن تنوع در سوئیچ‌های فشار (زیمنس بیشتر در ترانسمیتر فعال است تا سوئیچ مکانیکی). همچنین تنظیمات برخی مدل‌های پیشرفته نیاز به دانش فنی بیشتری دارد. اما با این وجود، زیمنس به خاطر برند معتبری که دارد خیال خریدار را از بابت کیفیت راحت می‌کند.

ABB (اِی‌بی‌بی – سوئیس/سوئد)

شرکت ABB نیز در زمینه ابزار دقیق، خصوصاً ترانسمیترهای فشار صنعتی (سری 2600T و …) بسیار شناخته شده است. مزایا: محصولات ABB برای کار در شرایط سخت صنعتی (ضد انفجار، دما و فشار بالا) طراحی شده‌اند و از نظر دقت و پایداری جزو بهترین‌ها هستند. یکی از مزایای خاص ABB قابلیت‌های هوشمند و نرم‌افزارهای تشخیصی در ترانسمیترهای پیشرفته آن است که امکان کالیبراسیون و عیب‌یابی از راه دور را می‌دهد. تنوع خوبی در ترانسمیترهای اختلاف فشار (برای کاربردهای فلو و سطح) دارد. معایب: قیمت بالا و هزینه نگهداری قابل توجه. فراهم کردن قطعات یدکی یا تعمیرات تخصصی ممکن است نیازمند ارسال به خارج یا حضور کارشناسان متخصص باشد. همچنین برخی کاربران گزارش می‌کنند که رابط کاربری تنظیمات (مثلاً از طریق Handheld Communicator) پیچیده‌تر از سایر برندهاست. با این حال، اگر یک راه‌حل کاملاً صنعتی و با دوام می‌خواهید، ABB یک انتخاب برتر است.

Honeywell (هانی‌ول – آمریکا)

هانیول در زمینه کنترل و ابزاردقیق سابقه طولانی دارد. سوئیچ‌ها و ترانسمیترهای فشار هانیول به طور گسترده در صنایع نفت و گاز و همچنین تهویه مطبوع به کار می‌روند. مزایا: هانیول طیف وسیعی از سوئیچ‌های فشار الکترومکانیکی قابل تنظیم (با کیفیت مناسب و قیمت متوسط) ارائه می‌دهد که برای کاربردهای HVAC، کمپرسورها و دیگ‌ها ایده‌آل‌اند. ترانسمیترهای صنعتی هانیول نیز دارای دقت خوب و پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی متنوع هستند. مزیت دیگر، شبکه خدمات پس از فروش گسترده هانیول در دنیا (و ایران) است که تأمین قطعات را آسان می‌کند. معایب: شاید محصولات هانیول به اندازه ویکا و ABB از نظر طول عمر افسانه‌ای نباشند، و برخی مدل‌های اقتصادی آن عمر متوسطی دارند. همچنین در محصولات اقتصادی‌تر، دقت و پایداری متوسط است (برای کاربردهای خیلی حساس شاید کافی نباشد). اما در مجموع، ارزش خرید بالا و عملکرد رضایت‌بخشی نسبت به قیمت ارائه می‌کنند.

Danfoss (دانفوس – دانمارک)

دانفوس یکی از برندهای مطرح اروپایی در زمینه تأسیسات سرمایشی/گرمایشی و تجهیزات کنترلی است. مزایا: پرشر سوئیچ‌های دانفوس (سری‌های KP و غیره) در ایران بسیار شناخته شده‌اند و به دوام و عملکرد پایدار مشهورند. این سوئیچ‌ها در اکثر چیلرها، دیگ‌ها و کمپرسورها استفاده می‌شوند و تنظیم آسان، تکرارپذیری خوب و قیمت مناسب از ویژگی‌های آن‌هاست. همچنین دانفوس سنسورهای فشار الکترونیکی (ترنسدیوسر) مقرون‌به‌صرفه‌ای تولید می‌کند که برای کاربردهای خودرویی و صنعتی سبک مناسب‌اند. معایب: ترانسمیترهای فرآیندی پیشرفته در سبد محصولات دانفوس کمتر به چشم می‌خورند (بیشتر در حد سنسورهای 4-20mA ساده). از نظر تکنولوژی بسیار پیشرفته شاید هم‌رده ABB یا زیمنس نباشد، اما برای مصارف عمومی و میان‌رده یک انتخاب عالی است. خدمات دانفوس نیز با توجه به حضور نمایندگی در کشور قابل دسترس است.

به طور کلی توصیه می‌شود علاوه بر برند، به مشخصات فنی دقیق هر مدل توجه کنید. گاهی یک شرکت درجه دو ممکن است مدلی عرضه کند که برای نیاز شما کاملاً کافی و اقتصادی باشد. پس حتماً پارامترهایی نظیر رنج فشار، نوع خروجی، دقت، جنس مواد سازنده (استیل، برنج، …) و استانداردهای حفاظتی (مانند ضد انفجار بودن) را در دیتاشیت محصول بررسی نمایید و با شرایط کاری خود تطبیق دهید.

استعلام قیمت و مشاوره خرید

انتخاب و خرید تجهیزات ابزار دقیق مناسب، به‌ویژه ترانسمیتر فشار و پرشر سوئیچ، نیازمند بررسی دقیق نیازمندی‌های فنی و همچنین در نظر گرفتن بودجه و برند سازنده است. پیشنهاد می‌شود برای اطمینان از خرید هوشمندانه، علاوه بر مطالعه‌ی مشخصات فنی دستگاه‌ها، از مشاوره‌ی متخصصان نیز بهره ببرید. چنانچه پس از مطالعه این راهنما نیاز به اطلاعات بیشتر، مشاوره فنی یا دریافت قیمت محصولات مورد نظر خود دارید، می‌توانید با مجموعه کنترل با ما تماس حاصل فرمایید. کارشناسان ما آماده راهنمایی شما در انتخاب بهترین گزینه متناسب با کاربرد مدنظرتان هستند. همچنین امکان ارتباط از طریق واتساپ برای دریافت مشاوره سریع و استعلام قیمت فراهم است. با این اقدامات، اطمینان خواهید داشت که دستگاه انتخاب‌شده دقیقا پاسخ‌گوی نیاز فنی شما بوده و بهترین عملکرد را در سیستم صنعتی شما ارائه خواهد داد.