اجزای تابلو برق صنعتی و کاربرد هر یک

تابلو برق صنعتی یک محفظه برای نصب و سیم‌بندی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی است که انواع کلیدها، قطعات کنترلی، حفاظتی و نمایشگرها را در خود جای می‌دهد. هدف اصلی این تابلوها توزیع و کنترل ایمن برق در تأسیسات صنعتی مانند کارخانه‌ها، پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها است. با استفاده از تابلو برق صنعتی، اجزای مختلف یک سیستم برقی به‌طور منظم و ایمن به هم مرتبط می‌شوند و علاوه بر تضمین تداوم تأمین انرژی الکتریکی، از تجهیزات در برابر آسیب‌ها و افراد در برابر شوک الکتریکی محافظت می‌شود. در ادامه، اجزای اصلی تابلو برق صنعتی را معرفی کرده و عملکرد و اهمیت هر یک را به تفکیک بررسی می‌کنیم. این اجزا شامل بدنه تابلو، کلیدهای قطع و وصل، کلیدهای حفاظتی، ترمینال‌ها، ریل مینیاتوری، سیم‌ها و کابل‌ها، تجهیزات کنترل (رله، تایمر و PLC)، شینه‌ها، سیستم تهویه، نشانگرها و وسایل اندازه‌گیری، منبع تغذیه و سایر تجهیزات فرعی هستند.

بدنه تابلو برق صنعتی (اسکلت و محفظه)

بدنه یا محفظه تابلو برق صنعتی چارچوب اصلی نگه‌دارنده تمامی تجهیزات داخلی تابلو است. بدنه تابلو معمولاً از ورق‌های فلزی مستحکم (فولاد روغنی، گالوانیزه یا استیل) ساخته می‌شود و برای مقاومت در برابر خوردگی با رنگ پودری الکترواستاتیک (اغلب به کد رنگ RAL 7032 یا RAL 7035) پوشش داده می‌شود. در برخی کاربردها، جنس بدنه ممکن است از مواد غیرفلزی مانند پلی‌کربنات یا کامپوزیت انتخاب شود تا در محیط‌های خاص (مثلاً محیط‌های بسیار مرطوب یا خورنده) عملکرد بهتری داشته باشد. بدنه تابلو باید دارای درجه حفاظت (IP) مناسب باشد تا از ورود گردوغبار و آب به داخل تابلو جلوگیری کند و تجهیزات داخلی را از عوامل محیطی محافظت نماید. به عنوان مثال، برای تابلوهای فضای باز ممکن است درجه حفاظت بالا (مثل IP54 یا IP65) نیاز باشد تا در برابر باران و ذرات معلق مقاوم باشند. ساختار مکانیکی بدنه نیز باید استحکام کافی برای تحمل تنش‌های فیزیکی (مانند ضربه‌های اتفاقی) داشته باشد. داخل بدنه معمولاً یک سینی یا صفحه‌ی فلزی گالوانیزه نصب می‌شود تا تجهیزات الکتریکی روی آن به‌طور منظم چیده و پیچ شوند. همچنین ارتینگ بدنه اهمیت ویژه‌ای دارد؛ تمامی قسمت‌های فلزی بدنه به سیستم ارت متصل می‌شوند تا در صورت بروز اتصالی بدنه، از برق‌گرفتگی افراد جلوگیری گردد. به طور خلاصه، بدنه تابلو برق صنعتی به عنوان پوشش محافظ، ایمنی کاربران و تجهیزات را تضمین کرده و یک ساختار سازمان‌یافته برای نصب اجزا فراهم می‌کند.

کلیدهای قطع و وصل

کلیدهای قطع و وصل در تابلو برق صنعتی به تجهیزاتی گفته می‌شود که وظیفه قطع و وصل کردن جریان الکتریکی در مدار را به‌عهده دارند. این کلیدها انواع مختلفی داشته و برای مقاصد گوناگون به‌کار می‌روند:

• کلید اصلی (سکسیونر یا دیژنکتور): این کلید به عنوان قطع‌کننده‌ی اصلی برق ورودی تابلو عمل می‌کند. سکسیونرها یا دیژنکتورها امکان قطع و وصل مدار را (معمولاً به صورت غیرزیربار یا در شرایط بار نامی) فراهم می‌کنند تا بتوان جهت سرویس و نگهداری، کل سیستم را از شبکه جدا کرد. کلید اصلی اغلب در ابتدای مدار تغذیه تابلو نصب می‌شود و اپراتور می‌تواند با قطع آن، ایمنی را هنگام کار روی تابلو تأمین کند. برخی از این کلیدها دارای مکانیزم قفل شونده هستند تا در وضعیت خاموش قفل شوند و از وصل ناخواسته مدار در حین تعمیرات جلوگیری شود.
• کنتاکتور: کنتاکتور یک نوع کلید قطع و وصل الکترومکانیکی است که به وسیله‌ی بوبین (سیم‌پیچ) کنترل می‌شود. کنتاکتورها برای کنترل مدارهای قدرت به صورت خودکار به‌کار می‌روند؛ به عنوان مثال برای روشن و خاموش کردن موتورهای الکتریکی یا سیستم‌های روشنایی از راه دور. با تحریک بوبین، تیغه‌های داخلی کنتاکتور به هم وصل (یا از هم جدا) می‌شوند و مدار قدرت را قطع یا وصل می‌کنند. کنتاکتورها در تابلوهای کنترل صنعتی بسیار مهم‌اند، زیرا امکان سوییچینگ مکرر و سریع را فراهم کرده و می‌توانند جریان‌های بالا را کنترل کنند بدون اینکه نیاز باشد اپراتور مستقیماً با مدار قدرت درگیر شود. این تجهیزات نسبت به رله‌های معمولی توانایی کنترل جریان و ولتاژ بسیار بالاتری دارند و معمولا برای بارهای سه فاز به کار می‌روند.
• کلیدهای دستی کنترل مدار: علاوه بر کلیدهای اصلی خودکار، تابلوهای صنعتی شامل کلیدهای قطع و وصل دستی برای مدار فرمان و کنترل نیز هستند. از جمله این کلیدها می‌توان به شستی‌ها (پوش‌باتن‌ها)، کلیدهای سلکتوری (انتخاب‌گر) و میکروسوئیچ‌ها اشاره کرد. شستی‌های استارت و استاپ برای روشن یا خاموش کردن تجهیزات به کار می‌روند (مثلاً Start/Stop موتور) و به اپراتور امکان می‌دهند با فشردن یک دکمه، فرمان قطع یا وصل را به مدار کنترل صادر کند. کلیدهای سلکتوری نیز معمولاً دارای حالت‌های چندگانه (مانند حالت دستی/خودکار یا سرعت‌های مختلف) هستند که اپراتور می‌تواند حالت عملکرد دستگاه را انتخاب کند. هرچند این کلیدهای کنترلی مستقیماً مدارهای قدرت بزرگ را قطع و وصل نمی‌کنند، اما از طریق مدار فرمان، عملکرد سیستم‌های قدرت را کنترل می‌کنند (برای مثال با تحریک کنتاکتور یا رله‌ها).

نکته: کلیدهای قطع و وصل ممکن است به تنهایی خاصیت حفاظتی نداشته باشند (مثلاً یک سکسیونر ساده یا شستی اضطراری خود محافظت در برابر اتصال‌کوتاه را فراهم نمی‌کند). بنابراین برای حفاظت مدار، این کلیدها باید با تجهیزات حفاظتی مناسب (فیوزها یا رله‌ها) ترکیب شوند. در ادامه به کلیدها و قطعات حفاظتی پرداخته می‌شود که مکمل عملکرد ایمن کلیدهای قطع و وصل هستند.

کلیدهای حفاظتی

کلیدها و قطعات حفاظتی وظیفه محافظت از مدارها و تجهیزات را در برابر شرایط غیرعادی مانند اضافه‌جریان، اتصال کوتاه و نشتی جریان برعهده دارند. این تجهیزات به محض تشخیص خطا یا جریان غیرمجاز، مدار را قطع کرده و از آسیب به تجهیزات یا خطرات ایمنی جلوگیری می‌کنند. مهم‌ترین کلیدها و ادوات حفاظتی در تابلو برق صنعتی عبارت‌اند از:

• فیوز: فیوز یکی از ساده‌ترین و متداول‌ترین حفاظت‌کننده‌ها است. داخل فیوز یک سیم یا نوار فلزی نازک قرار دارد که در حالت عادی جریان را از خود عبور می‌دهد، اما در صورت عبور جریان بیش از حد (اضافه‌بار یا اتصال‌کوتاه)، این نوار به سرعت ذوب و قطع می‌شود و بدین ترتیب مدار باز شده و از ادامه جریان غیرمجاز جلوگیری می‌کند. فیوزها در انواع ولتاژ پایین و ولتاژ بالا، کندکار یا تندکار و اشکال مختلف (استوانه‌ای، کارتریجی و غیره) موجودند. مزیت فیوز سادگی و سرعت عمل آن است، اما پس از عمل کردن باید تعویض شود (یکبارمصرف است).
• کلید مینیاتوری (MCB): کلید مینیاتوری نوعی بریکر اتوماتیک فشارضعیف است که برای محافظت مدارهای انشعابی و روشنایی استفاده می‌شود. MCB جریان‌های اضافه را به دو روش حس می‌کند: بی‌متالی (تاخیر حرارتی برای اضافه‌بارهای بلندمدت) و مغناطیسی (تشخیص سریع اتصال کوتاه). به محض تجاوز جریان از حد تعیین‌شده، این کلید به صورت خودکار قطع (Trip) می‌کند. کلید مینیاتوری برخلاف فیوز قابل برگشت به حالت وصل است (پس از رفع خطا، کافی است کلید را مجدداً بالا زد). این کلیدها در جریان‌های مثلاً 2 تا 63 آمپر و در تیپ‌های مختلف (B,C,D و غیره بر اساس منحنی قطع) عرضه می‌شوند و بر روی ریل تابلو نصب می‌گردند.
• کلید کمپکت (MCCB): کلید اتوماتیک کمپکت یا MCCB یک بریکر قدرت با ظرفیت بالاتر است که معمولاً در ورودی اصلی تابلو یا برای حفاظت فیدرهای با جریان زیاد به‌کار می‌رود. MCCB همانند MCB به صورت خودکار در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه واکنش نشان می‌دهد، با این تفاوت که قابل تنظیم در رنج وسیع‌تری است (جریان نامی از چند ده تا چندصد آمپر یا بیشتر) و قابلیت تنظیم دقیق‌تر پارامترهای حفاظتی را دارد. MCCB ها اغلب دارای لوازم جانبی مانند کنتاکت کمکی، شنت‌تریپ و موتور الکتریکی برای فرمان قطع از راه دور هستند. این کلیدها امکان قطع مدار در حالت زیر بار را نیز دارند و به عنوان کلید قدرت اصلی تابلوهای صنعتی رایج‌اند.
• کلید محافظ جان (RCD/RCCB): این کلید حفاظتی که به آن محافظ جان یا کلید جریان تفاضلی نیز گفته می‌شود، برای حفاظت اشخاص در برابر نشتی جریان (جریان‌های اتصال زمین) طراحی شده است. عملکرد RCD بر اساس مقایسه جریان رفت و برگشت مدار است؛ اگر اختلافی بین جریان فاز و نول مشاهده کند (معمولاً بیش از ۳۰ میلی‌آمپر در نوع حفاظتی انسان)، در کسری از ثانیه مدار را قطع می‌کند. این ویژگی زمانی اهمیت دارد که مثلاً نشتی جریان از راه بدن انسان به زمین اتفاق بیفتد؛ RCD در چنین حالتی سریعاً جریان را قطع کرده و از برق‌گرفتگی شدید جلوگیری می‌کند. کلید محافظ جان در تابلوهای کنترلی و توزیع صنعتی و ساختمانی به عنوان مکمل فیوز یا MCB به‌کار می‌رود و در دو نوع تک‌فاز و سه‌فاز موجود است.
• رله حرارتی (بی‌متال): بی‌متال یک نوع رله حفاظتی ویژه موتورهای الکتریکی است که برای تشخیص اضافه‌بار طولانی مدت موتور به کار می‌رود. داخل بی‌متال دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت قرار دارد که با گرم‌شدن ناشی از عبور جریان زیاد، خم شده و مکانیزم رله را آزاد می‌کنند تا مدار فرمان موتور را قطع کند. رله‌های بی‌متال پس از عمل کردن نیاز به سرد شدن و تنظیم دستی (ریست) دارند. این قطعه معمولاً در ترکیب با کنتاکتور (در مدار کنترل موتور) استفاده می‌شود؛ به طوری که در صورت کشیدن جریان بیش از حد توسط موتور، رله بی‌متال فرمان قطع به کنتاکتور داده و از سوختن موتور جلوگیری می‌کند.

علاوه بر موارد فوق، تجهیزات حفاظتی دیگری مانند سافت‌استارترها (برای محدود کردن جریان راه‌اندازی موتور) و رله‌های حفاظت ولتاژ و فاز (جهت مانیتور افت ولتاژ، جابجایی فاز یا عدم تقارن فاز) نیز در بسیاری از تابلوهای صنعتی وجود دارند. ترکیب صحیح کلیدهای حفاظتی در طراحی تابلو برق اهمیت حیاتی دارد، زیرا هر یک از این حفاظت‌ها جنبه خاصی از ایمنی و پایداری سیستم را تأمین می‌کنند. مثلاً یک تابلو ممکن است هم فیوز داشته باشد، هم MCB یا MCCB، هم RCD، تا هر کدام وظیفه حفاظتی مکملی را انجام دهند.

ترمینال‌ها

ترمینال‌ نقطه اتصال سامان‌دهی‌شده برای سیم‌ها و کابل‌ها است که ارتباط الکتریکی مطمئن بین تجهیزات داخلی تابلو و مدارهای خارج از تابلو را فراهم می‌کند. در یک تابلو برق صنعتی، تعداد زیادی سیم به تجهیزات مختلف متصل می‌شوند؛ استفاده مستقیم از سیم‌ها برای اتصال به بیرون تابلو می‌تواند نامنظم و خطرناک باشد. ترمینال ریلی راه‌حلی برای این مسئله است: ترمینال‌های استاندارد روی ریل نصب می‌شوند و هر یک دارای پیچ یا مکانیزم فنری برای محکم کردن انتهای سیم است. سیم‌های ورودی/خروجی از بیرون تابلو به یک سمت ترمینال وصل می‌شوند و سیم‌های داخلی تابلو (متصل به تجهیزات) به سمت دیگر آن، در نتیجه یک نقطه رابط مرتب ایجاد می‌شود. این کار علاوه بر نظم‌دهی به سیم‌کشی، تعویض یا جداسازی تجهیزات را نیز آسان می‌کند؛ زیرا به جای بازکردن سیم از خود تجهیز، می‌توان از روی ترمینال جداسازی را انجام داد.

ترمینال‌ها از جنس رسانای مسی با روکش آبکاری (معمولاً قلع) ساخته شده و بدنه‌ای عایق از جنس پلی‌آمید یا باکالیت دارند. چند نوع متداول ترمینال عبارت‌اند از: ترمینال پیچی (سیم با پیچ فشاری ثابت می‌شود)، ترمینال فشاری یا فنری (از نیروی فنر برای نگهداشتن سیم استفاده می‌کند) و ترمینال شاخه‌ای یا چینی (دارای چندین خانه‌ی به‌هم‌پیوسته برای اتصالات ساده، عمدتاً در سیم‌کشی‌های روشنایی کاربرد دارد). در تابلوهای صنعتی اغلب از ترمینال ریلی پیچی استفاده می‌شود که روی ریل DIN نصب شده و هر کدام برای یک سطح مقطع سیم طراحی شده‌اند (مثلاً ترمینال 2.5 برای سیم تا 2.5 میلی‌متر مربع). برای اتصال سیم به ترمینال معمولاً سرسیم یا کابلشو به انتهای سیم پرس می‌شود تا اتصال بهتر و مطمئن‌تری ایجاد گردد. همچنین ترمینال‌های ارت (زمین) که به بدنه فلزی تابلو متصل‌اند برای یکپارچه کردن اتصال زمین تمامی سیم‌های ارت ورودی/خروجی به‌کار می‌روند.

نکته دیگر شماره‌گذاری ترمینال‌ها است که در نقشه مدار و روی خود ترمینال مشخص می‌شود. این امر کار عیب‌یابی و نصب را برای تکنسین‌ها بسیار ساده‌تر می‌کند. در مجموع، ترمینال‌ها جزئی ضروری جهت توزیع منظم اتصالات هستند و بدون وجود آنها سیم‌کشی تابلو پیچیده، نامنظم و نگهداری آن دشوار خواهد شد.

ریل مینیاتوری (ریل DIN)

ریل مینیاتوری که با نام ریل تابلویی DIN نیز شناخته می‌شود، یک میله یا پروفیل استاندارد فلزی است که داخل بدنه تابلو نصب شده و تجهیزات تابلویی به صورت ماژولار روی آن چفت می‌شوند. جنس این ریل‌ها معمولاً فولاد گالوانیزه است و در اندازه استاندارد ۳۵ میلی‌متری (عرض) ساخته می‌شوند که با استاندارد IEC/EN 60715 مطابقت دارد. دلیل نام‌گذاری DIN آن است که این استاندارد نخستین بار توسط موسسه استاندارد آلمان (DIN) تعریف شد.

وظیفه اصلی ریل DIN سهولت در نصب و چیدمان اجزا است. بیشتر قطعات تابلویی سایز کوچک و متوسط – مانند کلیدهای مینیاتوری (MCB)، کلیدهای محافظ جان، رله‌ها، ترمینال‌های ریلی، کنترل‌کننده‌های حرارتی، منبع تغذیه ریلی و غیره – دارای یک گیره فنری یا پلاستیکی در پشت خود هستند که دقیقا روی لبه ریل DIN قفل می‌شود. بدین ترتیب نصاب تابلو می‌تواند تعداد زیادی قطعه را به سرعت روی یک یا چند ردیف ریل مونتاژ کند، بدون نیاز به سوراخ‌کاری و پیچ کردن تک‌تک آنها به بدنه. این ویژگی علاوه بر سرعت مونتاژ، در نگهداری و تعمیرات نیز بسیار مفید است؛ به راحتی می‌توان یک قطعه معیوب را از روی ریل خارج و تعویض کرد و سپس دوباره روی ریل سوار نمود، بدون تغییر در ساختار کلی تابلو.

ریل‌های DIN در طول‌های استاندارد (مثلاً شاخه‌های یک متری یا دو متری) عرضه می‌شوند و نصاب می‌تواند آنها را متناسب با اندازه تابلو برش دهد. برای جلوگیری از جابجا شدن تجهیزات روی ریل، در ابتدا و انتهای ردیف تجهیزات از بست انتهایی ریل استفاده می‌شود که به ریل پیچ شده و قطعات را در جای خود محکم نگه می‌دارد. انواع دیگری از ریل‌ها نیز وجود دارند مانند ریل‌های C شکل یا G شکل که در برخی تابلوهای خاص به کار می‌روند، اما رایج‌ترین نوع در تابلوهای صنعتی همان ریل تخت ۳۵ میلی‌متری استاندارد است.

در مجموع، ریل مینیاتوری ستون فقرات نصب تجهیزات داخل تابلو است و چینش منظم و ماژولار قطعات را امکان‌پذیر می‌سازد. بدون این ریل‌ها، نصب اجزای متعدد در فضای محدود تابلو با سختی زیادی همراه بود و تغییر آرایش تجهیزات نیازمند بازطراحی مکانیکی تابلو می‌شد.

سیم‌ها و کابل‌ها

سیم‌ها و کابل‌ها در تابلو برق صنعتی همان مسیری هستند که جریان الکتریکی را بین تجهیزات مختلف هدایت می‌کنند. به بیان ساده، سیم‌کشی تابلو مانند رگ‌های یک سیستم است که ارتباط الکتریکی را بین اجزا برقرار می‌سازد. هر تابلو بسته به کاربرد خود، شامل تعداد زیادی سیم و کابل با رنگ‌ها و مقاطع مختلف است که باید به‌صورت منظم سازمان‌دهی شوند تا هم عملکرد الکتریکی صحیح داشته باشند و هم تعمیرات و عیب‌یابی آسان باشد.

ویژگی‌های مهم سیم‌ها و کابل‌های مورد استفاده در تابلو برق صنعتی عبارت‌اند از:
– سطح مقطع مناسب: هر مسیر جریان در تابلو باید با سیم یا کابل دارای سطح مقطع مناسب اجرا شود تا در جریان نامی خود داغ نشود. برای مثال برای جریان‌های کم (سیگنال یا فرمان) از سیم‌هایی با سطح مقطع 0.5 یا 1.5 میلی‌متر مربع استفاده می‌شود، در حالی که برای برق‌های اصلی و باس‌بار ممکن است کابل‌های با سطح مقطع بزرگ (16، 35، 50 میلی‌متر مربع یا بیشتر) به کار رود. انتخاب سطح مقطع بر اساس شدت جریان عبوری و افت ولتاژ مجاز صورت می‌گیرد.

• عایق‌بندی و کد رنگ: عایق سیم‌ها معمولاً از PVC یا XLPE بوده و مطابق استانداردها رنگ‌بندی می‌شوند. مثلا رنگ زرد/سبز برای سیم ارت (زمین) استفاده می‌شود، آبی کم‌رنگ برای سیم نول در سیستم‌های تک‌فاز یا چهار سیمه، و رنگ‌های دیگر (قرمز، مشکی، قهوه‌ای و …) برای فازها و سایر اتصالات به کار می‌روند. این کدهای رنگی به تکنسین کمک می‌کند تا ماهیت هر سیم را به سرعت تشخیص دهد.
• اتصال انتهایی مطمئن: انتهای سیم‌ها جهت اتصال به ترمینال‌ها یا تجهیزات، باید به درستی آماده‌سازی شوند. برای سیم‌های نازک و افشان، معمولاً از سرسیم (وایرشو) استفاده می‌شود که به سر سیم پرس می‌گردد تا رشته‌های آن یکپارچه شده و زیر پیچ ترمینال له نشوند. برای کابل‌های قدرت با سطح مقطع بالا، از کابلشوهای مسی یا آلومینیومی استفاده می‌شود؛ کابلشو بوسیله پرس هیدرولیک به انتهای کابل متصل شده و سپس با پیچ و مهره به شینه یا کلید بسته می‌شود. این روش‌ها اطمینان می‌دهند که اتصال الکتریکی مقاوم و با دوام باشد و در محل اتصال، مقاومت اضافی یا حرارت ایجاد نشود.
• مسیر‌بندی منظم: داخل تابلو برای جمع‌آوری و هدایت دسته‌سیم‌ها از داکت‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. داکت تابلویی یک محفظه مستطیلی شیاردار است که روی سینی تابلو پیچ می‌شود و سیم‌ها داخل آن قرار می‌گیرند. شیارهای جانبی داکت اجازه می‌دهد سیم‌ها در نقاط لازم از داکت خارج و به تجهیزات متصل شوند. استفاده از داکت باعث نظم سیم‌کشی، جلوگیری از درهم‌ریختگی و حفاظت سیم‌ها در برابر صدمات مکانیکی می‌شود. همچنین سیم‌ها با بندهای پلاستیکی (بست کمربندی) در دسته‌های کوچک مهار می‌شوند تا مرتب باقی بمانند.
• نشانه‌گذاری سیم‌ها: جهت سهولت عیب‌یابی، معمولاً هر سیم در تابلو دارای یک شماره یا کد مشخص است که در نقشه مدار آمده است. با استفاده از لیبل یا تیوپ شماره‌گذاری، این کد روی هر دو سر سیم نصب می‌شود. بدین ترتیب یک تکنسین به راحتی می‌تواند دنبال کند که هر سیم از کجا به کجاست و عملکرد آن چیست.

در کل، سیم و کابل به عنوان جزء پایه‌ای تابلو برق صنعتی، نقش انتقال انرژی یا سیگنال را بین دیگر اجزا ایفا می‌کند. هرگونه اشتباه در انتخاب سایز، اتصال یا سیم‌کشی نادرست می‌تواند به خرابی تجهیزات یا بروز حادثه منجر شود؛ لذا استانداردهای سیم‌کشی صنعتی (مانند IEC 60204 برای ماشین‌آلات) باید دقیقا رعایت شوند تا تابلو عملکرد مطمئن و طولانی‌مدت داشته باشد.

تجهیزات کنترل (رله، تایمر و PLC)

تجهیزات کنترل مغز متفکر و عناصر تصمیم‌گیرنده در تابلو برق صنعتی هستند. این تجهیزات شامل انواع رله‌ها، تایمرها و کنترل‌گرهای منطقی برنامه‌پذیر (PLC) می‌شوند که وظیفه‌شان دریافت ورودی‌ها (از سنسورها یا اپراتور)، پردازش منطق کنترلی، و در نهایت صدور فرمان‌های لازم به کلیدها و عملگرها است. در این بخش به هر یک از این اجزا می‌پردازیم:

• رله (Relay): رله یک سوییچ الکترومکانیکی یا حالت‌جامد است که با دریافت یک سیگنال کنترلی (مثلاً برق 24 ولت DC یا 230 ولت AC در بوبین) می‌تواند یک یا چند مدار مجزا را قطع و وصل کند. رله‌های الکترومکانیکی متداول دارای یک سیم‌پیچ (بوبین) و چند تیغه‌ی سوئیچ (کنتاکت‌های باز و بسته) هستند. هنگامی که بوبین برق‌دار شود، میدان مغناطیسی حاصل یک تیغه فلزی را جذب کرده و وضعیت کنتاکت‌ها را تغییر می‌دهد؛ مثلاً کنتاکت باز (NO) را می‌بندد و یا برعکس. به این ترتیب رله اجازه می‌دهد با یک جریان یا ولتاژ کوچک، یک مدار مجزا با جریان بزرگتر را کنترل کنیم. رله‌ها در تابلو برق برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند: از رله‌های کمکی برای تقویت سیگنال‌های کنترلی گرفته تا رله‌های حفاظتی (مثل رله کنترل فاز، رله کنترل سطح مایعات، رله کنترل بار) که شرایط غیرعادی را حس کرده و فرمان قطع صادر می‌کنند. همچنین رله‌های حالت‌جامد (SSR) نیز وجود دارند که بدون قسمت متحرک و با عناصر الکترونیکی، سوییچینگ سریع و بدون جرقه را انجام می‌دهند. رله جزء جدایی‌ناپذیر مدار فرمان است و عملکرد بسیاری از توالی‌های کنترلی ساده به وجود همین رله‌های الکترو مکانیکی وابسته است.
• تایمر (Relay Timer): تایمر یا رله زمانی یک نوع خاص از رله است که قابلیت تاخیر زمانی در قطع یا وصل کنتاکت‌ها را دارد. تایمرها امکان زمان‌بندی عملیات را فراهم می‌کنند؛ برای مثال روشن ماندن یک موتور برای مدت مشخص، یا تاخیر در استارت یک دستگاه پس از وصل برق اصلی. تایمرها انواع مختلفی دارند: برخی On-delay هستند (پس از تحریک بوبین، با تاخیر مشخص کنتاکت‌ها را تغییر می‌دهند) و برخی Off-delay (با قطع تحریک، با تاخیر عمل می‌کنند). همچنین تایمرهای آنالوگ (با عناصر مکانیکی یا الکترومکانیکی ساده) و تایمرهای دیجیتال (دقیق‌تر و قابل برنامه‌ریزی) موجودند. در تابلوهای برق صنعتی، تایمرها نقش مهمی در اتوماسیون‌های ساده بر عهده دارند؛ به عنوان مثال در مدار راه‌اندازی ستاره-مثلث موتور از دو تایمر استفاده می‌شود: یکی برای تغییر اتصال ستاره به مثلث پس از چند ثانیه، و دیگری برای جلوگیری از استارت مجدد سریع موتور. تایمرهای قابل تنظیم به مهندسین اجازه می‌دهند زمان‌بندی مدار را با توجه به نیاز فرآیند تنظیم کنند (از چند دهم ثانیه تا چندین ساعت بنا بر نوع تایمر). وجود تایمرها باعث می‌شود فرآیندها بدون دخالت اپراتور و به صورت خودکار و دقیق زمان‌بندی‌شده انجام شوند.
• PLC (Programmable Logic Controller): PLC یک کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر و در حقیقت کامپیوتر صنعتی تخصصی است که برای کنترل اتوماتیک فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود. PLC ها دارای ورودی‌های متنوع (دیجیتال یا آنالوگ) برای دریافت سیگنال از سنسورها، کلیدها و … و خروجی‌های متنوع برای فرمان به عملگرها (کنتاکتورها، شیرهای برقی، موتورهای پله‌ای و غیره) هستند. آنچه PLC را متمایز می‌کند، قابلیت برنامه‌ریزی آن است؛ مهندس کنترل می‌تواند منطق عملکرد سیستم را به صورت یک برنامه (معمولاً با زبان نردبانی Ladder یا زبان‌های متن‌محور مانند STL) در PLC تنظیم کند. PLC طبق این برنامه به ورودی‌ها واکنش نشان داده و خروجی‌ها را تنظیم می‌کند. در تابلو برق صنعتی، PLC معمولاً به عنوان هسته مرکزی بخش کنترل عمل می‌کند و جایگزین تعداد زیادی رله و تایمر سنتی می‌شود. برای مثال در یک تابلو کنترلی دستگاه بسته‌بندی، PLC وضعیت سنسورها را خوانده و به ترتیب مناسبی موتور‌ها و سیلندرها را فرمان می‌دهد تا سیکل بسته‌بندی انجام شود. PLC‌ها بسیار قابل اعتماد، مقاوم در برابر نویز صنعتی و اغلب ماژولار هستند (می‌توان تعداد ورودی/خروجی و ماژول‌های ارتباطی را بسته به نیاز اضافه کرد). با وجود PLC و نمایشگرهای HMI، تابلوهای برق صنعتی مدرن قابلیت کنترل و مانیتورینگ پیشرفته‌ای دارند که به مهندسین امکان می‌دهد فرآیندهای پیچیده را خودکار کرده و پارامترها را به راحتی تنظیم یا نظارت کنند.

به طور خلاصه، تجهیزات کنترل به تابلو برق صنعتی این امکان را می‌دهند که فراتر از یک جعبه توزیع ساده، به یک واحد فرمان‌دهنده هوشمند تبدیل شود. رله‌ها و تایمرها برای کنترل‌های منطقی ساده و وظایف پایه، و PLC برای کنترل‌های پیچیده و انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود. ترکیب درست این ادوات در کنار یک‌دیگر، اتوماسیون صنعتی مطمئن و قابل انعطافی را نتیجه می‌دهد که بهره‌وری و ایمنی سیستم‌های برقی را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد.

شینه‌ها (باس‌بارها)

شینه یا باس‌بار (Busbar) یک رسانای فلزی با سطح مقطع نسبتاً بزرگ است که برای توزیع جریان الکتریکی در داخل تابلو به کار می‌رود. به عبارت ساده، شینه جریان را به جای سیم و کابل بین بخش‌های مختلف تابلو منتقل می‌کند. شینه‌ها معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم با خلوص و رسانایی بالا ساخته می‌شوند و شکلی تخت (شمشی مستطیلی) دارند. به دلیل سطح مقطع زیاد و شکل صاف، شینه توانایی عبور جریان‌های بسیار بالا را با افت ولتاژ کم و گرم شدن کنترل‌شده داراست. در تابلو برق صنعتی هر فاز برق سه‌فاز و همچنین نول (و گاهی ارت) دارای شینه‌ی مجزا است؛ مثلاً سه شینه فاز R, S, T با رنگ‌های قرمز، زرد، آبی (طبق استاندارد قدیم ایران) یا قهوه‌ای، مشکی، خاکستری (طبق استاندارد جدید) مشخص می‌شوند، یک شینه آبی برای نول و شینه سبز/زرد برای ارت در نظر گرفته می‌شود.

وظیفه اصلی شینه‌ها جمع و پخش انرژی است؛ یعنی دریافت برق از منبع اصلی (ورودی تابلو) و توزیع آن بین انشعابات و تجهیزات خروجی. برای مثال، در یک تابلو توزیع، کابل ورودی اصلی به شینه‌ها متصل می‌شود و سپس از هر شینه انشعابات متعددی از طریق کلیدها و فیوزها به مصرف‌کننده‌ها می‌رود. استفاده از شینه به جای کابل در این بخش‌ها مزایایی دارد از جمله:
– شینه‌ها اتصال مکانیکی و الکتریکی بسیار مطمئنی ایجاد می‌کنند و افت ولتاژ و تلفات کمتری نسبت به کابل (در جریان‌های بالا) دارند.
– آرایش شینه‌ها در مقایسه با چندین کابل موازی، فضای کمتری در تابلو اشغال می‌کند و نمای تابلو را مرتب‌تر می‌سازد. همچنین خطر گرم شدن و اتصال سست در شینه (با اتصالات پیچ و مهره‌ی مناسب) کمتر از چند کابل موازی است.
– از شینه‌ها می‌توان به سادگی انشعاب‌های متعددی گرفت. برای هر انشعاب کافیست یک ترمینال یا شاخک انشعاب به شینه متصل شود، در حالی که اگر کابل بود ممکن بود نیاز به مفصل‌سازی یا ترمینال‌های خاص باشد.

در نصب شینه‌ها، نکات فنی مهمی رعایت می‌شود. شینه‌ها روی مقره‌های عایق مخصوص (مقره‌های تابلویی از جنس پلی‌استر یا سرامیک) نصب و محکم می‌شوند تا با فاصله کافی از بدنه تابلو قرار گیرند و استقامت الکتریکی در برابر ولتاژ برقرار باشد. فاصله بین شینه‌های فازهای مختلف نیز طبق استاندارد باید به اندازه‌ای باشد که در حداکثر جریان اتصال کوتاه و شرایط گذرا، خطر جرقه و فلش‌اور کاهش یابد. سطح شینه‌های مسی معمولاً قلع‌اندود یا رنگ شده است تا در معرض هوا اکسید نشوند. در نقاط اتصال (مانند سوراخ‌های پیچ) سطح تماس شینه باید تمیز و بدون اکسید باشد تا اتصال الکتریکی کامل برقرار گردد. برای ایمنی بیشتر، روی شینه‌های برق‌دار اغلب کاور عایق یا رنگ عایق می‌پوشانند تا تماس تصادفی با آنها رخ ندهد.

شینه‌ها بسته به کاربرد تابلو می‌توانند اصلی یا فرعی باشند. شینه‌های اصلی همانطور که گفته شد ورودی و باس اصلی توزیع را تشکیل می‌دهند. شینه‌های فرعی ممکن است داخل تابلو برای توزیع ثانویه استفاده شوند؛ برای مثال در یک تابلو بانک خازنی، هر پله خازن از طریق شینه فرعی به باس اصلی متصل می‌شود. یا در تابلوهای کنترل، شینه‌های کوچک 24V DC و 0V برای توزیع تغذیه‌ی DC بین تجهیزات کنترلی تعبیه می‌گردند.

در کل، شینه به مثابه یک ستون فقرات الکتریکی در تابلو عمل می‌کند که همه دستگاه‌ها به آن متصل می‌شوند. بدون طراحی شینه‌کشی مناسب، امکان دارد توزیع جریان بالا در تابلو با مشکلات جدی همراه شود. بنابراین انتخاب جنس، ابعاد (عرض و ضخامت) و آرایش شینه‌ها باید با محاسبات دقیق مهندسی (با در نظر گرفتن جریان نامی و جریان اتصال کوتاه احتمالی) صورت گیرد تا تابلو در شرایط حداکثر بار و خطا پایدار و ایمن باقی بماند.

سیستم تهویه تابلو برق

بسیاری از تجهیزات داخل تابلو برق صنعتی در هنگام کار حرارت تولید می‌کنند (مثل تلفات حرارتی در ترانس‌ها، منابع تغذیه، درایوها، کنتاکتورها و غیره). اگر این گرما دفع نشود، دمای داخل تابلو افزایش یافته و می‌تواند به کارکرد نادرست یا کاهش عمر تجهیزات بینجامد. سیستم تهویه تابلو برق برای کنترل دمای داخل تابلو و تهویه هوای آن طراحی می‌شود تا شرایط محیطی مطلوب برای قطعات فراهم گردد.

ساده‌ترین شکل تهویه در تابلوهای کوچک، تهویه طبیعی است؛ یعنی طراحی تابلو به نحوی است که هوای گرم می‌تواند از طریق روزنه‌های بالایی تابلو خارج شود و هوای خنک‌تر از دریچه‌های پایینی وارد گردد (اثر دودکشی طبیعی). اما در تابلوهای صنعتی بزرگ‌تر یا تابلوهایی که تلفات حرارتی قابل‌توجهی دارند، از فن‌های تابلویی برای تهویه اجباری استفاده می‌شود. فن تابلویی معمولاً یک فن الکتریکی با ابعاد استاندارد (مثلاً 12×12 سانتیمتر) است که روی دیواره تابلو نصب می‌گردد و با چرخش خود هوای خنک محیط را به داخل تابلو می‌مکند یا هوای گرم را به بیرون می‌راند. برای جلوگیری از ورود گردوغبار به همراه هوای بیرون، روی دهانه ورودی فن یا دریچه‌ها فیلتر قرار داده می‌شود. ترکیب فن و فیلتر باعث می‌شود هوای تازه فیلترشده وارد تابلو شده و هوای گرم از منفذ دیگری (یا فن دیگری) خارج گردد، در نتیجه یک گردش هوای مطبوع در داخل تابلو برقرار شود.

علاوه بر خنک کردن، کنترل رطوبت داخل تابلو نیز مهم است. در محیط‌های سرد، ممکن است داخل تابلو به دلیل تفاوت دما دچار تعریق و رطوبت شود. برای حل این مشکل گاهی در داخل تابلو المنت گرمایشی کوچک (هیتر) به همراه ترموستات نصب می‌کنند که در دمای پایین روشن شده و دمای داخل تابلو را کمی بالا می‌برد تا از میعان رطوبت بر روی قطعات جلوگیری کند. این هیترها معمولاً توان پایینی دارند (مثلاً 50 وات) و فقط جهت رطوبت‌زدایی و یخ‌زدایی کاربرد دارند.

در مواردی که تابلو در محیط خیلی گرم یا فضای بسته بدون تهویه قرار دارد، می‌توان از سیستم‌های خنک‌کننده فعال مانند کولر گازی مخصوص تابلو یا مبدل حرارتی (هیت‌اگزنجزر) تابلو استفاده کرد. این سیستم‌ها البته هزینه‌بر هستند و بیشتر در تابلوهای حساس الکترونیکی (مثلاً تابلوهای اتاق سرور یا تابلوهای درایوهای توان بالا) نصب می‌شوند که نیاز به کنترل دقیق دما دارند.

به طور کلی، سیستم تهویه تابلو برق با حفظ دما و رطوبت در محدوده مناسب، پایداری عملکرد تجهیزات را تضمین می‌کند و مانع از آسیب ناشی از گرمای بیش از حد یا رطوبت می‌شود. انتخاب نوع تهویه و خنک‌کننده بسته به میزان تلفات حرارتی تابلو و شرایط محیط نصب انجام می‌شود. استانداردهای مربوطه (مانند استاندارد IEC 61439) توصیه‌هایی برای حداکثر دمای داخل تابلو و نحوه محاسبه نیاز تهویه ارائه می‌دهند که باید در طراحی رعایت شوند.

نشانگرها و وسایل اندازه‌گیری

نشانگرها و وسایل اندازه‌گیری تجهیزاتی هستند که وضعیت کار تابلو و کمیت‌های الکتریکی مهم را به صورت دیداری به اپراتور و تکنسین نشان می‌دهند. به عبارتی این ادوات، رابط‌های مانیتورینگ تابلو برق صنعتی محسوب می‌شوند.

نشانگرهای مرسوم در تابلو برق شامل چراغ‌های سیگنال یا لامپ‌های نشانگر هستند. چراغ سیگنال یک لامپ کوچک (اغلب LED) است که روی درِب یا پنل تابلو نصب می‌شود و با رنگ‌های مختلف، حالت‌های گوناگون را نمایش می‌دهد. برای مثال سه چراغ سیگنال با رنگ‌های قرمز، زرد و سبز ممکن است وضعیت کلید اتوماتیک اصلی را نشان دهند (قرمز = قطع، سبز = وصل، زرد = خطا یا تریپ). یا چراغ‌های سیگنال سبز در کنار موتور به معنای روشن بودن و قرمز به معنای خاموش بودن آن موتور استفاده می‌شود. این نشانگرها بسیار کم‌مصرف بوده و رنج ولتاژ کاری آن‌ها متفاوت است (24V, 110V, 220V AC/DC و غیره). به کمک چراغ‌های سیگنال، اپراتور می‌تواند با یک نگاه سریع، وجود ولتاژ، روشن یا خاموش بودن تجهیزات، یا بروز خطا را تشخیص دهد.

وسایل اندازه‌گیری نیز نقش کلیدی در پایش عملکرد سیستم دارند. رایج‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری تابلوهای صنعتی عبارت‌اند از:
– آمپرمتر (Ampermeter): برای اندازه‌گیری جریان مصرفی هر فیدر یا کل تابلو. آمپرمتر معمولاً توسط ترانس جریان (CT) به مدار متصل می‌شود تا جریان‌های بزرگ را نمونه‌برداری کرده و یک جریان ثانویه 5 آمپر قابل نمایش به دستگاه بدهد. آمپرمترها می‌توانند آنالوگ (عقربه‌ای) یا دیجیتال باشند.
– ولتمتر (Voltmeter): برای اندازه‌گیری ولتاژ (مثلاً ولتاژ خط به خط یا فاز به نول). معمولاً یک سلکتورسوئیچ ولتمتر هم به همراهش هست تا ولتاژ بین فازهای مختلف قابل انتخاب و مشاهده باشد.
– فرکانس‌سنج (Frequency Meter): جهت نمایش فرکانس شبکه (معمولاً 50 هرتز) که خصوصاً در تابلو ژنراتورها یا مصارف خاص مهم است.
– توان‌سنج و کسینوس‌فی‌متر: در تابلوهای پیشرفته‌تر یا تابلو بانک خازنی، توان اکتیو/راکتیو و ضریب توان (کسینوس فی) نیز نمایش داده می‌شود. این کار به کمک پاورمترهای دیجیتال یا وات‌مترهای آنالوگ و نیز کسینوس فی متر انجام می‌گیرد.
– مولتی‌مترهای تابلویی دیجیتال: امروزه به جای چندین دستگاه مجزا، اغلب از یک پاورآنالایزر دیجیتال استفاده می‌شود که قابلیت اندازه‌گیری همزمان ولتاژ سه فاز، جریان‌ها، فرکانس، توان، انرژی و ضریب توان را دارد و همه این اطلاعات را روی یک نمایشگر LCD نشان می‌دهد. این تجهیزات پیشرفته معمولاً دقت بالا داشته و حتی امکان ثبت مقادیر ماکزیمم/مینیمم یا ارتباط مدباس برای مانیتورینگ مرکزی را فراهم می‌کنند.

علاوه بر نمایشگرهای الکتریکی، برخی تابلوهای کنترل شامل صفحه نمایش‌های اپراتوری (HMI) نیز هستند که جزو تجهیزات اندازه‌گیری/نمایشگر محسوب می‌شوند و اطلاعات جامعتری از فرآیند را نشان می‌دهند (برای مثال در یک تابلو PLC، یک HMI می‌تواند دما، فشار، سرعت و وضعیت قسمت‌های مختلف ماشین را به‌صورت گرافیکی نمایش دهد).

با کمک وسایل اندازه‌گیری، پرسنل بهره‌بردار می‌توانند اطمینان حاصل کنند که تابلو در محدوده‌های طراحی‌شده کار می‌کند. مثلاً اگر آمپرمتر جریان غیرعادی را نشان دهد یا ولتاژ خروجی افت کند، زنگ خطری است تا پیش از وقوع حادثه اقدام لازم صورت گیرد. همچنین این ابزارها در عیب‌یابی پس از رخ دادن یک مشکل، اطلاعات اولیه با ارزشی فراهم می‌کنند (مثلاً مشاهده عدم تقارن جریان فازها که می‌تواند نشان‌دهنده ایراد در بارها باشد). به طور خلاصه، نشانگرها و تجهیزات اندازه‌گیری به عنوان چشم‌های تابلو برق عمل کرده و برای مانیتورینگ و ایمنی سیستم ضروری هستند.

منبع تغذیه (پاور ساپلای)

منبع تغذیه یا Power Supply دستگاهی است که وظیفه تأمین ولتاژ مناسب برای بخش‌های مختلف تابلو – به ویژه تجهیزات کنترلی و الکترونیکی – را برعهده دارد. در تابلوهای برق صنعتی معمولاً برق ورودی سه‌فاز یا تک‌فاز ولتاژ بالا (مثلاً 400 ولت AC یا 230 ولت AC) است، در حالی که بسیاری از اجزای کنترل و نمایشگر با ولتاژهای پایین DC کار می‌کنند (مثلاً 24V DC که بسیار متداول است). منبع تغذیه تابلویی این ولتاژ را از شبکه به مقدار مورد نیاز تبدیل می‌کند.

رایج‌ترین نوع منبع تغذیه در تابلوها، منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی با خروجی 24 ولت DC است. این دستگاه روی ریل DIN نصب می‌شود و مثلاً از 230 ولت AC ورودی، یک ولتاژ تثبیت‌شده‌ی 24V DC (یا مقادیر دیگر بسته به نیاز، مثلاً 12V یا 48V) تولید می‌کند. این ولتاژ DC سپس برای تغذیه کویل رله‌ها و کنتاکتورها، ورودی/خروجی‌های PLC، سنسورها، نمایشگرها و … استفاده می‌شود. چرا 24 ولت DC؟ زیرا سطح ولتاژی ایمن (SELV) محسوب می‌شود که خطر برق‌گرفتگی ندارد و همچنین بسیاری از تجهیزات کنترلی استاندارد در این سطح طراحی شده‌اند.

ویژگی‌های مهم منبع تغذیه عبارت‌اند از:
– ظرفیت جریان‌دهی (توان خروجی): باید مجموع جریان مصرفی تمامی تجهیزات DC را تأمین کند. منابع تغذیه معمول تابلویی جریان‌های 1 آمپر، 2 آمپر، 5، 10 و بالاتر دارند (مثلاً یک منبع 24V/10A قادر به تأمین حداکثر 240 وات توان DC است).
– پایداری ولتاژ و حفاظت داخلی: یک پاورساپلای صنعتی خوب باید در برابر تغییرات ولتاژ ورودی، ولتاژ خروجی ثابتی ارائه دهد (تنظیم خط و بار). همچنین دارای حفاظت‌هایی مانند محدودکننده جریان خروجی (برای جلوگیری از آسیب در صورت اتصال کوتاه در خروجی)، حفاظت در برابر حرارت بالا و حفاظت اضافه ولتاژ باشد.
– نشانگرها: اغلب روی منبع تغذیه یک LED سبز وجود دارد که روشن بودن و سلامت خروجی را نشان می‌دهد. برخی مدل‌ها یک کنتاکت Alarm هم دارند که افت ولتاژ خروجی یا خرابی را اعلان می‌کند.

علاوه بر تأمین برق DC کنترل، ممکن است در تابلوها به منابع تغذیه کمکی دیگری نیز نیاز باشد. برای مثال، یک تابلو ممکن است به ترانسفورماتور کنترل مجهز شود تا 230V را به 110V AC تبدیل کند اگر برخی کنتاکتورها یا رله‌ها با 110VAC تغذیه بوبین کار می‌کنند. یا در تابلوهای ابزار دقیق، یک منبع تغذیه 5V یا 12V DC اضافه برای سنسورها و ماژول‌ها در نظر گرفته شود. همه این منابع تغذیه باید کیفیت و ایمنی لازم را داشته باشند تا به طور پیوسته توان مورد نیاز سیستم را فراهم کنند.

در برخی کاربردهای حیاتی (مثل تابلوهای سیستم‌های کنترل اضطراری، تجهیزات مخابراتی، سرورها)، تابلو ممکن است شامل منبع تغذیه پشتیبان (UPS) یا ورودی تغذیه دوم باشد تا در صورت قطع برق اصلی، تغذیه قطعات حساس قطع نشود. هرچند در اکثر تابلوهای صنعتی معمول، UPS جداگانه در سیستم دیده می‌شود و داخل خود تابلو کنترل فقط منبع تغذیه AC/DC قرار می‌گیرد.

به طور خلاصه، منبع تغذیه به عنوان قلب تپنده بخش کنترل الکترونیکی تابلو عمل می‌کند که انرژی الکتریکی را در سطح ولتاژ مناسب و پایدار به سایر اجزا می‌رساند. انتخاب ظرفیت مناسب و قابلیت اطمینان این جزء، نقش مستقیمی در پایداری عملکرد کل تابلو دارد.

سایر اجزای فرعی تابلو برق صنعتی

علاوه بر اجزای اصلی که تاکنون شرح داده شد، تابلو برق صنعتی شامل طیف وسیعی از قطعات فرعی و لوازم جانبی است که هر کدام نقش مکملی در عملکرد صحیح و ایمنی تابلو دارند. برخی از مهم‌ترین تجهیزات فرعی عبارتند از:

• سرج ارستر (برق‌گیر یا SPD): وسیله‌ای حفاظتی برای مهار ولتاژهای گذرای ناگهانی (نظیر صاعقه یا نویزهای شدید شبکه) که به صورت موازی در ورودی تابلو نصب می‌شود. ارستر هنگام بروز اضافه ولتاژ خطرناک، آن را به زمین منحرف کرده و از تجهیزات حساس تابلو در برابر ضربات الکتریکی محافظت می‌کند.
• مقره و اتصالات عایقی: انواع مقره‌های عایق به‌عنوان پایه‌های نگهدارنده شینه‌ها یا جداسازی مکانیکی قطعات برق‌دار از بدنه استفاده می‌شوند. همچنین روکش‌های حرارتی (شرینک)، نوارهای عایق و واترپروف از لوازم عایقی هستند که برای ایزوله‌کردن یا کاور کردن اتصالات برهنه به کار می‌روند.
• گلند (Gland) و متعلقات ورودی کابل: گلند یک اتصال مکانیکی-عایقی است که در محل ورود کابل‌های خارجی به تابلو نصب می‌شود. گلندها کابل را محکم در جای خود ثابت کرده، لبه تیز سوراخ تابلو را پوشش می‌دهند و از ورود گردوغبار و آب از ناحیه ورود کابل جلوگیری می‌کنند. متناسب با قطر و تعداد کابل‌ها، گلندها در اندازه‌ها و جنس‌های مختلف (پلاستیکی، برنجی، استیل) انتخاب می‌شوند. استفاده از گلند مناسب نفوذپذیری IP تابلو را حفظ کرده و از آسیب دیدن روکش کابل و لق‌شدن آن جلوگیری می‌کند.
• چراغ داخلی تابلو و کلید درب: جهت سهولت در بازدید و تعمیرات داخل تابلو، اغلب یک چراغ روشنایی کوچک به همراه یک میکروسوئیچ درب تعبیه می‌شود. با باز کردن درب تابلو، میکروسوئیچ عمل کرده و چراغ روشن می‌شود تا فضای داخل تابلو را روشن کند. این ویژگی به خصوص در تابلوهای بزرگ یا اتاق‌های تاریک مفید است.
• بیزر یا آلارم صوتی: برخی تابلوها مجهز به آلارم صوتی هستند که در شرایط خطا (مثلاً اضافه بار، عملکرد رله حفاظتی، یا ورود غیرمجاز) به صدا در می‌آید تا اپراتور را آگاه کند. این آلارم معمولاً از طریق یک بازر (Buzzer) یا آژیر تابلویی تأمین می‌شود که روی بدنه نصب می‌گردد.
• کلید اضطراری (Emergency Stop): هرچند این جزء جزو مدار کنترل است، اما به عنوان یک قطعه فرعی ایمنی می‌توان ذکر کرد. شستی اضطراری قرمز رنگ روی تابلو (یا کنار دستگاه) نصب می‌شود که در مواقع خطر با ضربه دست فعال شده و بلافاصله مدارهای خطرناک را قطع می‌کند. این شستی برای تضمین ایمنی در ماشین‌آلات صنعتی ضروری است.
• سنسورها و ترانسducers: در تابلوهای پیشرفته ممکن است سنسورهایی مانند سنسور دما (برای مانیتور دمای داخل تابلو)، رطوبت‌سنج، سنسور دود یا شمارنده‌ها نیز نصب شود. مثلاً یک ترموستات داخل تابلو می‌تواند فرمان روشن شدن فن یا هیتر را بر اساس دمای داخلی بدهد. یا سنسور دود جهت تشخیص شروع حریق احتمالی در داخل تابلو و اعلام هشدار به سیستم اعلان حریق متصل می‌شود.
• ادوات ارتباطی و شبکه: در تابلوهای کنترل مدرن، ماژول‌های ارتباطی مانند سوئیچ شبکه اترنت، مودم‌های صنعتی (GSM/GPRS) یا درگاه‌های پروتکل (مانند مبدل‌های RS485 به فیبر نوری) نصب می‌شوند که ارتباط تابلو را با سایر سیستم‌های اتوماسیون یا مرکز کنترل برقرار می‌کنند. این تجهیزات گرچه ماهیت الکتریکی قدرت ندارند، اما جزئی از تابلو محسوب شده و برای یکپارچه‌سازی سیستم‌های صنعتی اهمیت دارند.

موارد فوق تنها بخشی از اجزای فرعی یک تابلو برق صنعتی هستند. هر تابلو بسته به پیچیدگی و کاربرد ممکن است ادوات خاص دیگری نیز داشته باشد. نکته کلیدی این است که یک تابلو برق صنعتی، مجموعه‌ای یکپارچه از تمام این اجزا است؛ اجزایی که هر کدام وظیفه‌ای مشخص دارند و در کنار هم هدف نهایی یعنی تأمین برق ایمن، قابل‌کنترل و پایدار را محقق می‌سازند.

جمع‌بندی

تابلو برق صنعتی قلب تپنده هر واحد صنعتی به‌شمار می‌آید که با داشتن مجموعه‌ای از اجزای متنوع، امکان توزیع انرژی الکتریکی به شکل سازمان‌یافته و کنترل‌شده را فراهم می‌کند. در این مقاله دیدیم که هر یک از اجزای اصلی تابلو – از بدنه مقاوم آن گرفته تا ریزترین رله‌های کنترلی – چگونه نقشی تعیین‌کننده در عملکرد کلی ایفا می‌کنند. بدنه و اسکلت تابلو حفاظت فیزیکی و محیطی را تأمین می‌کند؛ کلیدهای قطع و وصل و ادوات حفاظتی، فرمان‌دهی و ایمنی مدارها را تضمین می‌کنند؛ ترمینال‌ها، شینه‌ها، سیم‌ها و کابل‌ها ارتباطات الکتریکی منظم و مطمئن را ممکن می‌سازند؛ تجهیزات کنترلی مانند PLC و رله‌ها مغز متفکر سیستم‌اند که فرآیندها را خودکار و هوشمند می‌کنند؛ وسایل اندازه‌گیری و نشانگرها دیدبانی لحظه‌ای وضعیت را در اختیار ما قرار می‌دهند؛ و سایر لوازم جانبی هر یک گوشه‌ای از پازل عملکرد صحیح تابلو را کامل می‌کنند.

طراحی و اجرای صحیح تابلو برق صنعتی مستلزم دانش فنی عمیق و رعایت استانداردهای مربوطه است تا تابلو بتواند در شرایط سخت صنعتی به شکل مطمئن و بی‌وقفه کار کند. با شناخت عملکرد هر جزء، مهندسان برق و طراحان تابلو قادر خواهند بود بهترین تصمیمات را در انتخاب تجهیزات و پیکربندی مدارها اتخاذ کنند. به این ترتیب یک تابلو برق صنعتی بهینه می‌تواند سال‌ها با حداقل خرابی و حداکثر ایمنی وظیفه حیاتی خود را در تأمین انرژی و کنترل فرآیندهای صنعتی ایفا نماید.