تحليل مبدأ جهاز إرسال الضغط التفاضلي وحلول المشاكل الشائعة

استنادًا إلى مبدأ عمل وبنية جهاز إرسال الضغط التفاضلي، يتم وضع نموذج رياضي لفشل جهاز إرسال الضغط التفاضلي، وتحليل تأثير فشل الغشاء على حلقة التحكم، وبالاستناد إلى الخبرة العملية في الإنتاج، يتم تلخيص طريقة المعالجة في ثلاث حالات فشل مختلفة.

من خلال الجمع بين النظرية والتطبيق، من الممكن التعامل بشكل أفضل مع الأعطال وتقليل مخاطر الخسائر الاقتصادية التي قد تنجم عن وجود خلل في جهاز إرسال الضغط التفاضلي.

يُعد نظام التحكم في فرق الضغط جزءًا أساسيًا من نظام التحكم الآلي المستخدم بكثرة في الإنتاج الكيميائي، والذي سيتوسع نطاق استخدامه في الإنتاج الذكي. وإذا حدثت أي أعطال في هذا النظام، كعدم دقة القياسات، فسيؤثر ذلك سلبًا على الإنتاج الصناعي، لذا فإن تحليل الأعطال ومعالجتها في هذا النظام أمر بالغ الأهمية.

يمكن تقسيم حالات الشذوذ في نظام التحكم في الضغط التفاضلي إلى حالات شذوذ في صمام التحكم، وحالات شذوذ في وحدة التحكم، وحالات شذوذ في جهاز الإرسال، وما إلى ذلك، وفقًا لجزء حدوث حالات الشذوذ، حيث أن حالات الشذوذ في جهاز الإرسال هي الأكثر شيوعًا.

يؤثر جهاز الإرسال على أداء نظام التحكم بأكمله، وإذا تعطل، فسيؤثر ذلك بشكل كبير على الإنتاج. حاليًا، يتم استخدام المكثفات جهاز إرسال الضغط التفاضلي يُستخدم هذا الجهاز على نطاق واسع نظرًا لبنيته البسيطة ودقته العالية وسهولة صيانته. يقوم جهاز إرسال الضغط التفاضلي السعوي بتحويل بيانات المستوى والضغط وغيرها إلى إشارات تيار، وتُعد نقطة القياس الرئيسية هي عنصر قياس الغشاء المتحرك، حيث تكثر أعطال هذا الغشاء.

أولاً: مبدأ عمل جهاز إرسال الضغط التفاضلي

يمكن تقسيم أجهزة قياس الضغط التفاضلي إلى نوعين: أحادي الحجرة وثنائي الحجرة. عند تعرض غشاء جهاز القياس أحادي الحجرة للضغط، يؤدي تشوهه إلى تغيرات في مقاومته، فتصبح إشارات الخرج وقيم الضغط متطابقة. في حال تسبب خلل في الغشاء في تعطل الجهاز، ستحدث أخطاء في نقل المعلومات في حلقة التغذية الراجعة بأكملها، مما يؤدي إلى شلل نظام التحكم في الضغط التفاضلي.

ثانيًا، نموذج فشل جهاز إرسال الضغط التفاضلي

عند تعطل غشاء جهاز إرسال الضغط التفاضلي، تتأثر السعة الكهربائية، ويتم تحديد العلاقة بين الغشاء ومخرج الجهاز لفهم العلاقة بين الغشاء وتغير السعة. يتناسب تيار جهاز إرسال الضغط التفاضلي طرديًا مع فرق الضغط وعكسيًا مع معامل مرونة الغشاء. عادةً ما يتعطل جهاز إرسال الضغط التفاضلي عندما يعمل لفترة طويلة، ويكون فرق الضغط ثابتًا، بينما ينخفض ​​التيار مع زيادة معامل المرونة أو مرونة الغشاء، ويصبح تيار خرج الغشاء صفرًا.

ثالثًا: تأثير فشل الحجاب الحاجز على حلقة التحكم

عندما يعمل جهاز الإرسال لفترة طويلة، يتغير معامل المرونة للحجاب الحاجز. كلما زاد معامل المرونة، قلّ معامل درجة الفشل، وازدادت خطورة فشل الحجاب الحاجز. باستخدام منصة Matlab لإنشاء منصة محاكاة لنظام حلقة التحكم، يكون تيار الخرج وإشارة التتبع في جهاز الإرسال في حالة التشغيل الطبيعي، وتكون عملية الخرج في حالة توازن مستقر. إذا تغير معامل درجة الفشل، سيزداد خرج جهاز الإرسال مع زيادة التيار، وبعد فترة زمنية معينة، يبدأ خرج جهاز الإرسال في التناقص تدريجيًا حتى يصل إلى الصفر، وتكون قيمة العملية قد وصلت إلى أقصى قيمة لها.

رابعاً: استكشاف الأخطاء وإصلاحها

1- عطل في عرض قيمة الضغط لجهاز إرسال الضغط التفاضلي

أثناء عملية الإنتاج، لاحظ القائمون على التنفيذ أن قيمة الضغط المعروضة على شاشة نظام التحكم المركزي أعلى من القيمة المعروضة في الموقع. قام فنيو صيانة الأجهزة بفحص الموقع، ووجدوا أن قيمة الضغط المعروضة على شاشة LCD لجهاز إرسال الضغط التفاضلي وقيمة الضغط المعروضة على مقياس الضغط متطابقة مع قيمة الضغط المعروضة في نظام التحكم الموزع (DCS) خلال الاختبار الميداني، وأن قيمة العرض طبيعية. وباستخدام أجهزة القياس، تبين أن قيمة التيار المُرسل من جهاز الإرسال أقل من قيمة التيار الفعلي الخارج، مما يشير إلى وجود عطل في لوحة الدائرة. بعد استبدال لوحة الدائرة، أصبحت قيمة الضغط المعروضة على شاشة نظام التحكم المركزي مطابقة للقيمة المعروضة في الموقع.

2- انخفاض قيمة الضغط

لاحظ فريق نظام التحكم المركزي انخفاض قيمة شاشة جهاز إرسال الضغط، بينما وجدوا في موقع الحادث أن قيمة شاشة جهاز إرسال الضغط متطابقة مع قيمة شاشة نظام التحكم المركزي. قد يكون سبب العطل خللاً في أجهزة القياس الميدانية، ويعود ذلك على الأرجح إلى وجود سائل في خط التوجيه، أو انحراف نقطة الصفر في مقياس جهاز الإرسال. وفي موقع تصريف السائل في خط التوجيه، وُجدت كمية قليلة من السائل المتسرب، وكانت قراءة شاشة نظام التحكم المركزي متطابقة تقريبًا.

3- عطل في عرض قيمة الضغط

وجد فريق نظام التحكم المركزي أن قيمة الضغط لا تُعرض، فتحقق فريق الأجهزة من انخفاض قيمة الإشارة المرسلة من دائرة التحكم بالضغط، وتبين وجود عطل في دائرة القياس. وكشف الفحص الميداني لأطراف نظام التحكم المركزي عن وجود إنذار في أحد أطراف المصهرات في صف الأطراف، وبعد استبدال المصهر، أصبح عرض الضغط طبيعيًا. وأظهر قياس التأريض لأسلاك الموقع وجود تماس أرضي في الطرف السالب للأسلاك، كما كشف فحص خط كابل الفرع عن وجود تشققات في خط واجهة صندوق التوصيل، وبعد استبدال الخط، أصبح عرض قيمة الضغط مستقرًا.

ملاحظات ختامية

ال مبدأ عمل جهاز إرسال الضغط التفاضلي يُقدّم هذا البحث وصفًا موجزًا ​​لبنية جهاز إرسال الضغط التفاضلي، ويُنشئ نموذجًا رياضيًا لعطل هذا الجهاز، ويحلل تأثير عطل الغشاء على حلقة التحكم. وبالاستناد إلى الخبرة العملية في الإنتاج، يُلخّص البحث ويُقدّم ثلاثة أنواع مختلفة من الأعطال، مع التركيز على أساليب المعالجة، وذلك من خلال الجمع بين النظرية والتطبيق، بهدف تحسين التعامل مع هذه الأعطال. كما يُعزّز البحث في عمليات الإنتاج تشغيل جهاز إرسال الضغط التفاضلي، ويُجري التحقيقات اللازمة وفقًا لظروف العطل المختلفة، ويُعالجها. ويشمل ذلك إنشاء آلية لصيانة جهاز إرسال الضغط التفاضلي، وتوحيد إجراءات عمل الموظفين، ووضع برامج صيانة مُحكمة، وتعزيز عمليات التفتيش في موقع الإنتاج، وذلك للحد من الخسائر الاقتصادية الناجمة عن عطل هذا الجهاز.