كيفية اختيار ريلاي مستوى السوائل للخزانات الصناعية؟

متطلبات التطبيق الأساسية لاختيار ريلاي مستوى السوائل

مطابقة الوظائف مع أهداف التحكم بالخزان: الملء، التصريف، الحفاظ على المستوى، الإنذار، أو حماية المضخة

عند اختيار مرحل مستوى السائل، ابدأ بتحديد ما يحتاج الخزان إلى القيام به فعليًا: التعبئة، أو التفريغ، أو الحفاظ على مستوى معين، أو إصدار إنذارات، أو حماية المضخات. بالنسبة لمهام التعبئة، تقوم معظم المرحلات بتشغيل المضخة بمجرد انخفاض مستوى السائل عن علامة معينة. أما أنظمة التصريف فتعمل بشكل مختلف، وعادةً ما تُفعّل عملية التفريغ عندما يرتفع المستوى أكثر من اللازم. وتُستخدم وظيفة الحفاظ على المستوى للحفاظ على توازن بين نقطتين، وهي مفيدة جدًا في حالات مثل إضافة المواد الكيميائية حيث تكون الدقة مهمة. أما الإنذارات فهي موجودة لتحذر الأشخاص عندما يصل المستوى إلى نقاط خطرة، سواء بالارتفاع أو الانخفاض، مما يمنع كوارث مثل الفيضانات أو تشغيل المعدات بدون سوائل. كما أن حماية المضخات أمرٌ مهمٌ أيضًا. ووفقًا لبعض الدراسات الصادرة العام الماضي، فإن نحو ثلاثة أرباع أعطال المضخات تحدث بسبب عدم ضبط تحكم المستوى بشكل صحيح. تأكد من اختيار نوع الإخراج المناسب حسب المطلوب: إذ يعمل SPDT بشكل جيد في التحكم بالمضخات، بينما يتعامل DPDT بشكل أفضل مع الصمامات. ولا تنسَ التحقق من مدى توافقه مع نوع منطق التبديل الذي يناسب التطبيق.

احتياجات المنطق الحرج للسلامة: تصميم آمن من الفشل، تأخيرات مضادة للتأرجح، ومنطق سلامة إيجابي

عند العمل مع الأنظمة التي تكون فيها السلامة أمرًا بالغ الأهمية، يجب أن يركز منطق المرحل على الحفاظ على سلامة جميع المكونات. تعمل التصاميم الآمنة فنيًا على قطع التيار الكهربائي عند حدوث خلل، مما يعيد المضخات أو الصمامات إلى وضعها الأكثر أمانًا. ويصبح هذا مهمًا جدًا عند التعامل مع السوائل الخطرة. وتساعد التأخيرات المضادة للتذبذب، والتي تتراوح عادة بين 5 و30 ثانية، في منع التبديل المستمر الذي يحدث عندما تتقلب المستويات حول النقاط المحددة. وتقلل هذه التأخيرات من ارتداء المعدات وتحسن فعليًا عمر المحركات. ومع منطق السلامة الإيجابي، إذا حدثت مشكلة مثل تلف مستشعر، فإن المعدات تتوقف فورًا لمنع وقوع أي حادث. تحصل الأماكن التي تخزن الوقود والمواد الخطرة الأخرى على حماية إضافية من استخدام دوائر ثنائية السلك بدلًا من الدوائر الثلاثية السلك، لأن ذلك يساعد على اكتشاف القراءات الخاطئة قبل أن تتسبب في مشكلات. يؤدي الالتزام بمعايير مثل IEC 61508 إلى فرق كبير في منع الحوادث. ويُظهر أحدث تقرير لأنظمة السلامة أن تجاهل هذه الحمايات الأساسية يزيد من مستويات الخطورة بنسبة تقارب 40%. ولتسهيل الإصلاحات والصيانة في المستقبل، ابحث عن مرحلات مزودة بمؤشرات ضوئية توضح الحالة الحالية بالإضافة إلى أدوات تحكم يدوية تمكن الفنيين من الاستلام عند الحاجة.

خصائص السوائل وتوافق الاستشعار من أجل تشغيل موثوق

عوائق التوصيلية: لماذا تحدد توصيلية السوائل ملاءمة مرحل مستوى السوائل

كيف يعمل جهاز الإرسال على مستوى السائل يتوقف على مدى قناة السائل معظم جهازات الاستشعار المقاومة تحتاج إلى بعض التوصيل، عادة ما يكون بين 1 و 20 ميكروسيمان لكل سنتيمتر، لإنشاء دائرة مناسبة بين تلك المراصد الغارقة. لهذا السبب المواد الموصلة مثل مياه الصرف الصناعي أو المحلول الحمضية تميل إلى العمل بشكل جيد مع هذا النوع من الإعدادات. من ناحية أخرى، أشياء مثل الماء النقي جداً، والزيوت المختلفة، ومعظم المذيبات لديها مستويات توصيل أقل من 5 ميكروسيمان، مما يعني أنها لن تلعب بشكل جيد مع الأنظمة المقاومة القياسية. عند التعامل مع هذه المواد غير الموصلة، يلتفت المهندسون عادة إلى خيارات أخرى مثل أجهزة الاستشعار السعة أو تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية بدلا من ذلك. هذه البدائل يمكنها اكتشاف مستويات السائل بدقة دون الحاجة إلى أي توصيل كهربائي على الإطلاق، مما يحل المشكلة للتطبيقات التي لا تقطعها الأساليب التقليدية ببساطة.

التحديات مع الوسائط ذات التوصيلية المنخفضة أو التي يسهل ترسب الطلاء عليها: عندما تفشل أجهزة الاستشعار المقاومة

عندما تكون موصلية السوائل أقل من 1 ميكروسيمنز لكل سنتيمتر، فإنها ببساطة لا تحمل تيارًا كافيًا لجعل أجهزة الاستشعار المقاومة تعمل بشكل صحيح. وهذا يعني أنه حتى عندما تكون الخزانات ممتلئة تمامًا، قد تُظهر أجهزة الاستشعار مستويات منخفضة بشكل خطير بدلًا من ذلك. ويزداد الأمر سوءًا مع المواد السميكة أو اللزجة مثل الشراب، والطين، واللاصقات الصناعية. فهذه المواد تميل إلى الالتصاق بأقطاب أجهزة الاستشعار مع مرور الوقت، مشكلة طبقة عازلة تمنع إرسال الإشارات من خلالها. ويعرف منتجو الألبان هذا جيدًا، حيث تشير التقارير الصناعية الحديثة إلى أن خزاناتهم تشهد زيادة بنسبة 34 في المئة تقريبًا في مشكلات أجهزة الاستشعار الناتجة عن التصاق البروتينات بالمعدات. وفي التطبيقات التي تتعامل مع هذه الظروف الصعبة، يكون الانتقال إلى خيارات غير تلامسية أمرًا منطقيًا. إذ تتجنب الأنظمة الكهرومكثفة والأنظمة فوق الصوتية التلامس المباشر مع الأقطاب تمامًا، مما يقلل من متطلبات التنظيف ويحافظ على دقة القياسات رغم البيئات غير المرتبة.

اعتبارات التكامل الكهربائي والبيئي والميكانيكي

متطلبات الطاقة والواجهة والغلاف: تصنيفات الجهد، التوافق مع PLC، وتصنيفات IP/NEMA

عند إضافة مرحل مستوى السائل إلى أي نظام، توجد عدة جوانب رئيسية تحتاج إلى اعتبار دقيق، بما في ذلك المتطلبات الكهربائية، والظروف البيئية، والجوانب الميكانيكية. يجب أن يتوافق تصنيف الجهد مع مصدر الطاقة المتاح فعليًا. تعمل معظم التركيبات بشكل جيد إما مع إمدادات تيار مستمر بجهد 24 فولت أو تيار متردد بجهد 120 فولت، ولكن الخطأ في هذا الجانب قد يؤدي إلى مشكلات عديدة لاحقًا. ستحتاج المصانع الآلية إلى التحقق مما إذا كانت وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) الخاصة بها قادرة على التواصل مع المرحل الذي يتم تركيبه. ابحث عن الموديلات التي توفر تلامسات جافة أو تلك التي تُخرج إشارات تناظرية قياسية مثل 4 إلى 20 ملي أمبير، حتى يتصل كل شيء بسلاسة مع لوحات التحكم الحالية. كما أن الحماية من الظروف القاسية مهمة أيضًا. تساعد الصناديق المصنفة بدرجة لا تقل عن IP65 أو التي تستوفي مواصفات NEMA 4X في حماية المكونات داخل الخزانات الموجودة في الأماكن الخارجية أو البيئات الصناعية من الغبار والماء والمواد الكيميائية. الحرارة عامل آخر غالبًا ما يتم التغاضي عنه. تبدأ المكونات في التلف بشكل أسرع عند تعرضها باستمرار لدرجات حرارة عالية تزيد عن 50 درجة مئوية (حوالي 122 فهرنهايت). وفي الأماكن التي قد تكون فيها التآكل مشكلة، فإن استخدام مواد هيكلية من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البولي كربونات القوي يعد خيارًا منطقيًا لتحقيق أداء دائم.

الاختيار بين الموديلات الرئيسية: مرحل مستوى السوائل 72.01 مقابل 72.11

الاختيار بين الموديل 72.01 و72.11 يعتمد فعليًا على نوع العمل المطلوب في النظام. يعمل الموديل 72.01 بشكل ممتاز في عمليات التعبئة والتصريف البسيطة حيث تكون الموصلية الكهربائية للسائل جيدة. كما أن إعداده مباشر نسبيًا، مما يجعله خيارًا اقتصاديًا للعديد من التطبيقات القياسية. من ناحية أخرى، يتعامل الموديل 72.11 مع المهام الأصعب، خاصة عند التعامل مع سوائل ذات موصلية أقل من 5 ميكروسيمنز لكل سنتيمتر. ويشمل هذا الإصدار ميزات مثل إعدادات الاستجابة القابلة للتعديل، وبروتوكولات السلامة المدمجة، وحماية المضخات، والتي تُحدث فرقًا كبيرًا في البيئات الصناعية الحرجة حيث تكون الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.

اختر الطراز 72.11 في البيئات المتقلبة أو عالية الخطورة التي تتطلب إجراءات وقائية متقدمة، في حين يظل الطراز 72.01 مناسبًا للمراقبة الروتينية في بيئات مستقرة وغير حرجة. يجب دائمًا التحقق من قدرات الطراز وفقًا لخصائص السوائل والأهداف التحكمية الخاصة بك.