أعمال التحكم في العمليات المتعاقبة من المصنعين متصلين بالإنترنت

أجهزة التحكم في العمليات هي أنظمة تراقب العمليات التقنية أو الصناعية في المصانع وخطوط الإنتاج الحديثة وتنظمها وتحسنها.

بينما توفر أجهزة الاستشعار قيمًا مقيسة، على سبيل المثال الضغط ودرجة الحرارة ومستوى التعبئة، تقوم وحدات التحكم بمعالجة هذه المعلومات ومقارنتها بالقيم المحددة ثم التحكم في المشغلات مثل الصمامات أو المضخات أو المحركات أو السخانات.

فيما يلي نظرة عامة على وظائف وأنواع واستخدامات أدوات التحكم في العمليات بالإضافة إلى نظرة عامة على مزاياها:

كيف تعمل ضوابط العمليات:

تعمل ضوابط العمليات وفقًا لمبدأ أساسي بسيط ولكنه مرن للغاية:

1. الحصول على البيانات:
   تسجل المستشعرات متغيرات العملية مثل الضغط أو درجة الحرارة أو معدل التدفق أو مستوى التعبئة أو قيمة الأس الهيدروجيني أو السرعة.
2. معالجة الإشارات:
   تعالج وحدة التحكم، مثل PLC أو نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة أو نظام التحكم الموزع أو نظام التحكم في العمليات، القيم المقاسة وتتحقق من معقوليتها وتقارنها بقيم نقطة الضبط.
3. القرار/التحكم:
   استنادًا إلى خوارزميات أو منطق محدد مسبقًا، يقرر النظام التدابير التصحيحية اللازمة.
4. التحكم في المشغلات:
   التحكم في المشغلات مثل الصمامات أو المضخات أو صمامات البوابة أو المحركات لإعادة العملية إلى نطاق نقطة الضبط.
5. التصور/المراقبة:
   عرض قيم العملية في الوقت الحقيقي على لوحات HMI أو محطات التحكم، بما في ذلك وظائف الإنذار.

يؤدي ذلك إلى إنشاء حلقة تحكم مغلقة تعمل باستمرار وتحافظ على استقرار العملية.

أنواع ضوابط العملية:

هناك أنواع مختلفة من أدوات التحكم في العمليات، اعتمادًا على مدى تعقيدها وبنيتها ومجال تطبيقها:

1. وحدات تحكم بسيطة/كلاسيكية:
   منطق التبديل أو المرحلات أو أنظمة PLC البسيطة (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) التي تتحكم في الآلات الفردية أو خطوات العملية.
2. أجهزة التحكم ذات الحلقة المغلقة:
   أجهزة التحكم ذات التغذية الراجعة التي تقوم بإجراء مقارنات بين نقطة الضبط/التحكم الفعلي، مثل أجهزة التحكم PID لدرجة الحرارة أو الضغط أو معدل التدفق.
3. أنظمة التحكم الموزعة (DCS):
   أنظمة لا مركزية متصلة بالشبكة للمنشآت الصناعية الكبيرة.
   تعمل العديد من وحدات التحكم بالتوازي وتتواصل عبر الشبكات، وغالبًا ما تكون في الصناعات التحويلية مثل الكيماويات والنفط والغاز.
4. أنظمة التحكم في العمليات (DCS/SCADA):
   مستوى أعلى من التحكم في العمليات مع التصور الشامل، والحصول على البيانات، والإنذار، والأرشفة الجزئية لبيانات العملية.
5. أنظمة التحكم في الدُفعات والتسلسل:
   أنظمة التحكم في العمليات المتقطعة أو دفعات الإنتاج، على سبيل المثال عمليات الخلط والتحكم في الوصفات في صناعة الأغذية أو الأدوية.
6. أنظمة التحكم في السلامة وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ (SIS/ESD):
   الأنظمة المتخصصة التي تتدخل تلقائيًا في حالة وجود ظروف خطرة وتنقل الأنظمة إلى حالة آمنة.
7. أنظمة التحكم التكيفية/الذكية:
   الأنظمة الحديثة المزودة بخوارزميات الذكاء الاصطناعي أو خوارزميات التعلم الآلي التي تتكيف مع ظروف العملية المتغيرة.

استخدام ضوابط العمليات:

يمكن العثور على ضوابط العمليات في جميع الصناعات تقريبًا حيث تتم أتمتة عمليات الإنتاج أو الطاقة:

1. الكيماويات والبتروكيماويات:
التحكم في المفاعلات المعقدة والأعمدة والمضخات ومحطات الضواغط.

2. الطاقة وتكنولوجيا محطات الطاقة:
مراقبة الغلايات البخارية والتوربينات وتغذية الشبكة.

3. صناعة الأغذية والمشروبات:
التحكم في الدفعات، والتحكم في درجة الحرارة، وخطوط التعبئة والتغليف.

4. الأدوية والتكنولوجيا الحيوية:
عمليات الإنتاج المعقمة ومصانع التخمير.

5. النفط والغاز:
المصافي والتحكم في خطوط الأنابيب والمنصات البحرية.

6. تكنولوجيا المياه ومياه الصرف الصحي:
مراقبة محطات المياه ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي ومحطات الضخ.

7. صناعة المعادن والزجاج:
التحكم في الأفران، والتحكم في درجة الحرارة، والتحكم في تدفق المواد.

8. صناعة السيارات:
التحكم في ورش الطلاء ومصانع الكبس وخطوط التجميع.

وباختصار، تُستخدم أنظمة التحكم في العمليات حيثما تكون استمرارية العملية والسلامة والجودة ضرورية.

مزايا ضوابط العمليات:

• الاستقرار والدقة: تظل العمليات ثابتة ضمن النطاق المستهدف، حتى مع تذبذب قيم المدخلات.
• ضمان الجودة: اتساق جودة المنتج بفضل الالتزام الدقيق بالمعايير.
• زيادة السلامة: مراقبة الحالات الحرجة وإيقاف التشغيل التلقائي في حالات الطوارئ والإنذارات.
• زيادة الكفاءة: الاستخدام الأمثل للموارد (الطاقة والمواد الخام)، وخسائر أقل.
• الأتمتة والإغاثة: تدخل يدوي أقل، واحتمالية أقل للأخطاء، وخفض تكاليف الموظفين.
• المرونة وقابلية التوسع: يمكن تكييف أنظمة التحكم مع ظروف الإنتاج أو الوصفات الجديدة.
• الشفافية والتوثيق: يمكن تسجيل بيانات العملية وأرشفتها واستخدامها لضمان الجودة والتدقيق.
• التكامل في الصناعة 4.0: يمكن ربط أنظمة التحكم في العمليات الحديثة بالشبكة وهي متوافقة مع منصات إنترنت الأشياء والتحليلات السحابية والصيانة التنبؤية.

ضوابط العمليات هي الجهاز العصبي للمنشآت الصناعية. فهي تراقب العمليات وتتحكم فيها في الوقت الفعلي وتضمن الجودة والكفاءة والسلامة. بدءًا من وحدات التحكم في الترحيل البسيطة إلى أنظمة التحكم في العمليات المعقدة والمتصلة بالشبكة، هناك العديد من الأنواع المصممة خصيصًا لتلبية المتطلبات المختلفة. يوفر استخدام أنظمة التحكم في العمليات للشركات إنتاجية أعلى وتكاليف تشغيل أقل وامتثالًا موثوقًا لمعايير الجودة والسلامة - وبالتالي فهو عامل حاسم للإنتاج الصناعي التنافسي والمستدام.

فيما يلي نظرة عامة على أهم المعايير التي يجب البحث عنها عند شراء أدوات التحكم في العمليات:

عند شراء أدوات التحكم في العمليات، من المهم مراعاة ليس فقط الوظائف، ولكن أيضًا قابلية التوسع، والقدرة على الواجهة، والموثوقية وقابلية الصيانة على المدى الطويل. يمكن أن يؤدي الاختيار الخاطئ إلى اضطرابات تشغيلية وتكاليف متابعة عالية ومخاطر تتعلق بالسلامة.

• يتم إجراء تحليل شامل لمتطلبات العملية قبل إجراء عملية الشراء:
• ما هي الماكينات أو الخطوط أو الأنظمة التي يجب مراقبتها أو التحكم فيها؟
• هل نتحدث عن حلول فردية بسيطة أو عمليات دفعات أو عمليات مستمرة أو أنظمة متصلة بالشبكة؟
• ما هي المتغيرات المقاسة، الضغط، ودرجة الحرارة، ومعدل التدفق، ومستوى التعبئة، والأس الهيدروجيني وما إلى ذلك، التي يجب تسجيلها؟
• هل يجب على النظام ببساطة تسجيل البيانات أو تنفيذ مهام تحكم بسيطة أو أتمتة حلقات التحكم الكاملة؟
• يساعد التحليل الدقيق على تحديد حجم النظام وبنيته الصحيحة.
• PLC (وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة): لأدوات التحكم في الماكينة أو أدوات التحكم البسيطة أو العمليات الموحدة.
• DCS (نظام التحكم الموزع): للأنظمة المعقدة واسعة النطاق ذات وحدات التحكم المتعددة ونقاط القياس اللامركزية.
• SCADA/PLS: للمراقبة والتصور وتسجيل البيانات والتحكم عن بُعد في العمليات.
• أنظمة التحكم في السلامة وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ (SIS/ESD): للتطبيقات الحرجة التي تتدخل تلقائيًا في حالات الطوارئ.
• يعتمد اختيار النوع على مدى تعقيد النظام وعدد نقاط القياس والتحكم ومتطلبات السلامة.
• تحقق من الحافلات الميدانية وبروتوكولات الاتصال والشبكات المدعومة. مثل Profibus و Modbus و Ethernet/IP و OPC UA.
• التوافق مع أجهزة الاستشعار والمشغلات وأنظمة التحكم الموجودة أمر بالغ الأهمية.
• بالنسبة لتطبيقات الصناعة 4.0، يجب أن يكون النظام قادرًا على توفير البيانات بطريقة آمنة وموحدة.
• يجب أن يكون النظام قابلاً للتوسيع من أجل دمج العمليات الجديدة أو نقاط القياس أو توسعات النظام.
• تسمح المرونة في البرمجة وإعداد المعلمات بالتكيف مع تغييرات العملية دون تغييرات مكلفة في الأجهزة.
• تسهل الأنظمة المعيارية توريد قطع الغيار والتحديثات المستقبلية.
• تتطلب العمليات الحرجة وظائف السلامة مثل وحدات التحكم الزائدة وإمدادات الطاقة المزدوجة وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ.
• تحقق مما إذا كان النظام معتمداً، على سبيل المثال شهادات SIL لوحدات تحكم السلامة.
• كما أن أمن البيانات وضوابط الوصول (الأمن السيبراني) ضروريان اليوم.
• يجب أن تتيح لوحات HMI أو محطات التحكم التشغيل البديهي.
• يقلل التصور الجيد من أخطاء التشغيل ويسرع من استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
• تزيد الوثائق والأدوات البرمجية والتدريب من الكفاءة التشغيلية.
• تحقق من توافر قطع الغيار وتحديثات البرامج والدعم.
• يقلل المصنعون الذين لديهم شبكة خدمة عالمية من أوقات التعطل.
• سهولة الصيانة والتشخيص عن بُعد ووظائف المراقبة الذاتية توفر التكاليف على المدى الطويل.
• بالإضافة إلى تكاليف الاقتناء، تعتبر تكاليف دورة الحياة حاسمة: استهلاك الطاقة، والصيانة، وتراخيص البرمجيات، والتدريب، وقابلية الترقية.
• وغالبًا ما يؤتي الاستثمار في الأنظمة عالية الجودة ثماره من خلال زيادة استقرار العمليات وتقليل وقت التعطل وانخفاض تكاليف الموظفين.

ويتطلب شراء أدوات التحكم في العمليات نهجًا شاملاً: يجب تنسيق متطلبات العملية ونوع النظام والواجهات والسلامة وقابلية التوسع وقابلية التشغيل والخدمة.
إن الاختيار الدقيق يضمن عمليات موثوقة وفعالة وآمنة، ويقلل من تكاليف التشغيل، ويقلل من أوقات التعطل ويخلق الأساس للإنتاج الآلي الحديث. إذا كنت تأخذ هذه العوامل في الاعتبار، فأنت لا تستثمر في الأجهزة فحسب، بل تستثمر أيضًا في موثوقية العمليات على المدى الطويل وفعالية التكلفة.

يمكن شراء أدوات التحكم في العمليات من موردين مختلفين. يمكن العثور على معلومات شاملة عن مصنعي وموردي أدوات التحكم في المعالجة من جميع أنحاء العالم على موقع Exportpages.