نئے ایپلی کیشنز آف ٹائم ریلےز ان فاؤلٹ سیلف-ریکوری اینڈ ایکوئپمنٹ ڈیمیج پریونشن میں

صناعة التحكم الصناعي، لم تعد أجهزة التوقيت الميكانيكية مكونات جديدة، ولكن تطبيقاتها التقليدية غالباً ما تكون محدودة في سيناريوهات أساسية مثل بدء التشغيل المتسلسل والتشغيل بتخفيض الجهد، مما يفشل في استغلال قيمة جوهرية "التحكم الدقيق في التأخير". بناءً على الخبرة العملية للتنفيذ الفني، يتناول هذا المقال تحديات الإنتاج الشائعة التي تواجه الشركات ويركز على التطبيقات المبتكرة لأجهزة التوقيت الميكانيكية في مجالين من المشكلات عالية التكرار: "إعادة التشغيل الذاتي بعد الفشل" و"منع تلف المعدات". من خلال حالتين صناعيتين يمكن إعادة استخدامهما مباشرة، يقوم بتفكيك العملية بأكملها من تشخيص المشكلة إلى تنفيذ الحل، مما يوفر للشركات حلولاً ذات تكلفة منخفضة ومعتمدة وعملية.

1. سيناريو التطبيق 1: إعادة تشغيل مروحة السحب الكهربائية بقوة 75 كيلووات تلقائيًا بعد فقدان الطاقة لفترة قصيرة

1. ​المشكلة: المعدات البعيدة "سهلة التوقف لكن صعبة إعادة التشغيل."
   تعمل شركة على مروحة سحب كبيرة بقوة 75 كيلووات مع خزانة تحكم مثبتة في منطقة بعيدة. عندما يتسبب تقلبات شبكة الطاقة المؤقتة (مثل ضربة البرق) في التوقف، تواجه الشركة مأزقاً:
   • إعادة التشغيل اليدوي تستغرق وقتاً طويلاً: إرسال الأفراد إلى الموقع يستغرق وقتاً طويلاً، مما يعطل عمليات الإنتاج (مثل ضغط الفرن) ويقلل من جودة المنتج.
   • إعادة التشغيل القسري تتسبب بالمخاطر: التشغيل الكامل تحت الجهد بعد انخفاض سرعة المحرك يولد تيار دفع عالي، مما يضر بالمعدات وشبكة الطاقة. اتباع إجراءات إعادة التشغيل الكاملة يستغرق وقتاً طويلاً ولا يمكنه تجنب انقطاعات الإنتاج.
2. ​الحل: إضافة "مفتاح توقيت قطع الطاقة" لتوفير الاستعادة الذكية.
   بدون تعديل الخزانة الرئيسية أو تحديث PLC، فقط توصيل مفتاح توقيت قطع الطاقة (KT2) بالتوازي مع دائرة التشغيل بتخفيض الجهد Y-Δ الحالية.
3. ​منطق العمل (عملية ثلاثية الخطوات)​:
   • التشغيل الطبيعي: KT2 يتم تغذيته مع الملامس الرئيسي، ويغلق فوريًا "الملامس المفتوح عادة" الذي يتأخر عن الفتح، ليكون مستعدًا لإعادة التشغيل التلقائي.
   • فقدان الطاقة لفترة قصيرة: تفقد جميع المكونات الطاقة، ويبدأ KT2 في التأخير عند قطع الطاقة (وقت محدد T، مثل 10 ثوانٍ).
   • استعادة الطاقة (القرار الأساسي):
   o إذا عادت الطاقة خلال 10 ثوانٍ: تظل ملامس KT2 مغلقة، وتقوم الدائرة التحكمية بالتشغيل تلقائيًا، ويقوم المحرك فوراً بتشغيل Y-Δ، مما يسمح بإعادة التشغيل بدون رقابة سريعة.
   o إذا عادت الطاقة بعد 10 ثوانٍ: تفتح ملامس KT2، مما يقفل دائرة التشغيل لمنع التشغيل الخطر ويحتاج إلى فحص يدوي للسلامة.
4. ​قيمة التطبيق:
   • يضمن استمرارية الإنتاج: الاستعادة التلقائية الفورية تتجنب حوادث الإنتاج.
   • يحمي المعدات: يضمن التشغيل فقط عند سرعات محرك آمنة، مما يقضي على تيار الدفع العالي.
   • يوفر العمالة: يلغي الحاجة للزيارات المتكررة للموقع، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة.

1. سيناريو التطبيق 2: منع التشغيل المتكرر لمحرك مبرد الهيدروجين

1. ​المشكلة: تقلبات درجة الحرارة الحرجة تسبب "انتحارًا مزمنًا" للمحرك.
   يتم التحكم في محرك المبرد بواسطة مستشعر درجة الحرارة. عندما تتقلب درجة الحرارة بالقرب من النقطة الحرجة المحددة (مثل 24.8°C–25.2°C)، تقوم إشارة المستشعر بالتقلبات المتكررة، مما قد يؤدي إلى تشغيل وإيقاف المحرك 3–5 مرات في الدقيقة. الحرارة المتراكمة من التشغيل المتكرر (تيار التشغيل هو 5–7 مرات الجهد المقنن) يمكن أن تحرق المحرك بسهولة (تكلفة الاستبدال عشرات الآلاف من الدولارات)، مما ينتهك بشكل خطير متطلبات الشركة المصنعة "لا يزيد عن 30 تشغيل في الساعة."
2. ​الحل: إضافة "مفتاح توقيت التشغيل" لفرض فترات زمنية بين التشغيل.
   بدون استبدال نظام التحكم في درجة الحرارة، فقط استخدم مفتاح توقيت التشغيل (KT) لإضافة نقطة تحقق "تأخير قسري" للأمر التشغيلي.
3. ​منطق العمل (عملية رباعية الخطوات)​:
   • التشغيل الأول: إشارة التحكم في درجة الحرارة (K2) تغلق، مما يثير ملامس وسيط (1KA)، مما يسمح بتنشيط الملامس (KM) وتشغيل المحرك.
   • الإيقاف الطبيعي: تنخفض درجة الحرارة، K2 تفتح، 1KA يفقد التغذية، ويقف المحرك. في الوقت نفسه، يتم تغذية ملف KT ويبدأ في التأخير عند التشغيل (على سبيل المثال، محدد لمدة 2 دقيقة).
   • الطلب الثاني: تتجاوز درجة الحرارة الحد مرة أخرى، K2 تغلق. ومع ذلك، خلال تأخير KT لمدة 2 دقيقة، يظل "الملامس المغلق المتأخر" مفتوحًا، مما يقطع دائرة التشغيل ويمنع إعادة تشغيل المحرك حتى لو تم الضغط على الزر.
   • السماح بإعادة التشغيل: بعد انتهاء تأخير KT، يغلق ملامسه. إذا ظلت درجة الحرارة مرتفعة، يمكن إعادة تشغيل المحرك.
4. ​قيمة التطبيق:
   • يلغي المخاطر: يفرض فترة زمنية مدتها 2 دقيقة، مما يحد من عدد التشغيلات إلى 30 في الساعة، مما يمنع تماماً حرق المحرك ويضيف 3–5 سنوات إلى عمره.
   • تكلفة منخفضة للغاية: استثمار حوالي 100 دولار، لا حاجة لتعديل النظام الأصلي، يمكن تنفيذه في 1–2 ساعات، مع نسبة إدخال-إخراج تتجاوز 1:100.
   • حماية مزدوجة: يضيف "التحكم الزمني" إلى "التحكم في درجة الحرارة"، مما يحسن بشكل كبير موثوقية النظام.

1. ملخص والتوصيات التنفيذية

تشير الحالات أعلاه إلى أنه من خلال التحرك خارج العقلية التقليدية للتحكم المتسلسل وتصميم "منطق التأخير" بطريقة مرنة حول نقاط الألم الإنتاجية، يمكن لجهاز التوقيت الميكانيكي التقليدي حل مشاكل كبيرة بتكلفة منخفضة للغاية.

مزاياه الأساسية تشمل:

1. ​المرونة الوظيفية: باستخدام وضعين أساسيين "تأخير التشغيل" و"تأخير قطع الطاقة"، يمكنه إنشاء وظائف معقدة متنوعة مثل الاستعادة الذاتية ومنع التشغيل المتكرر والحماية المتسلسلة.
2. ​التكلفة المنخفضة: تكلف فقط 1/10 إلى 1/50 من الحلول التي تستخدم PLCs أو المحولات الترددي، ولا تتطلب التعديلات أي إعادة هندسة للدائرة الرئيسية، مما يجعلها مثالية للشركات الصغيرة والمتوسطة.
3. ​الصيانة السهلة: منطق بحت مادي، دون مخاطر الفشل البرمجي، ويمكن للتقنيين صيانته بناءً على الرسومات.

​التوصيات التنفيذية:
• ملاءمة السيناريو: يجب إعطاء الأولوية للتطبيقات مثل "الاستعادة الذاتية الفورية للعطل"، "تحديد تكرار الأفعال"، و"التحكم المتسلسل في المعدات المتعددة".
• ضبط المعلمات: يجب تحديد أوقات التأخير بشكل علمي (مثل الرجوع إلى منحنيات تساقط سرعة المحرك لإعادة التشغيل التلقائي، وأوقات التشغيل والإيقاف المقننة لمنع التشغيل المتكرر).
• اختيار البيئة: دائماً اختر المنتجات الصناعية المناسبة للظروف القاسية مثل الحرارة العالية والغبار ومتطلبات الانفجار لضمان الموثوقية طويلة الأمد.08:07:34