شركة جيانغسو هايفا للتصنيع الميكانيكي المحدودة

بصفتي مهندسًا تقنيًا طويل الأمد في تصميم واختيار وتقديم الخدمات الميدانية لمضخات العمليات الكيميائية API610، فإن فهمي للتحكم الآلي عن بُعد في مضخات المياه لا يقتصر على مجرد "تشغيل عن بُعد وإيقاف عن بُعد". بالنسبة لأنظمة الإنتاج المستمر مثل تكرير النفط والبتروكيماويات وكيمياء الفحم ووحدات اليوريا والكيماويات الدقيقة والطاقة الحرارية وتحلية المياه ومعالجة المياه البيئية، فإن التحكم الآلي في المضخات يجب أن يحل المشكلات الأساسية التالية: التشغيل الآمن، النقل المستقر، توفير الطاقة وخفض الاستهلاك، والإنذار المبكر. في السنوات الأخيرة، زاد الطلب في المواقع الصناعية على محطات المضخات الذكية، والصيانة عن بُعد، والصيانة التنبؤية، ومحطات المضخات الرقمية المزدوجة، وأنظمة التحكم الآلي لمضخات العمليات الكيميائية API610 بشكل ملحوظ. ظهور منصات الحوسبة عالية الأداء مثل الحاسوب الفائق LingSheng وفر أساسًا تقنيًا جديدًا للتحكم الآلي عن بُعد في مضخات المياه. لا تكمن قيمته في استبدال PLC أو DCS أو خزانات التحكم في التردد في الموقع، بل دمج كميات كبيرة من بيانات التشغيل ونماذج المحاكاة وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، مما يجعل التحكم في المضخات ينتقل تدريجيًا من "الحكم بالخبرة" إلى "الحكم بالبيانات".

أولاً: أهم شيء في التحكم عن بُعد لمضخات العمليات الكيميائية هو فهم ظروف التشغيل أولاً
عند اختيار مضخة العمليات الكيميائية API610، نركز دائمًا أولاً على الوسط، معدل التدفق، الرفع، درجة الحرارة، الضغط، هامش التجويف، الكثافة، اللزوجة، التآكل، ومحتوى المواد الصلبة. وينطبق الشيء نفسه على نظام التحكم الآلي عن بُعد. إذا كان النظام يجمع فقط التيار وضغط المخرج دون تحليل ضغط المدخل، درجة حرارة المحامل، الاهتزاز، حالة شطف الختم، درجة حرارة الوسط، وتغير نقطة تشغيل المضخة، فإنه لا يمكن اعتباره سوى مراقبة عادية، وليس تحكمًا ذكيًا حقيقيًا.

على سبيل المثال، مضخة العمليات الكيميائية من سلسلة HES من نوع API610-OH2 من Jiangsu Haifa، وهي مضخة طرد مركزي أفقية، ذات شق شعاعي، أحادية المرحلة، ناتئة، مصممة ومصنعة وفقًا لمعيار API610، ويمكن تجهيزها بأنظمة مساعدة ومراقبة مختلفة، ومناسبة لمجالات مثل مصافي التكرير، البتروكيماويات، الهندسة低温، كيمياء الفحم، الألياف الكيميائية، محطات الطاقة، الهندسة البيئية، الصناعات البحرية، وتحلية المياه. نطاق معلماتها التقنية الرئيسية يشمل:
نطاق التدفق: 2 ~ 2600 متر مكعب/ساعة
نطاق الرفع: حوالي 300 متر
درجة الحرارة المناسبة: -80 ~ 450 درجة مئوية
ضغط التصميم: 2.5 ميجا باسكال ~ 26 ميجا باسكال
هذه المعلمات، يمكن ملاحظة أن مضخات العمليات الكيميائية API610 لا تواجه ظروف مياه عادية، بل ظروف تشغيل معقدة مثل درجات الحرارة العالية، الضغط العالي، درجات الحرارة المنخفضة، التآكل، القابلية للاشتعال والانفجار، والتشغيل المستمر. عند توصيل هذه المعدات بنظام تحكم آلي عن بُعد، يجب مراعاة تصميم جسم المضخة، نظام الختم، نظام المحامل، نظام الأنابيب، ومنطق التحكم معًا.

ثانيًا: ما الذي يمكن أن يقدمه الحاسوب الفائق LingSheng للتحكم عن بُعد في مضخات المياه؟
يمثل الحاسوب الفائق LingSheng قدرات الحوسبة عالية الأداء، محاكاة الهندسة، تدريب الذكاء الاصطناعي، ومعال البيانات على نطاق واسع. في مجال التحكم الآلي عن بُعد لمضخات المياه، أعتقد أنه يمكن أن يلعب خمسة أدوار رئيسية.
الأول، هو إنشاء نماذج بيانات تشغيل المضخة. كل مضخة في الموقع تنتج يوميًا كمية كبيرة من البيانات، بما في ذلك ضغط المدخل، ضغط المخرج، التدفق، تيار المحرك، درجة حرارة المحمل، درجة حرارة جسم المضخة، سرعة الاهتزاز، ضغط شطف الختم، حالة مياه التبريد، تردد العاكس، فتحة الصمام، إلخ. في الماضي، كانت معظم هذه البيانات تُسجل فقط، ولم يتم استخدام الكثير منها فعليًا للتحليل. إذا تم تحميل هذه البيانات عبر بوابة الحافة إلى منصة البيانات، ثم تم استخدام قدرات الحوسبة عالية الأداء للنمذجة، يمكن تشكيل صورة تشغيل لكل مضخة.
الثاني، هو مقارنة منحنيات الأداء مع ظروف التشغيل الفعلية. تحتوي المضخة على منحنيات أداء عند مغادرة المصنع، ولكن أثناء التشغيل في الموقع، تتأثر بمقاومة الأنابيب، فتحة الصمام، لزوجة الوسط، تغيرات درجة الحرارة، تآكل الدفاعة، التجويف، والترسبات. من خلال منصة حوسبة مثل LingSheng، يمكن مقارنة منحنيات التصميم، منحنيات الاختبار، ونقاط التشغيل في الموقع على المدى الطويل، لتحديد ما إذا كانت المضخة تنحرف عن منطقة التشغيل عالية الكفاءة، وما إذا كانت تعمل لفترة طويلة في نطاق التدفق المنخفض، الكفاءة المنخفضة، أو خطر التجويف.
الثالث، هو إجراء التنبؤ بالأعطال. بالنسبة لمضخات العمليات الكيميائية API610، تشمل المشكلات الشائعة ارتفاع درجة حرارة المحامل، تسرب الختم الميكانيكي، تجاوز الاهتزاز، تآكل الدفاعة، التجويف، انسداد مرشح المدخل، انحراف محاذاة القارنة، وتأثير إجهاد الأنابيب. غالبًا ما تكون الصيانة التقليدية بعد حدوث العطل، بينما يمكن للتحكم الآلي عن بُ المقترن بتحليل الذكاء الاصطناعي تحديد الاتجاهات غير الطبيعية مبكرًا. على سبيل المثال، الارتفاع الطفيف في الاهتزاز، الزيادة البطيئة في درجة حرارة المحمل، زيادة تقلبات التيار، عدم استقرار ضغط المخرج، قد لا تكون هذه الإشارات واضحة بشكل فردي، ولكن بعد التحليل الشامل، قد تشير إلى أن المعدات دخلت حالة غير طبيعية.
الرابع، هو تحسين التشغيل المتوازي لمضخات متعددة والتشغيل بالتردد المتغير. تستخدم العديد من وحدات الكيماويات، أنظمة المياه المتداولة، أنظمة إمداد المياه، وأنظمة التدوير القسري مضخات متعددة بالتوازي. متى يتم تشغيل مضخة واحدة، ومتى يتم تشغيل اثنتين، ومتى يتم تبديل المضخة الاحتياطية، وكيفية ضبط تردد العاكس، لا يمكن الاعتماد فقط على التدفق اللحظي، بل يجب أيضًا مراعاة الكفاءة، الرفع، هامش التجويف، واستهلاك الطاقة. يمكن لمنصة الحوسبة الفائقة حساب خطط تشغيل أكثر منطقية بناءً على البيانات التاريخية وظروف التشغيل الفعلية، مما يقلل من وقت التشيل غير الفعال.
الخامس، هو دعم محطات المضخات الرقمية المزدوجة. الرقمنة المزدوجة لا تعني إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد جميل، بل مزامنة معلمات المعدات، معلمات الأنابيب، منطق التحكم، وبيانات التشغيل لمحطة المضخات الحقيقية في نموذج افتراضي. بهذه الطريقة، قبل ضبط الصمامات، تبديل مجموعات المضخات، أو تغيير التردد في الموقع، يمكن التنبؤ بتغيرات الضغط، التدفق، الاهتزاز، واستهلاك الطاقة في النموذج، مما يقلل من خطر الأخطاء التشغيلية.

ثالثًا: ما هي المعلمات التي نركز عليها عند توصيل مضخات API610 بالتحكم الآلي عن بُعد؟
من وجهة نظرنا التقنية، لا يمكن أن يقتصر التحكم الآلي عن بُعد في مضخات المياه على "هل يمكن تشغيلها". ما يجب مراقبته حقًا هو الفئات التالية من المعلمات:
المعلمات العملية: التدفق، الرفع، ضغط المدخل، ضغط المخرج، درجة حرارة الوسط، كثافة الوسط، اللزوجة، ضغط التبخر.
المعلمات الميكانيكية: درجة حرارة المحمل، اهتزاز المحمل، اهتزاز جسم المضخة، الإزاحة المحورية، حالة القارنة.
معلمات الختم: ضغط حجرة الختم، ضغط الشطف، تدفق مياه التبريد، اتجاه التسرب، حالة نظام الختم المساعد API682.
المعلمات الكهربائية: تيار المحرك، الجهد، الطاقة، معامل القدرة، تردد العاكس، ارتفاع درجة حرارة المحرك.
حالة التشغيل: عدد مرات التشغيل والإيقاف، وقت التشغيل المستمر، دورة تبديل المضخة الاحتياطية، سجلات الإنذار، سجلات الصيانة.
بعد تحميل هذه البيانات، يمكن للحاسوب الفائق LingSheng استخدامها لتحليل البيانات على نطاق واسع وتدريب النماذج، بينما يتولى PLC/DCS في الموقع تنفيذ أوامر التحكم المحددة. هذا يضمن سرعة استجابة التحكم في الموقع، ويستفيد من مزايا منصة الحوسبة الفائقة في التحليل والتنبؤ والتحسين.

رابعًا: تختلف أولويات التحكم عن بُعد باختلاف أنواع مضخات API610
تنتج Jiangsu Haifa مضخات العمليات الكيميائية API610 بما في ذلك سلسلة OH1/OH2، BB1~BB5، سلسلة VS، مضخات العمليات الكيميائية من نوع HES، مضخات اليوريا المنصهرة، مضخات تغذية محلل اليوريا، مضخات الملح المنصهر، المضخات الغاطسة، مضخات الدفع المغناطيسي عالية الحرارة، المضخات المحمية، مضخات التدوير القسري، إلخ. تختلف أولويات التحكم عن بُعد باختلاف نوع المضخة.
بالنسبة لمضخات العمليات الكيميائية API610-OH2/HES، فإن أولويات التحكم عن بُعد هي نقطة التشغيل المستقرة، مراقبة درجة حرارة المحامل والاهتزاز، والتحقق من سلامة خطة شطف الختم. نطاق تدفق هذه السلسلة هو 2 ~ 2600 متر مكعب/ساعة،رفع حوالي 300 متر، درجة الحرارة المناسبة -80 ~ 450 درجة مئوية، ضغط التصميم 2.5 ميجا باسكال ~ 26 ميجا باسكال، مناسبة لنقل الوسائط الكيميائية المعقدة.
بالنسبة لمضخات العمليات الكيميائية ذات التدفق الصغير والرفع العالي API610-OH2-HES(X)، نطاق التدفق 0.8 ~ 12.5 متر مكعب/ساعة، نطاق الرفع 12 ~ 125 مترًا، درجة الحرارة المناسبة -80 ~ 450 درجة مئوية، ضغط التصميم حوالي 2.5 ميجا باسكال. أكثر ما تخشاه مضخات التدفق الصغير هو الانحراف عن نقطة التصميم لفترة طويلة، لذلك يجب أن يركز نظام التحكم عن بُعد بشكل خاص على الحد الأدنى للتدفق المستقر المستمر، تقلبات ضغط المخرج، وحالة الختم.
بالنسبة لمضخة العمليات البتروكيماوية الثقيلة API-BB2 HFDD، نطاق التدفق  ~ 4000 متركعب/ساعة، الرفع حوالي 650 مترًا، درجة الحرارة المناسبة -80 ~ 450 درجة مئوية، ضغط التصميم 5.0 ميجا باسكال ~ 15.0 ميجا باسكال. تستخدم مضخات BB2 بشكل رئيسي في التكرير، البتروكيماويات، كيمياء الفحم، نقل النفط الخام، وظروف قاع البرج عالية الحرارة، وتتطلب تشغيلًا مستمرًا عاليًا. يجب أن يركز نظام التحكم على مراقبة الاهتزاز، درجة حرارة المحامل، ظروف المدخل، وتأثير إجهاد الأنابيب على تشغيل المضخة.
بالنسبة لمضخة الطرد المركزي متعددة المراحل الأفقية API-BB4 HCS، يمكن أنصل التدفق حوالي 500 متر مكعب/ساعة، والرفع يمكن أن يصل إلى 1000 متر، درجة الحرارة المناسبة -80 ~ 180 درجة مئوية، ضغط التصميم حوالي 15.0 ميجا باسكال. المضخات متعددة المراحل ذات رفع عالٍ، يجب أن يركز نظام التحكم على الضغط بين المراحل، القوة المحورية، صدمات التشغيل والإيقاف، حماية ضغط المخرج، واستقرار تنظيم التردد.
بالنسبة لمضخة اليوريا المنصهرة عالية الجودة من الفولاذ المقاوم للصدأ فائق الكربون API610-HES(U)، فهي تنقل بشكل رئيسي وسط Urea melt، الذي يتميز بدرجة حرارة عالية، سهولة التبلور، التآكل، وتقلبات ظروف التشغيل الكبيرة. تستخدم هذه المضخة المعلمات التقنية API610-OH2، ويمكن عزل الأجزاء الملامسة للوسط بالماء الساخن أو الزيت الحراري أو البخار، مع تصميم خالٍ من المناطق الميتة في المواقع الرئيسية وتحسين القنوات الداخلية. في هذه الظروف، يجب أن يركز نظام التحكم عن بُعد بشكل خاص على درجة حرارة العزل، موثوقية الختم، حالة منع التبلور، ومنطق الاستبدال والعزل بعد التوقف.

خامسًا: بنية النظام الموصى بها للتحكم الآلي عن بُعد
أعتقد أنه يمكن فهم الجمع بين مضخات العمليات الكيميائية API610 ومنصة الحوسبة الفائقة LingSheng وفقًا للبنية التالية:
طبقة المعدات في الموقع: مضخات العمليات الكيميائية API610، المحركات، العاكسات، أنظمة الختم الميكانيكي المساعدة، أنظمة التبريد، أنظمة التشحيم، الصمامات، وأجهزة القياس.
طبقة جمع البيانات: أجهزة إرسال الضغط، مقاييس التدفق، مستشعرات درجة الحرارة، مستشعرات الاهتزاز، وحدات جمع التيار، مقاييس المستوى، أجهزة كشف التسرب.
طبقة تنفيذ التحكم: PLC، DCS، خزانات التحكم في التردد، أنظمة الحماية المتشابكة، أنظمة الإيقاف الطارئ.
طبقة الحوسبة الحافة: بوابات صناعية، تخزين مؤقت للبيانات المحلية، حكم أولي على الحالات الشاذة، حماية انقطاع الشبكة.
طبقة تحليل المنصة: الحاسوب الفائق LingSheng، تحليل البيانات عالي الأداء، تدريب نماذجكاء الاصطناعي، محاكاة الرقمنة المزدوجة، تحسين استراتيجيات التشغيل.
طبقة الصيانة عن بُعد: أجهزة الكمبيوتر، الهواتف المحمولة، مركز التحكم المركزي، دفع الإنذارات، ملفات المعدات، اقتراحات الصيانة.
في هذه البنية، يجب أن يظل التحكم في الموقع مع أولوية السلامة المتشابكة كأولوية قصوى. لا يمكن لمنصة الحوسبة الفائقة تجاوز منطق الحماية في الموقع لتشغيل المعدات مباشرة، بل تقدم اقتراحات تشغيل، أحكام إنذار، خطط صيانة، واستراتيجيات تحسين بناءً على نتائج الحساب. هذا يتوافق بشكل أكبر مع متطلبات السلامة للوحدات الكائية.

سادسًا: تطبيق قدرات LingSheng الحاسوبية في التشغيل الموفر للطاقة
المضخات هي مستهلك كبير للطاقة في المنشآت الصناعية. في كثير من المواقع، يكون استهلاك الطاقة المرتفع بسبب سوء جودة المضخة نفسها، بل بسبب عدم منطقية نقطة التشغيل على المدى الطويل. على سبيل المثال، الانحراف الكبير بين التدفق التصميمي والتدفق الفعلي، الخنق الطويل الأمد لصمام الم