مستشعر قياس مستوى الرادار

مستشعر قياس مستوى الرادار

سيقدم هذا التقرير تفاصيل حول مقال "إنشاء نظام قياس مستوى في منشآت التخزين المرخصة" المنشور في الجريدة الرسمية رقم 32999، الصادر عن إدارة المستودعات المرخصة التابعة للمديرية العامة للتجارة الداخلية بوزارة التجارة.

المواضيع العامة هي كما يلي:

• ما هو مستشعر قياس مستوى الرادار؟ ما هو مبدأ عمله؟
• قراءة وتسجيل مستويات الصوامع في المستودعات المرخصة باستخدام برامج إعداد التقارير.
• مستشعر مستوى الرادار
• أهمية دمج مستشعرات مستوى الرادار مع أنظمة الأتمتة.
• يجب دمج برامج إعداد التقارير والأتمتة مع برامج مثل lidos، وغيرها، الموجودة عند مداخل المستودعات المرخصة.

1. ما هو مستشعر مستوى الرادار؟ ما هو مبدأ تشغيله؟

مستشعر مستوى الرادار هو جهاز فعال يُستخدم في التطبيقات الصناعية لقياس مستوى المواد، مثل السوائل والمواد الصلبة والمساحيق. يعتمد على مبدأ إرسال موجات كهرومغناطيسية عالية التردد إلى سطح الجسم، والحصول على معلومات المستوى من خلال الإشارات المرتدة. يمكن تقسيم مستشعرات مستوى الرادار إلى فئتين: السلسلة الأساسية، والتي يُمكن تسميتها بمنتجات مُقارنة السعر بالأداء، والسلسلة الاحترافية. تستطيع مستشعرات السلسلة الأساسية قياس ما يصل إلى 30 مترًا، بينما تستطيع السلسلة الاحترافية قياس ما يصل إلى 120 مترًا.

2. قراءة وتسجيل مستويات الصوامع في المستودعات المرخصة باستخدام برامج إعداد التقارير.

برامج إعداد التقارير هي برامج تُسجل جميع الحركات في أنظمة الأتمتة، وتوفر مراقبة بأثر رجعي. تُنقل جميع الحركات والعمليات التي تُجرى في نظام الأتمتة تلقائيًا إلى البرنامج كبيانات خام عبر قاعدة بيانات SQL. تتم معالجة البيانات الخام الواردة داخل البرنامج، وإدخالها في سجلات البيانات ذات الصلة، وتسجيلها في بيئة الحاسوب. تُعرض هذه البيانات المُسجلة للمستخدم في نظام عرض الواجهة. كما تُخزن معلومات مستوى الرادار هنا كحجم وكتلة. ويمكن أيضًا عرض جميع الحركات بأثر رجعي من خلال الفلترة.

3. اختيار مستشعر مستوى الرادار

المعايير الرئيسية لاختيار مستشعر مستوى الرادار هي كما يلي:

• أ. طاقة الموجة الكهرومغناطيسية (التردد). يجب أن تكون هذه القيمة 80 جيجاهرتز. هذه القيمة حاسمة للقياسات في البيئات المتربة والمعرضة بشدة للعوامل الجوية. اختيار طاقة موجة أقل يجعل من المستحيل إجراء القياسات في البيئات الملوثة.
• ب. مسافة القياس. يكفي اختيار مستشعر مناسب لارتفاع الصومعة المراد قياسها. تتوفر أنواع من المستشعرات قادرة على القياس في نطاق 10-180 مترًا. ج. حساسية القياس. نظرًا لأن مستشعرات مستوى الرادار توفر بطبيعتها قياسات عالية الدقة والضبط (صالحة للعلامات التجارية عالية الجودة غير الصينية، مثل إندريس+هاوزر، وسيمنز، وفيغا)، فإن حساسية 2 مم كافية. د. زاوية المسح. ترسل هذه الزاوية موجة إشارة بزاوية 4 درجات أو أقل، وتقبل أعلى نقطة ضمن هذه الزاوية كمرجع، وتوفر مسافة هذه القيمة. ومع ذلك، فإن منطقة المسح. هذه الزاوية، الناتجة عن الحطام المتبقي، كبيرها وصغيرها، لا تؤثر بشكل كبير على جودة القياس. هـ. معامل قمع إشارات التداخل والصدى. تتوفر هذه الإعدادات في السلسلة الأساسية لبعض العلامات التجارية، بينما لا تتوفر في أخرى. لقد جربنا واختبرنا كلاً من السلسلتين الاحترافية والأساسية.أولاً، أود الإشارة إلى أن مستشعرات مستوى الرادار لا توفر معلومات الكتلة أو الحجم، بل توفر فقط معلومات المسافة (الارتفاع).عند مقارنة مستشعرات مستوى الرادار، فإن توفير بيانات مستقرة وحساسة للغاية في البيئات المتربة يعني أن المستشعر يؤدي وظيفته. تعتمد حسابات الحجم والكتلة بشكل كامل على الخبرة والهندسة في هذا المجال.

 

 

أُجريت تجربة Trialr على ثلاث علامات تجارية: Endress+hauser وSiemens وVega. بدأت التجارب في يوليو 2020 واستمرت بشكل متقطع حتى اليوم.
في تجارب السلسلة الاحترافية لهذه العلامات التجارية الثلاث، حققت جميعها قياسات عالية الدقة والإتقان. أُجريت تجربة لمدة عام واحد باستخدام هذه المستشعرات. ومع ذلك، نظرًا لارتفاع تكاليف الاستثمار في ذلك الوقت، تم تعليق المشروع.
بدأت التجارب على السلسلة الأساسية قبل ثلاثة أشهر، ولا تزال جارية. يجري اختبار سيمنز وإندريس+هاوزر هنا. (بما أن فيغا تُنتج السلسلة الأساسية، وسيمنز تُنتج سلسلة سيمنز، فقد اعتُبرت سيمنز أيضًا فيغا. قدّم مسؤولو فيغا هذه المعلومات بأنفسهم). في الاختبارات التي أُجريت، أجرت كلٌّ من سيمنز وإندريس+هاوزر قياسات بدقة ودقة كافيتين.acy. مع ذلك، تم رصد تقلبات وحركة طفيفة في الصومعة حتى في حالة عدم وجود أي تشغيل. لهذا السبب، فضّلنا Endress+hauser. لأنه لو اخترنا Siemens (Vega)، لكان من المحتمل أن نضطر لاختيار السلسلة Professional. وهذا يعني ضعف التكلفة الإضافية لكل مستشعر.

 

 

 

في الأشكال أعلاه، يمكنك رؤية الرسوم البيانية لأسبوعين متتاليين. يتم إجراء نقل من الصومعة ٢٢ إلى الصومعة ٢٠. كما يتضح من الرسم البياني، تُصدر صومعة سيمنز إشارات متذبذبة عندما تكون الصومعة فارغة وخلال فترات الحركة، بينما لا تُظهر صومعة إندريس+هاوزر أي تذبذبات.

 

النتيجة: عند اختيار مستشعر مستوى الرادار، يُعدّ نطاق تردد المستشعر، وحساسية القياس، وقدرته على كبت إشارات الضوضاء والصدى (نرى في الرسوم البيانية مدى تأثير هذه الميزة على جودة القياس نظرًا لتوافر إندريس+هاوزر) عاملين بالغي الأهمية. أما التفاصيل الأخرى، فهي ليست عوامل مؤثرة بشكل مباشر في جودة القياس، ولكن يمكن اعتبارها عوامل تحسين.

 

٤.    أهمية دمج مستشعرات مستوى الرادار مع أنظمة الأتمتة

يُعد دمج مستشعرات مستوى الرادار مع أنظمة الأتمتة أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة المنتجات في المنشأة، وذلك من خلال مقارنتها ببيانات الميزان (برنامج الإدخال)، وضمان التحكم في الإدخال والإخراج، وضمان دقة حسابات السعة.

 

كما ذكرتُ سابقًا، فإن المعلومات المُستقاة من الرادار هي معلومات مستوى فقط. لحساب الحمولة، يُستخرج تلقائيًا متوسط ​​الهكتولتر (بناءً على بيانات الصومعة إن أمكن، أو بناءً على رقم ISIN). هذه القيمة وحدها لا تكفي لحساب السعة. يتم الحصول على معلومات الحمولة من خلال دمج معلومات مختلفة، مثل معامل ضغط المنتج، ومستوى الصومعة، وما إذا كانت الصومعة تمتلئ أم تفرغ، والموقع الجغرافي للمنشأة. بالإضافة إلى ذلك، يجب إجراء عمليات الكشف بناءً على حركات نظام الأتمتة. على سبيل المثال، يجب الكشف عن الحركة لأسفل أثناء التفريغ، والحركة لأعلى أثناء التعبئة. يجب تحديد الحد الأدنى والأقصى لسرعات هذه الحركة مع مرور الوقت، ومراقبة نشاط الرادار عند توقف المنشأة. تُقيّم جميع هذه الاحتمالات لتقييم الوضع الحالي للمنشأة ومنع أي سرقة أو أخطاء محتملة. وكما ذُكر سابقًا، تتطلب هذه العمليات خبرة في المجال وخبرة هندسية. ولن يُحقق هذا الاستثمار غرضه المنشود إذا تمت قراءة الرادار بواسطة نظام منفصل ولم تُقارن بياناته ببيانات الأتمتة والمقاييس.

 

5. يجب دمج برامج إعداد التقارير والأتمتة مع برامج مثل أنظمة الرفع (lidos) الموجودة عند مداخل المستودعات المرخصة.

 

يجب دمج جميع البرامج الميدانية مع بعضها البعض. يمنع تبادل البيانات داخل النظام السرقة، وإرسال المنتج الخطأ إلى الصوامع، وإجراء عمليات خاطئة.

 

كما يسمح بالتحقق من موثوقية المعلومات ودقتها من خلال فحص كل برنامج على حدة. وسيتم بعد ذلك إعداد البنية التحتية لنقل البيانات إلى نظام التسجيل والتحكم المركزي الذي تخطط له وزارة التجارة.