تطبيق قياس درجة الحرارة اللاسلكي في نظام توزيع الطاقة في الصناعات الكيميائية

خلاصة: يُعدّ استقرار إمدادات الطاقة أساسًا لضمان استمرار الإنتاج الطبيعي للمؤسسات. لذا، تُولي المؤسسات اهتمامًا بالغًا لكيفية ضمان التشغيل السليم لمعدات الطاقة. تُعتبر درجة الحرارة من أهم العوامل التي تُحدد التشغيل السليم لهذه المعدات. ففي حال تجاوزت درجة الحرارة الحدّ المسموح به أثناء التشغيل، فإن ذلك يُقلل من كفاءة المعدات وعمرها الافتراضي، ويُؤدي إلى تعطلها، ويُؤثر على التشغيل الطبيعي لشبكة الكهرباء، بل وقد يُسبب حرائق كهربائية، مما يُؤدي إلى خسائر اقتصادية فادحة. لذا، يُمكن جمع بيانات درجة الحرارة في الوقت الفعلي لنقاط التلامس الرئيسية في معدات الطاقة، والتغلب على أوجه القصور في أنظمة مراقبة درجة الحرارة السلكية، مثل تعدد الخطوط وتعقيد الأسلاك.يجمع هذا النظام بين تقنيات استشعار درجة الحرارة اللاسلكية وتقنية الاتصالات اللاسلكية، بالإضافة إلى دمج تقنية إنترنت الأشياء مع تقنية أتمتة الطاقة، مما يوفر حلاً ذكياً لقياس درجة الحرارة لاسلكياً، مع مراعاة متطلبات الصيانة المعقدة والعزل عالي الجهد. يتميز هذا النظام ببنية بسيطة وموثوقة، وقابلية عالية للتوسع، وسهولة في النشر. ويمكن دمجه مع الاحتياجات الصناعية المتغيرة والتقنيات الأخرى لتلبية هذه الاحتياجات.لزيادة تعزيزه وتطبيقه في أنظمة توزيع الطاقة الصناعية.

الكلمات المفتاحية: قياس درجة الحرارة في الصناعات الكيميائية، قياس درجة الحرارة اللاسلكي السلبي، قياس درجة الحرارة الكهربائي، نظام قياس درجة الحرارة

1. تحليل متطلبات قياس درجة الحرارة لأنظمة توزيع الطاقة في الصناعة الكيميائية: مع التطور السريع للبناء الاقتصادي في الصين، ظهرت العديد من الشركات الكيميائية. وتُعد الصناعة الكيميائية قطاعًا كبيرًا ويُعد نظام الإنتاج الصناعي المعقد، وإمداد وتوزيع الطاقة المستقر والموثوق به للمؤسسات، أساسًا لضمان استمرارية الإنتاج. يتميز نظام توزيع الطاقة في المؤسسات الكيميائية بالخصائص التالية: (1) متطلبات موثوقية عالية. الإنتاج الكيميائي مستمر. في حال حدوث أي مشكلة في نظام إمداد وتوزيع الطاقة وتسببها في انقطاع الإنتاج، سيؤدي ذلك إلى هدر المواد الخام؛ (2) الحمل كبير ومستقر نسبيًا.تتميز معدات الإنتاج باستمرارية عالية. نظام إمداد وتوزيع الطاقة بأكمله مستقر نسبيًا ويشهد تغيرات طفيفة؛ (3) التوسع التدريجي في الطاقة الإنتاجية. سيؤدي توسيع نطاق إنتاج الشركات الكيميائية ومشاريع إعادة الإعمار الجديدة إلى زيادة أحمال الطاقة؛ (4) توجد العديد من أحمال المحركات عالية الطاقة، ويتطلب توفير مصادر الطاقة لأنشطة الإنتاج عددًا كبيرًا من المحركات. يستخدم نظام إمداد وتوزيع الطاقة الكيميائية عددًا كبيرًا من
المعدات الكهربائية، مثل مفاتيح الجهد المتوسط ​​والمنخفض والمحركات، تُعدّ من العوامل المهمة. إنّ المتطلبات العالية للأتمتة والإنتاج المستمر لا تفرض فقط متطلبات متزايدة على موثوقية إمدادات الطاقة، بل تفرض أيضًا متطلبات أعلى على استقرار وموثوقية معدات توزيع الطاقة الرئيسية ومعدات المحركات في نظام صناعة الصلب. في الأنظمة الصناعية، تُعدّ درجة الحرارة معيارًا هامًا يُحدد التشغيل الطبيعي للمعدات. مع النمو المستمر لأحمال الطاقة الصناعية، ولتجنب حالات الطوارئ الناجمة عن ارتفاع درجة حرارة المعدات، أصبح الرصد التلقائي لدرجة الحرارة جزءًا أساسيًا من سلامة الإنتاج الصناعي. تعمل المعدات الكهربائية في الإنتاج الكيميائي عادةً بجهد وتيار عاليين لفترات طويلة. قد تؤدي بعض العيوب في المعدات إلى ارتفاع غير طبيعي في درجة حرارة مكوناتها. تؤدي الحلقة المفرغة بين درجة الحرارة وقيمة مقاومة التلامس في النهاية إلى تعطل المعدات أو حتى احتراقها. قد تتسبب درجة الحرارة المفرطة في الاحتراق أو الانفجار أو حتى تلف المعدات أو حدوث حوادث تتعلق بالجودة. نظرًا لمحدودية طرق اختبار الأعطال، يصعب اكتشاف أعطال المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي، خاصةً في لوحات المفاتيح. مع ازدياد مدة ارتفاع درجة الحرارة، ستؤدي نقطة تجاوز الحد المسموح به إلى زيادة درجة الأكسدة بفعل الحرارة، مما قد يتسبب في احتراق قضبان التوصيل والموصلات، وانقطاع مفاجئ للتيار الكهربائي في خطوط إمداد الطاقة واسعة النطاق أو معدات الطاقة الحيوية، متسببًا بخسائر اقتصادية مباشرة وغير مباشرة فادحة. في السنوات الأخيرة، ساهم التطور السريع لأجهزة الاستشعار وإنترنت الأشياء، والمراقبة الإلكترونية للمعدات، وتقنيات تحليل البيانات الضخمة، بالإضافة إلى خصائص واحتياجات الصناعة الكيميائية، في توفير حلول مبتكرة لهذه المشكلات من خلال البحث والتطبيق في مجال التقنيات الجديدة. ملخص حلول التطبيق ودراسات حالة المشاريع: تلتزم إحدى شركات تصنيع البوليمرات بالابتكار العلمي والتكنولوجي، وقد حصلت على عدد كبير من حقوق الملكية الفكرية المستقلة في مجالات حماية البيئة، والمواد الجديدة، والطاقة الجديدة، وغيرها. كما كسرت العديد من احتكارات التكنولوجيا الأجنبية في مجال المبردات الصديقة للبيئة، ومواد السيليكون الفلورية عالية التقنية، والأغشية الأيونية، وغيرها، وحققت بذلك إمكانية الاستبدال المحلي. تُعدّ الشركة مورداً ممتازاً لشركات محلية وعالمية مرموقة مثل Gree وMidea وHaier وHisense وDaikin وSanjiang وChanghong. وتستغل الشركة حالياً الفرص الرئيسية للإصلاح الهيكلي المركزي لجانب العرض وتحويل الطاقة الحركية الجديدة والقديمة في المقاطعة، مع التركيز بشكل خاص على خط الابتكار العلمي والتكنولوجي، والسعي الحثيث نحو إنشاء محرك جديد قائم على "البدائل المزدوجة" و"التصنيع الذكي"، مما أضفى حيوية ونشاطاً على الاقتصاد في ظل الوضع الاقتصادي الراهن، مع استمرار ارتفاع كفاءة التشغيل. ويعتمد نظام توزيع الطاقة في المصنع بالكامل، بجهد 10 كيلوفولت، على تقسيم أحادي القضيب، مع وجود قسمين من خطوط التغذية في وضع الاستعداد المتبادل. وقد صُممت سعة كل قسم من خطوط التغذية وفقاً لسعة 12500 كيلوفولت أمبير، مما يلبي احتياجات الإنتاج والتشغيل في جميع أنحاء المصنع. ولا يمكن إغلاق سوى قاطعين من أصل ثلاثة قواطع دوائر في خطي التغذية ورابطة القضيب، كما أن رابطة القضيب مزودة بجهاز فصل تلقائي احتياطي. تتطلب دائرة المحرك تحكمًا منفصلاً، كما يتطلب إغلاق قضيب التوزيع الصغير العلوي للخزانة، وقضيب توزيع التحكم، ومصدر طاقة الجهاز، قضيب توزيع صغير مزدوج. يستخدم نظام 0.4 كيلو فولت محولات للتشغيل المنفصل، مع خزانة ربط قضبان التوزيع في المنتصف، ونظام تعشيق مضاد للتوازي، ومزودة بجهاز فصل تلقائي احتياطي. يتم سحب الطاقة الرئيسية للحمل الثانوي لحمل العملية من كل قسم من أقسام قضبان التوزيع، بينما يتم سحب الطاقة الاحتياطية من محول صندوق المصنع. يتم سحب الطاقة الرئيسية لنظام UPS ونظام التحكم الموزع وغرفة التحكم من قسم قضيب التوزيع للمحول رقم 1، بينما يتم سحب الطاقة الاحتياطية من قسم قضيب التوزيع للطوارئ (مزود بمفتاح تحويل طاقة مزدوج، ويتم سحب الطاقة الرئيسية من قسم قضيب التوزيع للمحول رقم 2، ويتم سحب الطاقة الاحتياطية من قاطع الدائرة 630 أمبير لمحول صندوق المصنع).

يقوم هذا المشروع بمراقبة درجة الحرارة على وصلات كهربائية رئيسيةنقاط في خزائن الجهد العالي 10 كيلو فولت وخزائن الجهد المنخفض 0.4 كيلو فولت في المناطق ذات الجهد العالي وغرف توزيع الجهد المنخفض في منطقة المصنع. يتطلب المشروع أنيمكن لمنتجات قياس درجة الحرارة أن تعمل بثبات لفترة طويلة، وتحققمراقبة درجة الحرارة المحلية والإنذار في غرفة التوزيع وعن بعدمراقبة درجة الحرارة. بعد المقارنة التقنية، تم التوصل إلى حل باستخداممستشعر درجة حرارة لاسلكي سلبي + قياس وعرض درجة الحرارة
يُستخدم الجهاز ونظام مراقبة درجة الحرارة لجمع البيانات بدقة.إشارات درجة الحرارة للأجزاء الرئيسية. من خلال قياس درجة الحرارة لاسلكيًانظام القياس والمراقبة لمركز التحكم، في الوقت الفعليمراقبة إشارات درجة الحرارة، وتحديد المواقع بدقةأجزاء ومعدات مقاومة لارتفاع درجة الحرارة، جهاز إنذار ارتفاع درجة الحرارة، ضمانعمر المعدات الرئيسية واستمرارية الإنتاج، والحد من المخاطر وتجنبهاخطر وقوع حوادث محتملة. بالإضافة إلى ذلك، قياس درجة الحرارةتتيح هذه الأنظمة التشغيل والصيانة المتنقلة لدرجة الحرارةإشارات القياس. لا يقتصر الأمر على مراقبة درجة حرارة المفتاح فقطيتم تحديث المعدات في الوقت الفعلي عبر الهواتف الذكية، بالإضافة إلى إرسالها تلقائيًا.إرسال إشارات إنذار عند حدوث ارتفاع في درجة الحرارة، ودفعها إلى النظام الذكيأجهزة الهاتف الخاصة بالموظفين المسؤولين المحددين في الوقت المناسب، وذلك من أجلتحقيق معالجة فعالة للمشاكل، والحد بشكل كبير من مخاطر الحوادث
أجهزة التوزيع والمعدات الكهربائية، وضمان إمداد الطاقةالموثوقية، واستمرارية الإنتاج، والإنتاج الآمن.
2.1 قياس درجة الحرارة السلبي اللاسلكي: مستشعر درجة الحرارة + Sub-1Gبعد المقارنة التقنية، جهاز قياس درجة الحرارة اللاسلكي السلبي ATE400تم اختيار المستشعر لقياس درجة الحرارة للأجزاء الرئيسية من المعدات عالية الحرارة وخزائن مفاتيح الجهد المنخفض. يتم عرض معايير الأداء الرئيسية الخاصة بها.في الجدول 3.

يستخدم مستشعر درجة الحرارة اللاسلكي السلبي ATE400 التيار الأساسيللحث والاتصال المباشر بنقطة القياس لضمانمراقبة درجة الحرارة بدقة وأداء عالٍ. بالإضافة إلى ذلك،جهاز ATE400 صغير جدًا ولا يشغل مساحة، مما يجعله سهل التركيب.تصحيح الأخطاء والصيانة. يستخدم نظام الاتصال اللاسلكي ATE400 نطاق تردد أقل من 1 جيجابت في الثانية.
تكنولوجيا الاتصالات لضمان اتصال موثوق وفعالالإمكانيات. صورة جهاز ATE400 والمشهد في المشروعيتم عرض التطبيقات في الشكل 1. كل حلقة من حلقات هذا المشروع مجهزةمع 6 مستشعرات لدرجة الحرارة، بإجمالي يزيد عن 3000 مستشعر.