قضية PT Tirta Bumi: قياس مستوى خزان المياه والمياه العادمة باستخدام رادار 80 GHz

ثلاثة أحواض في محطة معالجة مياه بلدية فشلت بثلاث طرق مختلفة، وكان لكل ثلاثة إخفاقات نفس السبب الجذري.هذه المقالة تدرس مشكلة قياس المستوى عبر خزان المياه الخام، بئر صاف ومحطة رفع مياه الصرف الصحي البئر الرطب، حيث الوسائط هي الماء ومياه الصرف الصحي المرصعة - السوائل عالية الحرارة التي يجب أن تكون سهلة القياس.ناقلات الموجات فوق الصوتية الحالية فشلت لأن التكثيف قطرت على وجه المحول، الرغوة على سطح مياه الصرف الصحي تمتص النبض الصوتي، وتغيرات درجة حرارة الهواء تحولت تصحيح سرعة الصوت.والذي هو بالضبط لماذا استبدال - 80 غيغاهرتز FMCW مقياس مستوى رادار - يعمل حيث لم تكن الموجات فوق الصوتيةتغطي المقالة التشخيص والاختيار والتركيب وما تغير في مراقبة المضخة بعد موسم الأمطار.

ملف عميل: PT Tirta Bumi معالجة المياه (إندونيسيا)

PT Tirta Bumi Water Treatment هي شركة مياه بلدية في إندونيسيا تعمل على امتصاص المياه الخام ومرافق إزالة مياه الصرف الصحي.تتوقف تسلسل المضخة ومنع الإفراط في هذه الحوض على إشارات المستوى التي تبقى موثوقة من خلال الغلاف الجوي الرطب، التكثيف والرغوة - الظروف الدقيقة التي هزمت أجهزة الموجات فوق الصوتية السابقة.

2الموقع: ثلاثة أحواض، شكوى واحدة متكررة

سجل أدوات المصنع أخبر قصة متسقة عبر ثلاثة مواقع: خزان المياه الخام تخزين مدخل النهر،ومحطة رفع مياه الصرف الصحي بركة رطبة تغذي المصنعجميعهم يستخدمون جهاز إرسال للمستوى بالموجات فوق الصوتية وكلّهم ظهروا في سجل الصيانة لنفس الأسباب القراءات الغير منتظمة، أوامر مضخة خاطئة،البئر الرطب كان أسوأ حالة: إشارة مستواها تبدأ وتوقف مضخات مياه الصرف الصحي، لذلك كل قراءة خاطئة أصبحت حدث مضخة. بدأ التحقيق مع سؤال بسيط:أو فشل واحد متكرر ثلاث مرات لأن التكنولوجيا خاطئة للبيئة?

3وضع الفشل 1: التكثيف على المحول

في خزان المياه الخام والبئر الواضح، الغلاف الجوي فوق المياه رطب، و وجه المحول - أكثر برودة من البخار - تجمع التكثيف.طبقة من قطرات الماء على جهاز تحويل الموجات فوق الصوتية ليست مشكلة تجميلية: يضعف النبض الصوتي ويفسد الصدى. القراءة تنحرف أو تنسحب، وتتفاعل حلقة التحكم مع إشارة لم تعد تمثل سطح الماء.كانت إجابة الصيانة هي التنظيفلكن الجدول العلاجي عالج الأعراض، السبب كان أن جهاز استشعار صوتي طلب منه العمل من خلال فيلم ماء على وجهه.ويتكرر في كل خزان رطب.

4وضع الفشل 2: الرغوة على سطح مياه الصرف الصحي

في البئر الرطب ، أنتجت المواد النشطة في مياه الصرف الصحي والاضطرابات الناجمة عن التدفق طبقة رغوة. النبضات فوق الصوتية هي موجات ضغط صوتية ؛ يمتص الرغوة وتشتتها.ثم قفل جهاز الإرسال على أي صدى عاد أولاً - في بعض الأحيان الجزء العلوي من الرغوةفي بعض الأحيان السائل، في بعض الأحيان لا شيء مستقر. وكانت النتيجة دورة المضخة على مستويات عالية كاذبة والعمل الجاف على مستويات منخفضة كاذبة، وفي الطقس الرطب خطر الإفراط.الرغوة لم تكن حالة مؤقتةفهي سمة دائمة للمياه الصحيّة. كان على القياس أن يرى من خلالها، والقياس الصوتي لا يستطيع ذلك.

5وضع الفشل 3: سرعة الصوت ليست ثابتة

قياس مستوى الموجات فوق الصوتية يحول وقت الرحلة إلى المسافة باستخدام سرعة الصوت في الهواء - وتتغير هذه السرعة مع درجة الحرارة والرطوبة وتكوين الغاز.ناقلات الموجات فوق الصوتية تحمل مستشعر درجة الحرارة وتطبيق تصحيح، لكن التصحيح يفترض أن الهواء على طول المسار بأكمله هو في درجة الحرارة المقاسة. في خزان دافئ بالشمس أو بئر تهوية، الهواء ليس متساويا،لذا تصحيح نفسه أصبح مصدر خطأتبدو القراءات معقولة وكانت خاطئة. هذا النمط الثالث من الفشل هو الأكثر دقة، لأنه لا يعلن عن نفسه مع الانقطاع؛ انها فقط تدهور بهدوء القياس.

أدوات تشينوي الموصى بها لهذا التطبيق

7الجدول التشخيصي: لماذا يزيل الرادار الثلاثة

أوضاع الفشل الثلاثة ترسم خريطة واحدة إلى واحدة على فيزياء الرادار:

هذا الجدول هو منطق الاختيار. تم اختيار رادار 80 غيغاهرتز FMCW لأن التردد العالي يسمح هوائي صغير خفيف الوزنومعالجة FMCW تعطي مستقرمادة الهوائية هي PVDF أو PTFE، هيدروفوبيك من خلال التصميم. The same foam that blinds ultrasonic barely affects radar - the wave passes through and reflects from the water below - while a differential-pressure sensor would see through foam but drift with density and clog at the diaphragmلذلك فإن اختيار التكنولوجيا هو قرار حول أي وضع فشل يمكن للموقع أن يتحمل.

8. تكوين لتحكم المضخة

تم تكوين الرادار كمصدر مستوى لـ PLC ، وليس كمراقب مستقل. المستوى في الأمتار ، مرجع إلى قاع الحوض ؛ 4-20 mA مقياس على نطاق العمل ؛تم تمكين HART للتغييرات عن بعد. بقيت إطلاق المضخة ، وقف وعتبات الإنذار العالي في اللوحة التحكمية ، وبالتالي ظل الآلة مصدر مستوى بسيط وموثوق به. تم تعيين التخفيف إلى بضع ثواني - كافية لتسوية اضطرابات التدفق ،قصيرة بما فيه الكفاية لعدم إخفاء مستوى عالٍ حقيقيكان التوجه الآمن على الفشل هو القرار المثير للاهتمام: في البئر الرطب، تم تعيين صدى فقدان لدفع الصادرة عالية، حتى تعمل المضخات بدلا من الإفراط.هذا الاختيار يجب أن يتوافق مع فلسفة التحكم في الموقعإنه قرار، وليس إعفاء.

9العصا والكابلات والبئر الرطب

التثبيت كان بسيطاً عمداً، فوق الحوض المفتوح، كان الرادار يذهب على دعامة صلبة بعيدة عن تيار التدفق،سيقوم العصا الملتوية بتحريك الهوائي وتحريك الإشارة الصفريةفي البئر الرطب، تم اختيار علبة IP68 لأن البئر يمكن أن تغمر. كان الكابل محمي زوج من التواء، تم تشغيله بشكل منفصل من كابلات طاقة المضخة،أرضية في نهاية واحدة فقط - يتهرب أرضية نقطة واحدة من حلقة الأرض التي من شأنها أن تضع ضوضاء في حلقة 4-20 mAفي الغلاف الجوي للمياه الصرف الصحي، تم تأكيد تصنيف مدخل الكابلات والمساكن ضد اعتبارات H2S للموقع - لا يقلل الجهاز من متطلبات السلامة للموقع.

10. التشغيل: وضع الوقاية من الفشل في الطريق الصحيح

بعد التشخيص، تم إدخال التراجع في الارتفاع وعمق الحوض حتى يتم قراءة مستوى الصادرات الحقيقي.السلالم والأنابيبتم تطبيق قمع الصدى الكاذب. تم التحقق من مستويات بدء مضخة ووقفها على شريط قياس. ثم تم اختبار البئر الرطب تحت الرغوة:تم تعيين عتبة الصدى لتتبع السطح السائل بدلا من الجزء العلوي من الرغوةتم اختبار الاتجاه الآمن عن الفشل عن طريق فصل الحلقة ومشاهدة PLC يستجيب كما تم تصميمه.كل الإعدادات والتحققات ذهبت إلى ملف المصنع.

لماذا تختار أدوات تشينوي

مصنع أدوات شيان تشينوي (علامة تجارية QINWEIYB) هو مصنع تم تأسيسه في عام 2010 ويتخصص في أدوات الأتمتة الصناعية ،مع 500-800 موظف و50-60٪ من الإنتاج تصدر في جميع أنحاء العالمبالنسبة لخدمة المياه والمياه الصرف الصحيّة، توفر شركة Qinwei رادارات IP67/IP68 FMCW مع هوائيات PVDF/PTFE هيدروفوبيك، و 4-20 mA، و واجهات HART و Modbus، وخيارات تركيب براكت بسيطة للحوضات المفتوحة.جميع الأدوات معايرة من المصنع مع شهادات قابلة للتتبع؛ MOQ تبدأ من مجموعة واحدة، التسليم هو 5-8 أيام عمل، ويتم دعم تخصيص OEM / ODM.

12اختبار موسم الأمطار

كان موسم الأمطار هو الحكم، ارتفع التدفقات بسرعة وغالباً، مستويات البئر الرطبة تتأرجح عبر النطاق الكامل، الرغوة ثقيلة،مضخات الدورة على المستويات الحقيقية، وخطر الإفراط الذي لم يستطع الموجات فوق الصوتية رؤيته قد اختفى. احتياطي المياه الخام وبرة واضحة ظلت مستقرة خلال الأشهر الرطبة دون انقطاع التكثيف.لم يعد هناك حاجة لتنظيف المحول المتكررلا توجد إحصاءات قبل وبعد؛ ما حصل عليه المصنع هو إشارة مستوى تعكس السطح السائل بدلاً من الرغوة، وحلقات التحكم التي تتصرف وفقاً لذلك.

13قيمة الهندسة، وأين يتكرر هذا التشخيص

يتم التعبير عن قيمة التغيير بشكل أفضل على أنها أحداث تم تجنبها: لا يوجد طفرة من قراءات العمى الرغوة، لا يوجد ارتداء مضخة من الدورة الزائفة الخاطئة، لا يوجد تعرض الصيانة في البئر الرطب.طريقة التشخيص - تتبع كل فشل إلى سببها المادي وتحقق من البديل ضد هذا السبب - هو الجزء القابل للتحويلينطبق على مصادر المياه الخام، والآبار الصافية، وخزانات التصفية، وخزانات الحمأة، وحوضات مياه الأمطار، والآبار الرطبة في محطات المضخة في كل مكان.يجب تقييم رادار الموجات الموجهة بالتوازيعند طلب اقتباس لخدمة مستوى المياه أو مياه الصرف الصحي،توفير عمق الحوض ونوع التثبيت (البوكس أو العصا)، ما إذا كان من المتوقع وجود رغوة أو فيضان ، وجهد التغذية المتاح ، وواجهة نظام التحكم (4-20 mA ، HART أو Modbus).