التحكم بمستوى السائل في خزان

السلام عليكم

حل ميكانيكي لعملية قراءة مستوى السائل و التحكم به

أساس الموضوع
مشكلة واجهتني في احد خطوط تعبئة قناني الدواء بسبب تولد رغوة في السائل


مقدمة بسيطة
عملية قراءة مستوى السائل في خزان والتحكم به عملية مهمة جدا في العديد من التطبيقات الصناعية . وهو أمر في غاية الأهمية ويجب أن يأخذ نصيبه من الاهتمام .. فقد تسابقت الشركات لعمل ما هو مفيد ومربح من الأجهزة والمعدات لعملية التحكم بمستوى السائل ..وتعددت هذه الأجهزة وكبر مداها إلى حد بعيد فمن دوائر متكاملة بسيطة IC وصولا إلى أجهزة التحكم الحديثة و الأجهزة الرادارية...

الأساس النظري للتحكم بمستوى السائل
تصور انك تقوم بالتحكم بصنبور ماء بيدك وتقوم بملء خزان معين فعند وصول الماء إلى مستوى محدد تقوم بغلق الصنبور وعند نفاذ الماء من الخزان تقوم بفتح الصنبور .. هذه هي الفكرة ببساطة..!!!
لديك نقطة محددة في الخزان إذا وصل السائل إليها فيجب أن تعمل المضخة لملئ الخزان أو فتح الصنبور مثلا عن طريق صمام كهربائي . ولكن إذا اكتفينا بهذا القدر فإننا إما نستمر بملء الخزان وبالتالي يطفح السائل إلى الخارج ,أو نقوم بإطفاء المضخة فورا عند تجاوز نقطة المستوى الواطئ وبالتالي الاستمرار بتشغيل المضخة وإطفاءها في وقت قريب جدا مما يتسبب بإرباك وأضرار .. عليه نحتاج إلى الاستمرار بملء السائل إلى مستوى معين وهو المستوى العلوي ..عند وصول السائل إليه نقوم بقطع تدفق السائل إلى الخزان كما في الصورة



تطوير الفكرة
يمكن تطوير الفكرة بإضافة متحسس ثالث لمستوى واطئ جدا .. مثلا في حالة خلل في عملية إملاء السائل سوف يستمر بالنقصان إلى أن يصل إلى حد النفاذ وهو أمر في كثير من التطبيقات خط احمر بسبب تأثيره على العملية الإنتاجية بصورة كبيرة .. فيجب إيقاف العمل عند الوصول إلى حد معين كما في الصورة


التعامل مع الاكترودات
وهي فكرة أجهزة التحكم الآن حيث تعتمد على قراءة مستوى السائل عن طريق التوصيل الكهربائي بين الاكترودات كما في الصورة أدناه


والمتحكمات هذه بأنواع مختلفة حسب الإدخال إليها والإخراج منها فمن المتحكمات ما له ثلاث الكترودات إي انه يقوم بإعطاء إشارة الخلل العام بالإضافة إلى إشارة التشغيل و الإطفاء ومنها ما له ادخالين فقط .. ومن ناحية الإخراج قد يحتوي على موصل بحالة واحدة N.O أو بحالتين N.O& N.C أو غير ذلك..

مشاكل التحكم عن طريق الالكترودات
أثناء عملي لاحظت وجود مشاكل في استخدام هذه الطريقة قد يعود سببها إلى عدم كفاءة الأجهزة التي تعاملت معها أو اختيارها غير الدقيق من قبل المصممين وغير ذلك ولكن بصورة عامة أصبحت لا أحبذ استخدامها .. فالسلك الواصل بين الجهاز والالكترودات يجب ان يكون بمواصفات خاصة حتى تحقق الاستخدام الأمثل وهذا غير موجود في جميع الأجهزة التي تعاملت معها !!! وبعد الكونترولر ونوع السائل وطبيعته يجب أن تؤخذ بنظر الاعتبار عند التصميم ...فبعض المواد لا تكون موصلة للكهرباء وبعضها تولد رغوة يتم قراءتها على اعتبارها سائل وغير ذلك ..

دائما أفضل الحل الميكانيكي لذلك اتجهت إلى تحوير المنظومة الى طريقة بدائية تقريبا ولكنها مثمرة جدا بعد نصيحة احد الزملاء إلى الطريقة التالية


الطريقة الميكانيكية للتحكم بمستوى السائل
تتلخص الطريقة باستخدام كرة طائفة موصولة بذراع يمتد إلى أعلى الخزان خارجا منه... عند نقصان مستوى السائل تهبط الكرة إلى الأسفل ساحبة معها الذراع .. وعند ارتفاع مستوى السائل ترتفع معه الكرة وبالتالي يرتفع الذراع ..
يتم تحسس مستوى الذراع عن طريق متحسس تقرب مغناطيسي أو أي متحسس آخر .. وذلك بوضع مكعب حديدي صغير في الذراع خارج الخزان عند وصول السائل إلى المستوى الواطئ يتم وضع المتحسس مقابل المكعب الحديد وعند وصول السائل الى المستوى العالي يتم وضع المتحسس الآخر مقابل للمكعب كما في الصورة


يمكن استخدام متحسس ثالث لإعطاء إشارة الخلل العام أو التحذير النهائي ...


مضار هذه الطريقة
العامل الأكثر تأثيرا لعدم استخدام هذه الطريقة وجود التلامس المباشر بين أداة القياس والتي هي الكرة المجوفة وبين السائل وهو أمر غير مقبول في التطبيقات الحساسة .. فيجب استخدام مادة غير فعالة مع مادة السائل وفي بعض التطبيقات لا يمكن القبول بهذا التلامس إطلاقا .. ولكن هذا الأمر مشترك بين التطبيقين ..
الأمر الآخر هو وجود الحركة الميكانيكية وبالتالي خروج الذراع إلى خارج الخزان الأمر الذي قد يعرضه إلى تلوث في التطبيقات الدوائية مثلا فيجب تغطية مكان الذراع بالكامل بطريقة رصينة أو استخدام هذه الطريقة بالتطبيقات قليلة التأثير مثلا في تعبئة المياه

محاسن هذه الطريقة
لهذه الطريقة محاسن عديدة منها وجود المتحسسات خارج الخزان وبالتالي لن نضطر إلى فتح الخزان عند إصلاح الخلل ويمكن مشاهدة الحالة أثناء العمل وكذلك فان عملية التحسس بأكملها تحدث خارج الخزان بصورة ميكانيكية متجنبين الجانب الكيميائي للمادة من حيث عدم التوصيل الكهربائي و وجود الرغوة أثناء الحركة والاهتزاز وغيرها.. والأمر الآخر الاستغناء عن وجود المتحكم وربط المتحسسات مباشرة إلى منظومة السيطرة العامة سواء كانت بنظام المرحلات (ريليات) أو بالمنطق أو أي منظومة سيطرة أخرى مباشرة . ومزايا أخرى... .انتهى

هذه خطوط عريضة عن التحكم بمستوى السائل وتجريني معها أقدمها لكم لتعم الفائدة

مهندس علي

مشكووووووووووووووووووووور

بارك الله فيك

جزاكم الله خير

التحكم الآلي في خزان ماء بواسطة PLC

أفضل حل للإستخدام في قياس السوائل هو استخدام حساسات ultrasonic فلا يوجد تماس ميكانيكي مع المادة السائلة كما ان دقتها تكون عالية و اعطالها قليلة مشاكلها أنها أغلى من الطرق التقليدية و أحيانا تكون معايرتها صعبة قليلا

مشكلة ليست في لواقط أنا عاوز بروغرام في plc