قد يحتوي خط الطلاء الكبير على العشرات من سخانات الغمر PTFE الموزعة عبر خزانات متعددة، يتطلب كل منها مراقبة تيار فردية لاكتشاف العناصر الفاشلة، أو الأسلاك المتدهورة، أو فقدان الحمل الجزئي. تقليديًا، يتطلب تنفيذ هذا المستوى من الرؤية محولات تيار -شديدة النطاق يتم توجيهها مرة أخرى إلى خزانة PLC مركزية، مما يؤدي إلى عمليات تشغيل معقدة للكابلات وتكلفة تركيب كبيرة. تعمل فئة جديدة من تكنولوجيا الاستشعار على تغيير هذه البنية من خلال التخلص من البنية التحتية للطاقة الخارجية والإشارة السلكية.
البنك سخان PTFE بمستشعر تيار لاسلكي يعمل بالطاقة الذاتيةيقدم هذا المفهوم جهاز مراقبة مدمج ومستقل يتم توصيله مباشرة بموصلات إمداد السخان ويولد طاقة التشغيل الخاصة به من الحمل الكهربائي الذي يتم قياسه.
مبدأ حصاد الطاقة الاستشعار الحالي
يوجد في قلب هذه التقنية محول تيار أساسي مصغر- (CT) يتم تثبيته حول كابل طاقة المدفأة.
يعتمد مبدأ التشغيل على الحث الكهرومغناطيسي:
التيار المتناوب الذي يتدفق عبر الموصل يولد مجالًا مغناطيسيًا
يركز النواة المغناطيسية الحلقية هذا المجال
يعمل الملف الثانوي-المتعدد الدورات على تحويل التدفق المغناطيسي إلى جهد كهربائي صغير قابل للاستخدام
تعمل هذه الطاقة المحصودة على تشغيل الإلكترونيات على متن الطائرة
الطاقة المتوفرة كافية لتشغيل:
وحدة تحكم دقيقة-منخفضة الطاقة
دوائر القياس الحالية
وحدة الاتصالات اللاسلكية
لا يلزم وجود أسلاك خارجية أو مصدر بطارية للتشغيل.
هندسة النقل اللاسلكي
بمجرد تشغيله، يقوم المستشعر بقياس السحب الحالي للسخان بشكل دوري وينقل البيانات لاسلكيًا إلى بوابة مركزية.
تتضمن بروتوكولات الاتصال الشائعة ما يلي:
شبكات شبكية منخفضة الطاقة-مثل Zigbee
بروتوكولات المنطقة الطويلة-واسعة النطاق-مثل LoRaWAN
أنظمة الترددات اللاسلكية الصناعية الخاصة المُحسّنة للبيئات الكثيفة
قد تتراوح الفواصل الزمنية لنقل البيانات من ثوانٍ إلى دقائق، اعتمادًا على تكوين النظام وتوافر الطاقة.
المستشعر عبارة عن مراقب طفيلي صامت، يتغذى على طاقة المدفأة للإبلاغ عن حالته الصحية.
قدرات المراقبة عبر بنوك السخانات
عند نشره عبر مجموعة سخانات PTFE، يوفر كل مستشعر رؤية مستمرة للسلوك الكهربائي لعناصر التسخين الفردية.
تشمل المعلمات المراقبة النموذجية ما يلي:
RMS السحب الحالي لكل سخان
توازن التحميل عبر المراحل
حالة التشغيل-في الوقت الفعلي
بيانات الاتجاه التاريخي للصيانة التنبؤية
من مجموعة البيانات هذه، يمكن تحديد حالات خطأ متعددة.
الكشف عن فشل السخان
يرتبط الانخفاض المفاجئ في التيار عادةً بما يلي:
فتح-عطل في عنصر تسخين الدائرة
الأسلاك المنفصلة
تفعيل الصمامات الداخلية أو القطع الحراري
وهذا يسمح بالعزل السريع للسخانات غير العاملة-في الأنظمة الكبيرة.
الكشف عن اتجاهات التدهور
قد تشير التغييرات التدريجية في التوقيع الحالي إلى:
زيادة مقاومة الاتصال في المحطات
انهيار العزل الجزئي
شيخوخة العناصر التقدمية
تتيح مثل هذه الاتجاهات تخطيط الصيانة قبل حدوث الفشل الكارثي.
مزايا مستوى النظام-للتركيبات الصناعية
يقدم اعتماد بنية الاستشعار -ذاتية التشغيل العديد من المزايا التشغيلية:
القضاء على إمدادات الطاقة الاستشعار الخارجية
إزالة تشغيل كابل الإشارة التناظرية الطويلة
تقليل عمالة التركيب وتعقيد الأسلاك
نشر قابل للتطوير عبر أساطيل السخانات الكبيرة
التحديثية المبسطة في المنشآت القائمة
تعمل هذه العوامل على تقليل العوائق التي تحول دون تنفيذ الرؤية الكهربائية الكاملة في الأنظمة الحرارية بشكل كبير.
الاعتبارات الفنية
حدود حصاد الطاقة
تعتمد الطاقة المتراكمة على:
حجم تيار السخان
استقرار ظروف التحميل
التصميم الأساسي وكفاءة اللف
قد يؤدي الحمل المنخفض- أو التشغيل المتقطع إلى تقليل ميزانية الطاقة المتاحة للإرسال اللاسلكي.
متطلبات التصميم الأساسية
يستخدم التصوير المقطعي عادةً ما يلي:
-نواة من الفريت أو النوى الحلقية المصفحة ذات نفاذية عالية
قم بتقسيم-الهندسة الأساسية للتثبيت التحديثي
ملفات ثانوية متعددة الدورات-لتضخيم الجهد
تضمن هذه الميزات التقاط طاقة كافية عند مستويات التيار الصناعي.
تكامل إنترنت الأشياء الصناعي
عادةً ما يتم تجميع البيانات المجمعة عند البوابة وإرسالها إلى:
أنظمة سكادا
الأنظمة الأساسية للتحليلات المستندة إلى السحابة-.
محركات الصيانة التنبؤية
أنظمة إدارة الطاقة
يؤدي ذلك إلى تمكين الارتباط المتبادل بين النظام-بين الأداء الحراري وسلوك الحمل الكهربائي.
قابلية التوسع في أنظمة-السخانات المتعددة PTFE
في بنوك سخانات PTFE، تعد قابلية التوسع عاملاً حاسمًا. قد تحتوي الأنظمة على:
العشرات من السخانات لكل مزرعة خزان
مناطق معالجة مستقلة متعددة
تكوينات التدفئة الزائدة عن الحاجة
يعمل الاستشعار اللاسلكي الذي يتم تشغيله ذاتيًا- على إزالة اختناق الأسلاك، مما يتيح رؤية قريبة من واحد-إلى-واحد عبر جميع السخانات دون زيادات متناسبة في تعقيد التثبيت.
خاتمة
يمثل مستشعر التيار اللاسلكي -الذي يعمل بالطاقة الذاتية تقدمًا كبيرًا في مراقبة النظام الحراري، خاصة بالنسبة لتركيبات سخانات PTFE الموزعة. البنك سخان PTFE بمستشعر تيار لاسلكي يعمل بالطاقة الذاتيةيتيح هذا الأسلوب قياسًا مستمرًا وخاليًا من الصيانة- لظروف الحمل الكهربائي عن طريق تجميع الطاقة مباشرةً من تيار تشغيل المدفأة.
ونتيجةً لذلك،-أصبحت الرؤية في الوقت الفعلي للسلوك الكهربائي لكل سخان في المنشأة أمرًا عمليًا على نطاق واسع. وتؤسس هذه التقنية نموذجًا جديدًا في إنترنت الأشياء الصناعي للأنظمة الحرارية، حيث لم تعد البنية التحتية للمراقبة مقيدة بتعقيد الأسلاك أو صيانة البطارية.
وفي نهاية المطاف، فإن المستشعر الأكثر فعالية هو الذي يعمل بشكل مستمر في الخلفية، ولا يتطلب أي مصدر خارجي، ويظل متكاملاً بشكل دائم دون تدخل الصيانة.
