كيف تدعم سلسلة ABB NDBU الاتصال الضوئي المستقر لنظام DDCS في خطوط الإنتاج متعددة المحركات

الأتمتة الصناعية | اتصال المحركات

٠١ لماذا يكتسب الاتصال أهميةً في الأنظمة متعددة المحركات

في مجموعة واسعة خط متعدد المحركات كل محرك يؤدي مهمة محددة، لكن لا يعمل أيًّا منها بشكل منعزل. ففي آلة صنع الورق، يجب أن تتبع المحركات المُركَّبة في الأقسام المختلفة تسلسل الإنتاج دون أن تُحدث شدًّا مفرطًا في ورقة الورق المستمرة. وفي مصنع الدرفلة، قد يؤثر اضطرابٌ في أحد الأعمدة على حركة المادة عبر العمود التالي. وتواجه نظم النقل أيضًا تحديًّا مماثلًا: إذ يجب أن تستجيب المعدات الواقعة قبل وبعد خط النقل استجابةً متناسقةً عند بدء التشغيل أو إبطاء الخط أو إيقافه.

تتولى وحدات التحكم في المحركات إدارة تشغيل المحركات. وتقوم شبكة الاتصالات بنقل الأوامر ومعلومات الحالة والرسائل التشخيصية التي تحتاجها هذه الوحدات لتبادلها. أما وحدة التفرع NDBU فهي لا تحسب عزم الدوران ولا تنظِّم سرعة المحرك؛ بل تقتصر مهمتها على توزيع رسائل DDCS عبر الشبكة الضوئية. ويكتسب هذا التمييز أهميةً بالغة عند حدوث عطل: فاستبدال وحدة القيادة لن يصلح رابط ألياف بصرية تالفة، كما أن استبدال وحدة التفرع لن يصلح خطأً في معاملات التحكم.

التواصل عبر الألياف الضوئية مفيدٌ حول المحركات الكبيرة لأن الرابط يكون معزولان كهربائيًّا أقل عرضةً للتداخل التشويش الكهرومغناطيسي مرتبط عادةً بمعدات الطاقة. كما يسمح للمهندسين بتنظيم الاتصالات عبر خطٍّ ما بدلًا من الاعتماد على سلسلة واحدة من الأجهزة. بنية النجمة : في التكوين الموثَّق، يمكن لمحرِّك واحد متصل أن يفقد الطاقة دون تعطيل الاتصال مع باقي المحرِّكات. وهذه خاصية شبكةٍ قيِّمة، رغم أن الخط بأكمله قد لا يزال بحاجة إلى التوقف لأسباب تتعلق بالعملية أو السلامة.

القضية العملية التي تواجه المصنع هي الرؤية. فإذا أبلغ محرِّك عن أعطال متقطِّعة في الاتصال، فإن فريق الصيانة يحتاج إلى تحديد ما إذا كانت المشكلة ناتجة عن المحرِّك نفسه، أو اتصاله الضوئي، أو وحدة التفرع، أو مصدر طاقتها، أو إعدادات الشبكة. وتساعد بنية نظام التحكم الموزَّع الرقمي المُوثَّقة في تسريع هذه العملية التحقيقية بشكل كبير.

02المكان الذي تشغلُه وحدتا NDBU-85C وNDBU-95C في الشبكة

السوق NDBU-85C و إن دي بي يو-٩٥ سي مُدرَج من قِبل شركة إيفولو أتوميشن، وينتمي إلى عائلة وحدات التفرع الرقمية المُتحكَّم بها مباشرةً (DDCS) التابعة لشركة إيه بي بي. وفي الترتيب النموذجي، تنتقل الرسائل من جهاز الماستر إلى وحدة التفرع ثم عبر روابط بصرية فردية إلى المحركات المتصلة. أما الردود فتعود عبر الشبكة إلى جهاز الماستر. ويمكن استخدام أكثر من وحدة تفرع في حال اقتضت التركيبة شبكة أكبر أو ذات ترتيب مختلف.

لا ينبغي اختيار الوحدتين بناءً فقط على المظهر الخارجي. وتوضح تعليمات تهيئة شركة إيه بي بي المكوّنات البصرية المستخدمة في تركيبات وحدتي التفرع NDBU-85 وNDBU-95، وتعرض أمثلة على الشبكات على هيئة شجرة أو متوازية أو مختلطة. كما تحذّر هذه التعليمات من أن ٥ ميجابايت في الثانية و١٠ ميجابايت في الثانية لا يمكن خلط المكونات البصرية بشكل عشوائي، حتى وإن بدت موصلات الكابلات الخاصة بها متشابهة. ولذلك يجب التحقق من مادة الكابل وطول الرابط وإعدادات القناة وعناوين الأجهزة مقابل التكوين المُركَّب فعليًّا.

وهذا يكتسب أهمية خاصة في المصانع التي تحتوي معدات تنتمي إلى أجيال مختلفة من المحركات. ACS600 وACS800 وDCS600 وDCS800 هي منصات تشغيل قد تظهر في مناقشات شبكات نظام التحكم الموزَّع الرقمي (DDCS)؛ وهي ليست نماذج وحدة التفرع الوطنية (NDBU). ويجب أن يتأكد المصنع من وحدة التحكم المحددة الخاصة به، وواجهة المحرك، والمكونات البصرية قبل طلب وحدة تفرع بديلة. وإن توافق الموصل هو جزء واحد فقط من عوامل التوافق.

وبالنسبة للمهندس الذي يخطط لتمديد خط إنتاج، تنطبق نفس الفحوصات قبل التشغيل. ويجب تحديد عدد المحركات، والبنية التحتية المرغوبة، ونوع المكونات البصرية، ومسار الكابل أولاً. وبعد ذلك يمكن تحديد وحدة التفرع كجزء من مسار الاتصال الكامل، بدل معاملتها كقطعة غيار منعزلة.

03تحويل تصميم الشبكة إلى صيانة أسهل

تعتمد موثوقية الاتصال بقدرٍ كبير على طريقة التركيب ودقة السجلات، وليس فقط على وحدة التفرع. الكابلات الضوئية يجب توجيه الكابلات وحمايتها وفقًا لتعليمات شركة ABB السارية. ويجب الحفاظ على نظافة الموصلات، وتجنب الفنيين ثني الكابلات بشكل حاد أو إخضاعها لأي ضغط غير ضروري أثناء العمل داخل خزانة المحرك. وتوفر مؤشرات التغذية والقنوات الخاصة بالوحدة فحوصات أولية مفيدة، لكن وجود المؤشر وحده لا يكشف كل الأعطال الممكنة.

خذ على سبيل المثال إنذارًا متقطعًا في محرك واحد ضمن خط إنتاج الورق. وتتمثل الخطوة الأولى في تحديد القناة المتضررة ومراجعة سجل الأحداث. وبعد ذلك، يمكن للفريق فحص مصدر طاقة المحرك وواجهته، وتفقد كلا طرفي اتصال الألياف الضوئية الخاص به، ومقارنة إعدادات وحدة التفرع مع الرسم البياني المعتمد للشبكة. أما إذا فقد عددٌ من المحركات الاتصال معًا، فقد يتجه التحقيق نحو وحدة مشتركة أو مصدر طاقة مشترك أو اتصال علوي مشترك. وهذه التسلسلية تساعد في تجنّب استبدال مكونات قابلة للصيانة بناءً فقط على الشك.

كما يجب أن تكون تخطيط قطع الغيار دقيقًا بنفس القدر. ومن المفيد أن يتضمّن السجل الكامل رقم قطعة الغيار الخاص بشركة ABB وأنواع المكونات البصرية المُركَّبة. تعيين القنوات ، والعناوين، ومواصفات الكابلات، وإعدادات التهيئة. وتقلل هذه التفاصيل من درجة عدم اليقين أثناء نافذة إيقاف قصيرة، وتساعد في منع تركيب وحدة تشبه الوحدة الأصلية ظاهريًّا لكنها غير مناسبة فعليًّا.

وبالنسبة للمصانع التي تُحدَّث على مراحل، فإن الحفاظ على سجل الشبكة هذا مُحدَّثًا يوفِّر فائدة إضافية: إذ يمكن للمهندسين رؤية الأجزاء من تركيب نظام التحكم الرقمي الموزَّع (DDCS) التي يمكن الاحتفاظ بها، والأجزاء التي تتطلَّب إعادة تصميم عند استبدال المحركات. وهذا يدعم عملية ترقية تدريجية دون افتراض أن كل المكوِّنات القديمة والجديدة ستتواصل بنفس الطريقة.

النماذج المرتبطة بالكتالوج

النماذج المختارة المدرجة في منصة إيفولو أتوميشن. الأعمدة الثلاثة تشير إلى مراجع الكتالوج، وليست أجزاء قابلة للتبديل أو توصيات توافق.