كيف تتعامل المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات مع ظروف العمل المعقدة مع التحكم في الحلقة المغلقة؟

في أنظمة الأتمتة الصناعية الحديثة ، تكون المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات مسؤولة عن القيادة الدقيقة للصمامات الرئيسية ، ويؤثر أدائها بشكل مباشر على استقرار وموثوقية العملية برمتها. في مواجهة ظروف عمل معقدة مثل تقلبات ضغط خطوط الأنابيب ، أو التغيرات في درجات الحرارة ، أو التغيرات في الخصائص المتوسطة ، غالبًا ما تكون محركات التحكم في الحلقة المفتوحة التقليدية محدودة بسبب افتقارها إلى قدرات التكيف في الوقت الفعلي ، في حين أظهرت المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات باستخدام تكنولوجيا التحكم في الحلقة المغلقة دقة ممتازة للتكيف ودقة السيطرة مع التعديل الديناميكي وقدراتها على التكيف.

يكمن جوهر التحكم في الحلقة المغلقة في التغذية المرتدة في الوقت الفعلي والتصحيح الديناميكي. تقوم المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات باستمرار بجمع موضع الصمام والتحميل والبيئة من خلال أجهزة استشعار الموضع المدمجة عالية الدقة وأجهزة استشعار عزم الدوران ووحدات مراقبة درجة الحرارة ، ومقارنتها مع تعليمات التحكم في الوقت الفعلي. بمجرد اكتشاف الانحراف ، يقوم نظام التحكم على الفور بضبط إخراج المحرك لضمان أن مسار الحركة للمشغل يطابق الهدف المتوقع بشكل صارم. على سبيل المثال ، في نظام خطوط الأنابيب في صناعة البتروكيماويات ، قد يتقلب الضغط المتوسط ​​بعنف بسبب التغيرات في تدفق العملية. لا يمكن أن تعمل مشغلات الحلقة المفتوحة التقليدية إلا ميكانيكياً وفقًا للسكتة الدماغية المسبقة ولا يمكنها التعامل مع صدمات الضغط العكسي المفاجئة ، والتي يمكن أن تؤدي بسهولة إلى انحراف وضع الصمام أو الحمل الزائد للمحرك. يمكن لمشغل التحكم في الحلقة المغلقة أن يشعر بتغيرات الضغط داخل ميلي ثانية وضبط عزم دوران الإخراج ديناميكيًا ، مما يضمن أن الصمام موجود بدقة ويمنع تلف البنية الميكانيكية بسبب التحميل الزائد.

لا ينبغي تجاهل تأثير التغيرات في درجة الحرارة على المشغل. في بيئات درجة الحرارة المرتفعة أو المنخفضة للغاية ، قد يتأثر التمدد الحراري وتقلص الأجزاء الميكانيكية ، والتغيرات في أداء التشحيم ، وقد يتأثر استقرار المكونات الإلكترونية. نظرًا لعدم القدرة على التكيف البيئي ، يكون نظام الحلقة المفتوحة عرضة للانجراف الموضعي أو الاستجابة البطيئة بعد التشغيل على المدى الطويل. يستخدم المحرك الكهربائي متعدد الحلقات المغلقة حلقة خوارزمية تعويض درجات الحرارة مع ردود الفعل في الوقت الفعلي لتصحيح خطأ التشوه الميكانيكي تلقائيًا بسبب درجة الحرارة لضمان أن فتح الصمام يفي دائمًا بمتطلبات التحكم. على سبيل المثال ، في نظام التخزين والنقل المبرد للغاز الطبيعي المسال ، قد يواجه مشغل الصمام بيئة باردة للغاية أقل من -160 درجة مئوية. يراقب نظام الحلقة المغلقة بشكل مستمر ويضبط معلمات محرك المحرك لتمكين المشغل من الحفاظ على تشغيل مستقر في ظل ظروف درجة الحرارة منخفضة للغاية.

تشكل التغييرات في الخواص الفيزيائية أو الكيميائية للوسيط تحديات للتحكم في الصمام. في سيناريوهات مثل معالجة مياه الصرف الصحي ، التفاعلات الكيميائية أو معالجة الطعام ، قد تتغير عوامل مثل لزوجة السوائل والتآكل ومحتوى المادة الجسيمية مع مرحلة العملية ، مما يؤدي إلى تغييرات ديناميكية في فتح الصمام ومقاومة الختام. نظرًا لأن مشغلات الحلقة المفتوحة لا يمكن أن تشعر بتغييرات الحمل ، فقد يتم حظرها بسبب زيادة مفاجئة في المقاومة ، أو قد تحدث التذبذبات بسبب انخفاض المقاومة. تحدد المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات مع التحكم في الحلقة المغلقة التغييرات بذكاء في خصائص الحمل وضبط منحنى التشغيل تلقائيًا عن طريق المراقبة في الوقت الفعلي لتيار المحرك وعزم الدوران. على سبيل المثال ، في خط أنابيب النقل المتوسطة اللزجة ، عندما تزداد لزوجة السوائل بسبب انخفاض درجة الحرارة ، يمكن للمشغل زيادة عزم الدوران الناتج بشكل ديناميكي مع تحسين سرعة الفتح والختام لتجنب فشل التحكم بسبب التحميل الزائد أو التشويش.

بالإضافة إلى التعامل مع ظروف العمل المعقدة ، فإن التحكم في الحلقة المغلقة يمنح المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات زيادة في السلامة والحياة. في المواقف غير الطبيعية مثل الحمل الزائد أو المماطلة أو تقلب الطاقة ، تعتمد أنظمة الحلقة المفتوحة التقليدية على القابض الميكانيكي أو حماية الصمامات ، والتي تستجيب بتأخر وقد تتسبب في تلف المعدات. يتنبأ نظام الحلقة المغلقة بالمخاطر المحتملة مقدمًا من خلال تحليل البيانات في الوقت الفعلي ، ويتخذ تدابير حماية نشطة مثل الحد من السرعة ، أو الحد الحالي أو الفرامل في حالات الطوارئ. على سبيل المثال ، عندما يزداد عزم الدوران الصمام فجأة بسبب حظر المادة الخارجية ، يمكن أن تقطع وحدة التحكم في الحلقة المغلقة الطاقة بسرعة قبل الوصول إلى الحد الميكانيكي ويؤدي إلى إنذار لتجنب الأضرار الدائمة لجراحة التخفيض أو ساق الصمام. هذه آلية الحماية التطلعية لا تحسن موثوقية المعدات فحسب ، بل تعمل أيضًا على تقليل تكاليف الصيانة بشكل كبير.

مع تطور الأتمتة الصناعية نحو الذكاء ، تقنية التحكم في الحلقة المغلقة لـ المحركات الكهربائية متعددة المنعطفات يستمر أيضا في التطور. يتم إدخال خوارزميات التحكم المتقدمة الحديثة ، مثل PID التكيفي والمنطق الغامض وحتى الشبكات العصبية الخفيفة الوزن ، في استراتيجية التحكم في المشغل ، مما يتيح لها تعلم وضع الاستجابة الأمثل في ظروف عمل مختلفة. على سبيل المثال ، في عملية التعديل الدورية ، يمكن للمشغل حفظ خصائص الاحتكاك تلقائيًا وتحميل قوانين تغيير الصمام ، وذلك للتعويض مقدمًا في العمليات اللاحقة وتقليل أخطاء التعديل. تعمل إمكانية تحسين الذات هذه على تعزيز القدرة على التكيف مع المشغل في البيئات المعقدة ، مما يجعلها وحدة تنفيذ رئيسية للتحكم في العملية عالية الدقة .