الإنسترومنتيشن · الدرس 1 من 10

يعني إيه إنسترومنتيشن؟

أي ماكينة في مصنع محتاجة تحس (حرارة، ضغط، وزن، سرعة) وبعدين تقرر وبعدين تتحرك. الإنسترومنتيشن هو الجزء اللي بيحس وبيوصّل الإحساس ده للـ PLC. في الدرس ده هتفهم اللوب كله، وتشغّل لوب تسخين حقيقي بإيدك، وتتعلم تقرا التاجات اللي على الرسومات والأجهزة.

‹ الدروس← كل الكورسات

1المصنع زي جسم الإنسان

فكّر فيها كده: الحساس زي إيدك اللي بتحس إن الميّة سخنة، والـ PLC أو الكنترولر زي المخ اللي بيقرر "دي سخنة زيادة"، والصمّام أو الموتور زي إيدك التانية اللي بتقفل الحنفية. من غير الإحساس، المخ مش هيعرف يعمل حاجة.

الخلاصة: الإنسترومنتيشن = أجهزة القياس (Measurement) وأجهزة التحكم في العملية (Process Control). أي غلطة في القراية، المصنع كله هيتصرّف غلط وهو فاكر إنه صح.

2لوب التحكم: 4 أجزاء

  1. الحساس / العنصر (Sensor / Element): الحاجة اللي بتحس فعلًا بالمتغيّر، زي الثيرموكبل أو PT100 أو الإسترين جيدج. خرجه إشارة ضعيفة (مللي فولت أو أوم).
  2. الترانسميتر (Transmitter): بياخد إشارة الحساس الضعيفة ويحوّلها لإشارة قياسية قوية بتعيش مسافات طويلة: غالبًا ⁦4⁠–⁠20 mA⁩.
  3. الكنترولر (Controller): PLC أو كنترولر حرارة زي E5CC. بيقارن القراية باللي إنت عايزه ويطلّع أمر.
  4. الأكتيوتر (Actuator / Final element): اللي بينفّذ: صمّام تحكم، إنفرتر (VFD) بيغيّر سرعة طلمبة، أو سخان بـ SSR.
الكلمةمعناهامثال في تانك التسخين
PV Process Variableالقيمة الحقيقية اللي بنقيسها دلوقتيالحرارة 63 °C
SP Set Pointالقيمة اللي إنت عايزها70 °C
Errorالفرق: SP − PV7 °C
OUT / MV Outputأمر الكنترولر للأكتيوتر (⁦0⁠–⁠100 %⁩)الصمّام مفتوح 65 %
Auto و Manual: في Auto الكنترولر هو اللي بيحرّك الصمّام على حسب الـ Error (لوب مقفول). في Manual إنت اللي بتحدد الفتحة بإيدك والكنترولر بيتفرّج (لوب مفتوح). في الموقع بنحوّل لـ Manual وقت الصيانة أو لما الحساس بايظ.

3جرّب بإيدك: لوب تسخين تانك

ده تانك ميّة بيتسخّن ببخار. الـ TT-101 بيقيس الحرارة ويبعت ⁦4⁠–⁠20 mA⁩ للكنترولر TIC-101، والكنترولر بيفتح ويقفل صمّام البخار TV-101. حرّك الـ SP، جرّب Manual، وافتح ميّة باردة وشوف الكنترولر بيتصرّف إزاي. (الوقت هنا أسرع 8 مرات من الحقيقة.)

لوب التحكم في الحرارة

من الموقع: تانك CIP في مصنع ألبان، الـ SP 75 °C. لو الـ PV فضل 60 والصمّام 100 % مفتوح، المشكلة مش في الكنترولر: يا البخار ضعيف، يا الصمّام مش بيفتح فعلًا (هوا الأكتيوتر مقطوع)، يا الحساس بيقرا غلط. دايمًا قارن القراية بترمومتر يدوي قبل ما تلعب في إعدادات الـ PID.

4الرينج: LRV و URV والسبان

كل ترانسميتر بيتظبط على رينج: أقل قيمة (LRV Lower Range Value) بتطلع عندها 4 mA، وأعلى قيمة (URV Upper Range Value) بتطلع عندها 20 mA. والسبان (Span) = URV − LRV.

Span = URV − LRV
مثال: TT-101 رينجه ⁦0⁠–⁠150 °C⁩ ⇐ السبان 150 °C. عند 75 °C (نص الرينج) الخرج = 12 mA. ولو رينجه −50 لـ 150 °C ⇐ السبان 200 °C، والـ 4 mA معناها −50 °C مش صفر!
الكلمةمعناهامثال
Accuracy الدقةالقراية قريبة من الحقيقة قد إيه±0.1 % من السبان ⇐ في رينج ⁦0⁠–⁠150 °C⁩ يعني ±0.15 °C
Resolution الريزولوشنأصغر تغيير الجهاز يقدر يبيّنهالشاشة بتعرض 0.1 °C
Repeatabilityبيدّي نفس القراية لو قسنا نفس الحاجة كذا مرة±0.05 %
متتخدعش: شاشة بتعرض رقمين بعد العلامة (ريزولوشن عالي) مش معناها إن الجهاز دقيق. ممكن تعرض 72.48 °C والحقيقة 75 °C. الريزولوشن غير الدقة.

وقاعدة مهمة: اختار الرينج على قد الشغل. ترانسميتر ضغط رينجه ⁦0⁠–⁠100 bar⁩ وإنت شغّال على 3 bar، دقته ±0.1 % من 100 = ±0.1 bar، يعني الغلط ممكن يبقى 3 % من قرايتك!

5التاجات: TT-101 يعني إيه؟

في رسومات الـ P&ID (رسمة المواسير والأجهزة) وعلى يافطة كل جهاز في الموقع، الجهاز ليه تاج (Tag) على حسب نظام ISA-5.1: الحرف الأول = إيه اللي بيتقاس، والحروف اللي بعده = وظيفة الجهاز، وبعدهم رقم اللوب.

TT
101TIC
101PDT
205LSH
310
الحرف الأولبيقيس
Tحرارة Temperature
Pضغط Pressure
Fفلو (تدفق) Flow
Lمستوى Level
Wوزن Weight
Sسرعة Speed
Zمكان Position
بعدهالوظيفة
Tترانسميتر
Eعنصر (الحساس نفسه)
Iبيان (شاشة / عدّاد)
Cكنترولر
Sسويتش
Vصمّام
A · H · Lإنذار · عالي · واطي
D (بعد الأول)فرق (Differential)
مثال: TIC-101 = كنترولر حرارة بشاشة في اللوب 101، وكل الأجهزة اللي في نفس اللوب واخدة نفس الرقم: TE-101 الحساس، TT-101 الترانسميتر، TV-101 الصمّام. لما حد يقولك "TT-101 بايظ" تعرف تروح فين على طول.

تمرين: فك التاج

6من الموقع

أعطال شائعة في الموقع:
  • الكنترولر سايب على Manual من آخر صيانة، والناس بتقول "الـ PID مش شغّال". بص على المود الأول.
  • الرينج في الترانسميتر غير الرينج في الـ PLC: الترانسميتر ⁦0⁠–⁠10 bar⁩ والـ PLC متبرمج ⁦0⁠–⁠16 bar⁩ ⇐ القراية غلط بنسبة ثابتة.
  • التاج على الجهاز غير اللي في الرسمة بعد تعديل: اكتب أي تغيير في الرسومات (As-built) عشان اللي بعدك ميتوهش.
أمان: الإشارات 24V DC مش خطيرة على جسمك، بس اللوب ممكن يكون ماسك صمّام أو سخان. قبل ما تفصل أي ترانسميتر، بلّغ الأوبريشن وحوّل اللوب لـ Manual عشان الكنترولر ميتجننش ويقفل أو يفتح الصمّام على الآخر. وفي المناطق الخطرة (Ex / Hazardous area) فيه قواعد خاصة لفتح الأجهزة.

؟أسئلة الدرس

جاوب على 5 من 6 صح على الأقل عشان الدرس يتعلّم عليه.

نظام التاجات على حسب ISA-5.1، وبعض المصانع بتستخدم نظام ترقيم خاص بيها (KKS مثلًا). تقدّمك بيتسجّل على الجهاز ده بس.