تعمیر و نگهداری ترانسمیترها

ترانسمیترها به عنوان قلب تپنده سیستم‌­های کنترل صنعتی، حیات اتوماسیون و فرآیندهای تولیدی صنایع مختلف را تضمین می‌­کنند. این تجهیزات از ارکان جدایی ­ناپذیر سیستم کنترل صنعتی می­‌باشند. آن‌­ها با تبدیل متغیرهای قابل اندازه­‌گیری به سیگنال­‌های انتقال، کنترل و نظارت بر صحت عملکرد خطوط تولیدی گوناگون در صنعت را ممکن می‌­سازند. این تجهیزات در سال ۲۰۱۸ بیش از ۱۸ میلیارد دلار اندازه بازار مالی داشتند که موید اهمیت آن­‌ها در صنایع گوناگون می­‌باشد. لذا همواره باید در راستای جلوگیری از توقف فعالیت آن‌­ها که به مثابه خسارات مالی فراوان مستقیم و غیرمستقیم است، گام برداشت. بدین جهت اتخاذ تصمیمات جامع در جهت تحقق برنامه تعمیر و نگهداری ترانسمیترها یک ضرورت اجتناب ناپذیر است.

تعمیر و نگهداری ترانسمیترها

با توجه به اینکه ترانسمیترها در سیستم‌­های کنترلی نقش آفرینی می‌­نمایند، از اهمیت بیشتری در قیاس با سایر تجهیزات صنعتی برخوردار هستند. چرا که انجام صحیح فرآیندهای مختلف صنعتی به دقت، ایمنی و عملکرد بی‌­وقفه آن­‌ها وابسته است. از این رو، تعمیر و نگهداری ترانسمیترها مانند سایر تجهیزات صنعتی به برنامه­‌ریزی جامع و پیاده‌­سازی بدون نقص نیازمند است.

تعمیر و نگهداری ترانسمیترها در چند سطح قابل پیگیری است. اولین سطح از هر برنامه تعمیر و نگهداری در سطوح مدیریتی و استراتژی‌­ها نهفته است و نگاهی که حفظ و نگهداشت دارایی ‌های فیزیکی را دنبال می­‌کند، مورد توجه قرار می‌­دهد. لازم است تمامی مدیران و فعالین صنایع این نگاه را در صنعت خود جاری نمایند. در سطح دیگر این مهم، بخش عملیاتی و پیاده‌­سازی اقدامات پیشگیرانه در جهت تحقق برنامه­‌های تعمیر و نگهداری ترانسمیترها قرار دارد. با نگاه دقیق‌­تر به بخش عملیاتی برنامه­‌های جامع تعمیر و نگهداری، می‌­توان قرارگیری ارکان کلیدی سرویس و نگهداری و همچنین عیب‌­یابی و تعمیرات را دید که این بخش از تعمیر و نگهداری ترانسمیترها در این نوشتار مورد توجه قرار دارد.

معرفی ساختار و عملکرد ترانسمیترها

این تجهیزات در سیستم‌­های کنترل صنعتی، دستگاه‌­هایی هستند که سیگنال­‌های تولید شده توسط سنسور را به یک سیگنال ابزار دقیق تبدیل می­‌کند. عملکرد آن‌­ها بدین صورت است که سیگنال متناسب با متغیر اندازه‌گیری شده توسط سنسور را تولید و سپس فرستنده سیگنال تولیدی را برای ارسال به واحد کنترل، تقویت یا تنظیم می­‌کند.

ترانسمیترها براساس نوع و سیگنال طبقه­‌بندی می­‌شوند. آن­‌ها براساس سیگنال در دو دسته اصلی الکتریکی و پنوماتیک قرار می­‌گیرند. ترانسمیترهای پنوماتیک بیشتر در نقاط دوردست و محل­‌هایی که انرژي الکتریکی در دسترس نیست به کار می­‌روند.

طبقه‌­بندی دیگر ترانسمیترها که مرسوم‌­تر است، مبتنی بر نوع آن­‌ها و اهداف ابزاردقیق‌های به کار رفته در صنایع مختلف می‌­باشد. در ادامه به هر یک از آن­‌ها به تفضیل می­‌پردازیم.

هدف از به کارگیری ترانسمیترهای فشار این است که تغییر فشار مرتبط با یک فرآیند را به یک سیگنال قابل درک تبدیل کند و به واحد کنترل ارسال نماید. این فرستنده­‌ها به سه دسته کلی زیر تقسیم می­‌شوند:

• فرستنده فشار مطلق: این فرستنده فشار خلاء را به عنوان پایه خود در نظر می­‌گیرد و سپس فشار فرآیند را اندازه‌­گیری می‌­نماید.
• فرستنده فشار گیج این نوع فرستنده فشار اتمسفر محل را مبنای اندازه‌­گیری فشار فرآیند قرار می­‌دهد.
• فرستنده فشاردیفرانسیل: این نوع ترانسمیتر از پرکاربردترین انواع فرستنده­‌های فشار است. فرستنده مذکور دارای دو دیافراگرم حسی است که می‌­تواند تفاوت بین دو فشار را اندازه‌­گیری نماید. سپس سیگنال خروجی را متناسب با محدوده فشار کالیبره شده تولید کند. به بیانی دیگر هنگامی که واحدهای سنجش چندین فشار را دریافت می­‌کنند، ترانسمیترهای دیفرانسیل تفاوت بین این فشارها را اندازه می‌گیرند.

ملاحظات تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای فشار

شناخت علل خرابی و عیوب متداولی که برای یک تجهیز رخ می‌­دهد، کمک شایانی به انجام اقدامات پیشگرانه و همچنین تعمیرات به هنگام و سازنده برای جلوگیری از خسارات مالی عظیم می‌­کند. ترانسمیترهای فشار هم از این قاعده مستثنا نیستند. لذا لازم است تا عواملی که ممکن است به این تجهیز آسیب وارد نماید را بررسی کرد.

برای افزایش طول عمر، دقت عملکرد و جلوگیری از خواب این تجهیزات باید ملاحظات زیر در برنامه­‌های تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای فشار جای بگیرد:

• به کارگیری ترانسمیتر فشار مناسب: استفاده از گیرنده فشار نامناسب یکی از مهم‌ترین علل خرابی می‌باشد.
• جلوگیری از شوک و لرزش بیش از اندازه: لرزش مداوم و شوک­‌های متناوب مکرر در نهایت عملکرد ترانسمیترهای فشار را تحت تاثیر قرار می‌­دهد و می­‌تواند به آن­‌ها آسیب وارد نماید.
• از دمای بیش از اندازه اجتناب شود: دمای شدید می­‌تواند به عامل آسیب­‌زا برای ترانسمیترهای فشار تبدیل شود. لذا لازم است ضمن کنترل دما، از فرستنده‌­های فشاری استفاده شود که در برابر تغییرات سریع دما مقاوم هستند.
• جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت: ترانسمیترهای فشار باید در برابر نفوذ آب و رطوبت محافظت شوند.
• جلوگیری از تداخل الکتریکی: تداخل الکترومغناطیسی یا فرکانس رادیویی می­‌تواند باعث بی­‌ثباتی سیگنال یا عدم دقت آن شود.
• اجتناب از ناسازگاری شیمیایی: باید اطمینان حاصل نمایید که فرستنده‌­های فشار مورد استفاده، در برابر مواد شیمیایی مختلف مقاومت دارند.

بعد از آشنایی با ملاحظات پیشگیرانه، در جهت تکمیل بخش عملیاتی برنامه تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای فشار، لازم است عیوب متداول آن‌­ها مورد توجه قرار گیرد.

ملاحظات تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای جریان

لازم است به این نکته توجه کنید که در این نوع ترانسمیترها به دلیل تنوع فراوان در طراحی، جهت انجام صحیح سرویس و نگهداری و همچنین عیب‌­یابی و رفع عیب، کتابچه راهنمای آن‌­ها را حتما مطالعه نمایید.

در صورتی که ترانسمیتر جریان دارای نمایشگر محلی باشد، ممکن است با پیغام­‌های خطایی بر روی آن مواجه شوید که در ادامه رایج‌­ترین این پیام‌­ها را بررسی می­‌کنیم:

ترانسمیترهای دما در دو نوع زیر طبقه‌­بندی می­‌شوند:

• ترموکوبل: یک فرستنده دما به همراه سنسور ترموکوپل قادر به محاسبه دما با اندازه‌­گیری نیروی الکتروموتور ایجاد شده در اثر تغییر دمای یک فرآیند مشخص است.
• RTD: این فرستنده دما شامل سنسورهای RTD است که به دلیل تغییر دمای فرآیند، مقاومت الکتریکی را تغییر می­‌دهند. از رابطه این دو، برای محاسبه دما استفاده می­­‌شود.

ملاحظات تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای دما

در بین انواع ترانسمیترهای دما، نوع RTD بسیار پرکاربردتر است. ترانسمیترهای RTD به طور گسترده‌­ در صنایع مختلف از جمله صنعت نیرو، غذا و دارویی برای اندازه­‌گیری دما استفاده می‌­شود. این نوع ترانسمیترها در طول عمر خود با مشکلات متنوعی روبرو می­‌شوند. لذا در این بخش مشکلات رایج این تجهیز در برنامه تعمیر و نگهداری ترانسمیترها مورد توجه قرار می‌­گیرد.

ترانسمیترهای سطح

ترانسمیتر سطح، یک فرستنده اندازه‌­گیری سطح سیال در یک زمان مشخص است. سطح رساناها مانند آب، مایعات چسبناک و سوخت‌­ها یا محیط­‌های خشک مانند مواد جامد و پودرها را می‌­توان اندازه‌­گیری کرد. ترانسمیترهای سطح در هزاران برنامه اندازه­‌گیری سطح درون ظروف یا مخازن قرار دارند. این نوع فرستنده در صنایع موادغذایی و آشامیدنی، نیروگاه‌­ها، مواد شیمیایی و صنعت تصفیه نقش آفرینی می­‌کند. این تجهیز، سطح را به سه روش اندازه‌­گیری می­‌کند:

• وزن ماده
• هد فشار ماده
• موقعیت ماده در ظرف

در برخی از انواع ترانسمیترهای سطح، اندازه سطح از هر سه روش مذکور محاسبه می‌­شود. این تجهیز انواع گوناگونی دارد و در ۷ دسته کلی زیر طبقه­‌بندی می­‌شود:

• ترانسمیترهای سطح ظرفیت: این ترانسمیترها از یک مایع ذخیره شده در یک مخزن یا ظرف به عنوان یک ماده دی ­الکتریک بین دو یاچند الکترود استفاده می­‌کنند. ظرفیت انرژی مدار خازن در صورت وجود مایعات بیشتر یا کمتر به ترتیب افزایش یا کاهش می‌­یابد. بدین طریق با سطوح تغییرات، سطح مخزن یا ظرف تعیین می‌­شود.
• ترانسمیترهای سطح هیدرواستاتیک: این فرستنده که به عنوان فرستنده‌ سطح فشار شناخته می­­‌شوند، با اندازه­‌گیری فشار بدنه ظرف حاوی سیال، حجم آن را محاسبه می­‌کند. هرچه فشار بیشتر باشد، حجم سیال بیشتر است.
• ترانسمیتر سطح مغناطیسی: این فرستنده یک جسم مغناطیسی در سطح مایع شناور است. این جسم معمولا در یک ستون کمکی باریک قرار دارد تا حرکت‌­های جانبی شناور را محدود کند. در حالی که شناور بالای سیال می­‌باشد، حرکت شناور توسط دستگاه مغناطیسی دیگری اندازه­‌گیری می­‌شود. این روش به دلیل فراهم بودن امکان بالا و پایین شدن شناور بر روی سیال، برای اندازه­‌گیری سطح مداوم بسیار مناسب است.
• ترانسمیتر سطح رادار: این فرستنده با استفاده از انتشار امواج رادیویی کار می­‌کند. عملکرد آن بدین صورت است که بالای مخزن پر از مایع نصب می­‌شود. فرستنده سیگنال راداری را به داخل مایع می‌فرستد و بازتاب سیگنال را دریافت می‌­کند. سپس سطح مخزن را براساس زمان صرف شده برای بازگشت سیگنال را تجزیه و تحلیل می­‌کنند.
• ترانسمیتر سطح التراسونیک: در این نوع فرستنده یک مبدل التراسونیک در بالای ظرف حاوی سیال یا نزدیک به آن نصب شده است. مبدل یک پالس التراسونیک را ارسال می­‌نماید. پالس پس از برخورد به سطح مایع، منعکس می­‌شود. سپس سنسور، سطح را براساس زمان بین سیگنال منتقل شده و دریافت شده محاسبه می­‌کند.
• ترانسمیتر سطح ماکرویو هدایت شده: این فرستنده با ارسال پالس ماکروویو از طریق کابل یا میله حسگر کار می­‌کند. سیگنال به سطح مایع برخورد می­‌کند و دوباره به سمت سنسور و پس از آن به محفظه فرستنده برمی­‌گردد. قطعه یکپارچه الکترونیکی که در محفظه فرستنده قرار دارد، سطح را براساس زمان سیگنال برای پایین رفتن حسگر و پشتیبان ­گیری مجدد تعیین می­‌کند.

• ترانسمیتر سطح مایع: از این نوع فرستنده برای تشخیص رابط بین دو مایع مختلف مانند روغن و آب استفاده می­‌شود. فرستنده­‌های سطح مایع عمدتا برای سنجش سطح مخازن ذخیره‌­سازی به کار می­‌رود. این فرستنده‌­ها با اندازه­‌گیری هد فشار مایع، سطح را محاسبه می­‌کنند.

ملاحظات تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای سطح

در امر تعمیر و نگهداری ترانسمیترهای سطح لازم است که اقدامات پیشگیرانه‌­ای در جهت افزایش طول عمر و کاهش خسارات احتمالی انجام شود که در ادامه به آن می­‌پردازیم. در وجه دیگر هر برنامه تعمیر و نگهداری، تعمیرات و عیب­‌یابی قرار می­‌گیرد. لازم است در اینجا تاکید شود که به دلیل تنوع فراوان ترانسمیترهای سطح، در بحث رفع عیب این نوع از فرستنده‌­ها لازم است که کتابچه‌­های راهنمای این تجهیزات مبنا قرار بگیرد.

در راستای تحقق هر چه بهتر سرویس و نگهداری ترانسمیترهای سطح لازم است اقدامات زیر مورد توجه ویژه قرار بگیرد:

۱) شستشوی ماهانه

۲) هنگام تمیز کردن، ابتدا کلاهک آهنی اندازه‌­گیری سطح ورودی را باز کنید و آن را با دقت خارج کنید. سپس بقایایی مانند گیاهان آبی، پلانکنتون‌­ها و ….، متصل به گیج سطح مایع را بردارید.

۳) هنگام تمیز کردن سوراخ فشار سنج سطح آب، تمیزکاری را با استفاده از تری کلرواتیلن یا الکل و به مدت ۵ دقیقه انجام دهید. سپس آن را کمی تکان دهید و چندین بار این عمل را تکرار کنید تا کاملا تمیز شود. برای جلوگیری از آسیب رسانده به دیافراگم حساس به فشار هسته اصلی، از هیچ وسیله­‌ای برای تمیز کردن سوراخ فشار استفاده نکنید.

۴) هنگام تمیز کردن رابط فشار و سوراخ فشار فرستنده سطح ورودی، از استفاده از برس یا ابزار فلزی با سختی بیش از حد اجتناب کنید تا از آسیب رسیدن به هسته حساس و رابط فشار جلوگیری شود.

۵) پس از اتمام تمیزکاری، سطح سنج مایع را به لوله­ آهنی برگردانید، به طوری که در جای خود قرار بگیرد و بتوان کلاهک را در جای اصلی آن نصب کرد.

تولیدکنندگان برتر ترانسمیترها

در بخش پایانی این نوشتار لازم است به تولیدکنندگان برتر ترانسمیترها به عنوان یکی از تجهیزات کلیدی در صنایع مختلف پرداخت. بخشی از هر برنامه تعمیر و نگهداری به تامین قطعات و نوسازی تجهیزات گره خورده است. ترانسمیترها نیز از این قاعده مستثنا نیستند. از این رو در جهت پیاده‌­سازی بهتر و کارآمدتر برنامه تعمیر و نگهداری ترانسمیترها آشنایی با سازندگان شناخته شده این تجهیز ضرورت دارد. بدین جهت، با نگاه به لیست سازندگان برتر ترانسمیترها براساس گزارشات جهانی نام­‌های کمپانی‌­های ABB، AMETEK، Accutech Instrumentation، Danfoss، Dwyer و Emerson Electric به چشم می­‌خورد.

شرکت پمکو با یک دهه تجربه در زمینه مشاوره و اجرای پروژه­‌های مدیریت و استقرار سیستم‌­های مدیریتی مدیریت دارایی­ های فیزیکی، امکان همراهی و همکاری با صنایع مختلف در زمینه نگهداری و تعمیرات انواع ترانسمیترهای صنعتی را فراهم آورده است. پرسنل اجرایی شرکت نه تنها در زمینه مهارت‌های فنی، بلکه در حوزه‌های مرتبط با سیستم‌های نگهداری و تعمیرات مبتنی بر نگرش مدیریت دارایی فیزیکی و خلق بیشترین ارزش از این دارایی‌ها، آموزش دیده و در پروژه‌های جاری این شرکت تجربه پیاده‌سازی کامل سیستم را بارها بدست آورده‌اند.