در صنایع پالایشگاهی، پتروشیمی و شیمیایی، حفظ پایداری، ایمنی و راندمان عملیاتی در واحدهایی مانند برج‌های تقطیر (Distillation Columns) یا راکتورهای شیمیایی (Chemical Reactors) حیاتی است. سامانه‌های مانیتورینگ عملکرد، با بهره‌گیری از حسگرهای دقیق، کنترلرهای صنعتی و زیرساخت ارتباطی هوشمند، امکان پایش مستمر پارامترهای بحرانی و تصمیم‌گیری هوشمند در لحظه را فراهم می‌کنند.
اهداف و مزایای سامانه مانیتورینگ
پایش پیوسته دما، فشار، دبی، سطح و ترکیب مواد
شناسایی سریع شرایط بحرانی (Overpressure, Catalyst deactivation, Flooding, Fouling)
بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش زمان‌های توقف
کمک به کنترل پیش‌بینانه (Predictive Control)
آرشیو و تحلیل داده برای بهبود مستمر عملکرد فرآیند
اجزای اصلی سامانه
۱٫ حسگرهای صنعتی (Instrumentation)
در برج تقطیر یا راکتور، انواع حسگرها در نقاط کلیدی نصب می‌شوند:
حسگر دما (RTD یا ترموکوپل): در طبقات مختلف یا ناحیه واکنش
حسگر فشار (Piezo-resistive یا Diaphragm Type): در بالای برج یا راکتور
فلو متر (Coriolis، ورتکس یا اولتراسونیک): برای خوراک ورودی و جریان برگشتی
آنالایزر ترکیب شیمیایی (Online Gas/Liquid Analyzer): برای پایش ترکیب بخار یا مایع در جریان
لول‌سنج (Radar یا Differential Pressure): در Reboiler، Condenser یا ناحیه مایع راکتور
۲٫ واحد کنترل و ثبت داده
داده‌های حسگرها به‌وسیله PLC یا RTU جمع‌آوری و ثبت می‌شوند. بسته به مقیاس پروژه، کنترلر ممکن است در محل یا در اتاق کنترل متمرکز نصب شود.
-قابلیت انجام مقایسه‌های بلادرنگ با نقاط تنظیم (Setpoints)
-فعال‌سازی آلارم در صورت انحراف
-ثبت و آرشیو داده‌ها با دقت زمانی قابل تنظیم
۳٫ سیستم مانیتورینگ مرکزی (HMI / SCADA)
داده‌های جمع‌آوری‌شده از طریق یک بستر ارتباطی به سیستم مانیتورینگ منتقل می‌شوند:
-نمایش گرافیکی وضعیت برج یا راکتور
-نقشه زنده دما و فشار در ارتفاع برج یا در حجم راکتور
-داشبوردهای تحلیلی از مصرف انرژی، بازده، انحرافات کیفیتی
-گزارش‌های دوره‌ای و گزارش آلارم‌ها
پروتکل‌های ارتباطی
سامانه‌های مانیتورینگ در صنایع سنگین باید با اطمینان بالا و در شرایط سخت محیطی کار کنند. از این رو، پروتکل‌های صنعتی پایدار به‌کار گرفته می‌شوند:
۴-۲۰mA و HART: برای انتقال سیگنال آنالوگ و داده‌های پیکربندی حسگر
Modbus RTU/TCP: رایج‌ترین پروتکل بین PLC، HMI و سیستم ثبت داده
Profibus / Profinet / EtherNet/IP:در واحدهایی با تجهیزات زیمنس یا راک‌ول
MQTT یا OPC UA: برای اتصال امن به پلتفرم ابری یا سیستم تحلیل داده
قابلیت‌های تحلیلی و کنترلی
مقایسه لحظه‌ای داده‌ها با مقادیر طراحی (Design Specs)
تشخیص روندهای غیرطبیعی (مثلاً افزایش دمای غیرخطی در ستون)
کنترل حلقه بسته (Closed-loop) با ارتباط به شیرهای کنترلی
ثبت و تحلیل داده‌های Alarm & Trip
صدور فرمان Shutdown یا تغییر Setpoint به‌صورت خودکار یا دستی
در یک پالایشگاه تولید سوخت‌های سبک، سامانه مانیتورینگ عملکرد بر روی برج تقطیر نفتا پیاده‌سازی شد. مشخصات این اجرا:
نصب حسگرهای دما در ۱۰ سینی مختلف از برج
حسگر فشار در ناحیه بالایی و Reboiler
آنالایزر گاز برای بررسی درصد C1-C5 در خروجی بالا
فلو مترهای کورولیس در ورودی و جریان برگشتی
PLC مرکزی زیمنس S7-1500 و ارتباط از طریق Profibus DP
SCADA زیمنس WinCC برای مانیتورینگ زنده و گزارش‌گیری
نتایج:
کاهش ۲۵٪ در نوسانات دمایی بین طبقات برج
کاهش مصرف بخار تا ۱۲٪ با تنظیم خودکار Reboiler
شناسایی سریع ۳ مورد افت عملکرد ناشی از گرفتگی در برج طی ۶ ماه اول
ثبت کامل داده‌ها برای تحلیل روزانه توسط تیم فرایند
سامانه مانیتورینگ برج‌های تقطیر و راکتورهای شیمیایی، ابزار کلیدی برای دستیابی به عملکرد پایدار، ایمن و بهینه در صنایع فرایندی است. این سامانه با تکیه بر حسگرهای دقیق، ارتباطات پایدار صنعتی و نرم‌افزارهای مانیتورینگ پیشرفته، امکان کنترل بلادرنگ و تحلیل دقیق داده‌های فرایند را فراهم می‌سازد. اگر به دنبال پیاده‌سازی این سامانه در پروژه‌های صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.