شانغهاي تشنغهان للكهرباء: حالة مشروع نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي

I. نظرة عامة على المشروع

سعت محطة بلدية لمعالجة مياه الصرف الصحي إلى ترقية عملياتها لتعزيز الكفاءة، وضمان جودة ثابتة لمياه الصرف الناتجة، وتقليل تكاليف الصيانة. ولتحقيق هذه الغاية، كلفت المحطة شركة شانغهاي تشنغهان إلكتريك بتصميم وتصنيع وبرمجة وتشغيل نظام تحكم آلي شامل في الموقع. وكان الهدف الرئيسي هو توفير تحكم دقيق تمامًا وآلي بالكامل في كامل عملية معالجة مياه الصرف الصحي، مما يضمن أداءً موثوقًا وتشغيلًا مستقرًا وغير منقطع. وشكّل نظام التحكم الآلي القائم على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، المصمم خصيصًا لتلبية المتطلبات التشغيلية الفريدة للمحطة والمتصل بسلاسة مع البنية التحتية القائمة، العمود الفقري لهذه الحلول.

ثانياً. الخطة الأساسية للمشروع والتكوين

(أ) تكوين وحدة التحكم الأساسية

تم بناء نظام التحكم القائم على وحدة التحكم المنطقية المبرمجة (PLC) حول وحدة التحكم المنطقية المبرمجة من سلسلة Siemens S7-1500 (وحدة المعالجة المركزية CPU 1516-3PN/DP)، والتي تم اختيارها كوحدة تحكم مركزية نظراً لأدائها العالي وموثوقيتها وقدرتها على التوسع. وصُمم هذا النظام للتعامل مع ما يقارب ٨٠٠ نقطة إدخال/إخراج (DI، DO، AI، AO)، مما يوفّر رقابةً شاملةً على الإشارات ومراقبتها عبر جميع وحدات العملية، ومنها وحدات الغربلة والتهوية وإعادة تدوير الحمأة والترسيب. واعتمد الهيكل التصميمي نموذج التوزيع الذي يتضمّن محطة رئيسية واحدة وثلاث محطات بعيدة، لضمان تغطية قوية لمخطط المحطة الواسع. واستُخدمت شبكة الإيثرنت الصناعية عبر الألياف البصرية في الاتصال بين المحطة الرئيسية والمحطات البعيدة، ما قدّم أداءً استثنائياً في مقاومة التداخل ونقل البيانات بشكل مستقر حتى في البيئة القاسية للمحطة والمليئة بالضوضاء الكهربائية.

(ب) واجهة المستخدم الرسومية وأنظمة الأجهزة

لتكملة نظام التحكم القائم على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، تضمن المشروع إعدادًا متكاملًا بالكامل من الأجهزة وأنظمة المراقبة. واعتمد نظام المراقبة الرئيسي على برنامج سيمنز WINCC 7.5، الذي يوفّر ميزات متقدمة مثل عرض تدفق العمليات في الزمن الحقيقي، وتسجيل البيانات التاريخية، وإدارة الإنذارات، وإعداد التقارير الآلية، وقدرات التحكم عن بُعد. وصُنع خزانة التحكم القائمة على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) المُصمَّمة خصيصًا من فولاذ مدرفل على البارد عالي الجودة مع طلاء رش كهروستاتيكي، وبذلك حقَّقت درجة حماية IP40 لتحمل الظروف الرطبة وال corrosive النموذجية في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي. كما تم تركيب شاشة لمس من شركة MCGS (كُنلُن تونغ تاي) على باب الخزانة، مما يسمح بالتشغيل والمراقبة المحليين في الموقع لإجراء التعديلات السريعة وتشخيص الأعطال. أما داخل الخزانة، فقد رُوعي ترتيب مكونات ذات علامة تجارية مرموقة بدقة عالية مع توصيلات كهربائية منظمة تمامًا، مع الالتزام الصارم بمعايير السلامة الكهربائية الدولية لضمان موثوقية النظام على المدى الطويل.

ثالثاً: الخدمة وعملية التنفيذ

قدمت شركة شانغهاي تشونغهان للكهرباء خدمة شاملة من نقطة الصفر إلى النهاية لتوفير نجاح المشروع:

• تصميم المخطط: أجرى فريقنا بحثًا ميدانيًّا دقيقًا لرسم خرائط العمليات في المصنع، ووضع مخططات كهربائية تفصيلية، وصمّم واجهات الشاشة اللمسية والحاسوب الرئيسي لتشغيلٍ بديهي.
• التصنيع والتجميع: صُنعت خزانة التحكم القائمة على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) وفق المواصفات الدقيقة، مع دمج شاشة اللمس من شركة MCGS وتجميع جميع المكونات الداخلية، ومنها وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة من شركة Siemens ومصادر الطاقة ووحدات الاتصال.
• تطوير البرمجيات: هُندست منطق تحكم مخصص لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) لأتمتة العمليات الأساسية، بدءًا من الفحص الأولي وانتهاءً بتصريف المياه العادمة النهائية. ووُضِعت واجهات التشغيل الخاصة بنظامي WINCC وMCGS بحيث تزوّد المشغلين برؤى واضحة وقابلة للتنفيذ حول أداء النظام.
• التشغيل الميداني: تم نشر مهندسين كبار لإكمال فحوصات التوصيلات الكهربائية في الموقع، وتصحيح أخطاء الشبكة، واختبار تكامل النظام، مما كفل اتصال نظام تحكم الـPLC بشكلٍ مثالي مع الأجهزة الميدانية مثل المضخات والصمامات وأجهزة الاستشعار.
• التدريب والتسليم: قُدمت للعميل فريقه تدريبٌ شاملٌ على التشغيل والصيانة، شمل التنقل داخل النظام وتشخيص الأعطال والعناية الروتينية. كما سُلِّمت جميع الوثائق الفنية، بما في ذلك المخططات التفصيلية والأدلة الإرشادية ونسخ البرمجيات الاحتياطية، لإتمام قبول المشروع.

رابعًا. إنجازات المشروع

بعد التشغيل الأولي، مكّن نظام التحكم القائم على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) من التحكم الكامل الآلي والذكي في عملية معالجة مياه الصرف الصحي بأكملها. وقد حقق النظام أداءً مستقرًا للمعدات، واكتشافًا سريعًا للأعطال والاستجابة لها، وتخفيضاتٍ كبيرة في تكاليف العمالة اليدوية، ما أدى إلى إلغاء الحاجة إلى التعديلات الميدانية المستمرة. وبقيت جودة المياه الخارجة مُحقِّقةً للمعايير التنظيمية وبشكلٍ ثابتٍ، بل وتتفوّق عليها حتى في فترات الذروة في تدفق المياه، مما يدلّ على قدرة خزانة التحكم القائمة على وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) على التكيّف مع الظروف التشغيلية المتغيرة. وتم إنجاز المشروع في الوقت المحدّد وبالميزانية المخصصة له، ونال إشاداتٍ عاليةً من العميل لموثوقيته، وسهولة استخدامه، وأثره الإيجابي في كفاءة التشغيل.

خامسًا: ملخّص المشروع

يمثّل مشروع محطة معالجة مياه الصرف الصحي هذه شهادةً على خبرة شركة شانغهاي تشونغهان للكهرباء في تصميم أنظمة التحكم القائمة على وحدات التحكم المنطقية (PLC)، وتصنيع المعدات، والتشغيل الميداني. ويُبرز هذا المشروع قدرتنا على تقديم حلولٍ مخصصةٍ عالية الأداء، مُصمَّمة خصيصًا لتلبية التحديات الفريدة التي تواجه البنية التحتية البيئية البلدية. وفي المستقبل، ستواصل شركة شانغهاي تشونغهان للكهرباء تعزيز وجودها في مجال الأتمتة البيئية، مستفيدةً من تقنيات متقدمة مثل نظام التحكم القائم على وحدات التحكم المنطقية (PLC) لدفع عجلة التنمية الذكية والفعّالة والمستدامة لصناعة معالجة مياه الصرف الصحي على مستوى العالم.