الدور الحاسم في مكافحة الايدز في التحلل الحديث

أما محطات تحلية المياه الكبيرة فهي الماهر الهندسية التي توفر ملايين من المترات المكعبة من المياه العذبة يوميا إلى المناطق القاحلة والمجتمعات المحلية التي تواجه ندرة المياه، وهذه المرافق تستخدم عادة الأشعة العكسية أو العمليات الحرارية مثل التفكك المتعدد المراحل، وبغض النظر عن التكنولوجيا، فإن التحكم المستقر والدقيق في متغيرات العمليات أمر أساسي للحفاظ على جودة المنتجات، وتقليل استهلاك الطاقة إلى أدنى حد.

وفي محطة تحلية، ينظم متحكمو البيوت المائيات، بما في ذلك معدل تدفق المياه العذبة، وضغط تغذية النمبرة، وضغط تفريغ الرشوة، والتدريغ الكيميائي (مثل مضادات التكلور، ومسدس الماء المنتج). ويحسب المراقب باستمرار الخطأ بين نقطة البداية المرغوبة ومتغير العملية المقاس، ثم يطبق ناتجا تصحيحيا يتناسب مع هذا الخطأ (المصطلح) وتراكم في معدلات الكسب السابقة (المصطلح الأول).

غير أن متحكمي البيوت في محطات تحلية واسعة النطاق بعيدون عن ثلاثية، حيث أن حجم هذه النباتات المزروعة يستحدث أوقاتاً عصيبة، وعدم خطايا، والتفاعلات التي يمكن أن تؤدي بسهولة إلى زعزعة استقرار حلقة مدروسة، وقد ينجرف نظام مستعمل مبطن خفيف من نقطة الحافة، مما يؤدي إلى فشل المواصفات في استخدام المياه، وقد يُنقَف نظاماً مكثفاً، ويُشدَّدَدَه.

فهم لون التحكم في الايدز في سياق التحلل

ومن أجل تقدير التحديات التي تواجه التفاف، يساعد على دراسة كيفية تفاعل حلقة نموذجية من أجهزة الاستنشاق مع معدات تحلية، والنظر في مراقبة سرعة الضخ العالية الضغط للحفاظ على ضغط ثابت على تغذية الكمبراني في قطار من طراز RO، وقد تكون نقطة البداية ٦٠ بارا، والمتغير المقاس هو قراءة جهاز نقل الضغط، ويضبط ناتج المتحكم محرك التردد المتغير للمضخة )VFD(.

  • Dead time:] The time between a change in pump speed and the resulting pressure change at the membrane inlet, due to liquid compressibility and pipe elsyity.
  • Nonlinear gain:] At different flow rates, the pressure drop across membranes changes nonlinearly, especially as membranes foul over time.
  • Interaction with other cycles:] Feed pressure control is coupled with focused flow control and temperature control cycles. A change in one cycle can disturb another.

ويعوض المصطلح المتكامل في إدارة التحقيقات الجنائية عن التعويض الثابت للدول، ولكن إذا كان الوقت المميت هاما، فإن اتخاذ إجراء متكامل عدواني للغاية يمكن أن يسبب التقلبات، ويمكن أن يتوقع المصطلح المشتق حدوث تغييرات سريعة، ولكن في الإشارات المزعجة (السيارات التي تنقل الضغط والتي تتعرض لها تهتز الضخ)، فإن العمل المشتق يضاعف الضوضاء ويمكن أن يؤدي إلى التحكم المتقلب.

التحديات الرئيسية في مجال إدارة عمليات حفظ السلام

مركب، ديناميكية غيرلينار

أما محطات تحلية كبيرة فهي ليست ذات ناتج واحد، ومنظومات ناتجة واحدة، وهي تتألف من وحدات متعددة للعمليات - ما قبل المعالجة، وأجهزة اعادة التشغيل، وأجهزة استعادة الطاقة، وما بعد المعالجة، ودينامياتها وتفاعلاتها، وتظهر النباتات عموماً سلوكاً غير خطي بسبب الاضمادات، وخسائر الضغط التي تعتمد على التدفق، وآثار درجة الحرارة على القناع، والعلاقة بين التركيز والتركبة الصيفية.

التأخيرات الهامة في الوقت المميت والزمان

وينشأ وقت الوفاة عن خطوط النقل (التدفق عبر الأنابيب، والمجسات التي تقع بعيدا عن المحركات) وعن الكيمياء العملية (مثلا، وقت حدوث المانعات في رفع مستوى الحوض الكامل) وفي محطات السطو ذات الأنابيب الطويلة بين نقطة الحقن الكيميائية وصفيفة الرميوم، فإن نسبة القتلى من 20 إلى 30 ثانية ليست غير شائعة.

التغير البيئي والماء التغذوي

وتُستخدم محطات التحلل في بيئات دينامية، إذ إن التغيرات في نوعية المياه المغذية مع المد والموسم والعواصف والأنشطة في المراحل الأولى، كما أن مجموع المواد الصلبة المذوبة، والاضطرابات، ومؤشر كثافة الحرير، ودرجة الحرارة تؤثر جميعها على أداء المياه الوسيطة، إذ أن متحكماً في المواد الكيميائية يكون مسؤولاً عن الجرعات المضادة للثدي، مثلاً، يجب أن يُعدل معدل التغذية الكيميائية على أساس إمكانيات التوسع في الوقت الحقيقي.

جدول العمليات والأثر الاقتصادي

ويزيد حجم محطات التحلية الكبيرة من آثار سوء التلحن، إذ أن استهلاك الطاقة هو أكبر نفقات التشغيل، ويزيد من تكلفة استخدام الطاقة، كما أن هناك حلقة لمراقبة الضغط تُظهر حتى 1 في المائة من عمليات الإفراط في التصوير، والوقت المحدد يمكن أن تضيع مئات من الكيلوغرامات في اليوم، ويزيد من عدم الاستقرار في السنة، ويزيد من ذلك إلى عشرات الدولارات.

استراتيجيات الدمج الفعال في محطات التحلل

طرق التموين الهرمي الكلاسيكي

إن طريقة زيغلر - نيكولز هي نقطة انطلاق غير مهيأة زمنيا، وهي تنطوي على إيجاد المكسب النهائي والفترة النهائية من اختبار التصفية المغلقة، ثم تطبيق الصيغ التجريبية للمكاسب من P, PI, أو PID، وفي حين أن الـ ZN توفر خط أساس سريع، فإن ظروفها العدوانية غالبا ما تنجم عنها مبالغ تفوق 50 في المائة أو أكثر، وهو أمر غير مقبول بالنسبة لعمليات التدفق المفرط.

وتشمل النهج التقلبية الأخرى أسلوب " القفز والتنتصر " : المجموعة الأولى من الفئة دال إلى الصفر، والزيادة من الرتبة ف إلى أن تنفجر الحلقة في نطاق واسع، والتراجع بنسبة ٣٠-٤٠ في المائة، ثم تضاف أولا ودال في العلاوات الصغيرة، وتعتمد هذه الأساليب اليدوية اعتمادا كبيرا على خبرة المشغلين، وتستغرق وقتا طويلا لمئات الحلقات في منشأة كبيرة.

نظام التطعيم النموذجي وتحديد النظام

وثمة نهج أكثر انتظاماً ينطوي على وضع نموذج للعمليات من بيانات النبات، إذ يمكن اختبارات الخطوة (أو أفضل، أو الاضطرابات الثنائية في تسلسل المناورات) في المصنع أن تسمح بتحديد نموذج للمركبات العضوية الثابتة أو النموذج الثاني، كما أن أدوات البرمجيات مثل مجموعة أدوات تحديد الهوية التي تستخدمها نظام MATLAB أو الديناميكات الإلكترونية يمكن أن تصلح نماذج، ثم تُحسب مكاسب PID باستخدام قواعد نموذجية داخلية أو قواعد توليفة مباشرة.

  • معالجة واضحة للوقت الميت من خلال هياكل تنبؤ سميث أو جهاز تحديد الهوية الذي مقره لجنة التنسيق الدولية.
  • القدرة على محاكاة الاستجابة المغلقة قبل التنفيذ، والحد من المخاطر.
  • الاتساق عبر حلقات متعددة وظروف التشغيل.

غير أن التصحاح القائم على النموذج يتطلب فترة اختبار قد تكون غير متاحة أثناء الإنتاج، كما أن النموذج المحدد لا ينطبق إلا على النطاق الذي جرى اختباره؛ ويمكن الاستقراء أن يكون خطيرا، وفي النباتات الكبيرة، من الشائع إنشاء مكتبة للنماذج الخطية في نقاط تشغيل مختلفة، ثم استخدام جدول للكسب للتبديل بين بي دي بي آي.

المراقبة التأديبية والتوحيد الذاتي

ونظراً للتباين في ظروف المياه الإطعام والعمليات الداخلية، فإن الرقابة على استخدام الطاقة في الأغراض السلمية تتسم بدرجة كبيرة من الجاذبية، إذ يقوم المتحكمون باستمرار بتقدير معايير العمليات (أو أداء المتحكمين) وتحديث المكاسب في الوقت الحقيقي، إذ توفر عدة نظم تجارية للرقابة الموزعة قدرة على المناعة الذاتية: يقوم المتحكم بإجراء اختبارات صغيرة، ويحددون العملية، ويضعون المكاسب تلقائياً، ويمكن القيام بذلك بصورة دورية (مثلاً، تقنيات القياس في الأداء).

ومن بين النهج العملي الذي يستخدم على نطاق واسع في إزالة الملحات تحديد مواعيد المصانع التي تتميز بعدد من درجات الحرارة في المياه العذبة ومستويات هذه الحرارة، كما يتم وضع جدول للبحث عن مكاسب PID، ويتداخل نظام المراقبة بين المكاسب التي تُحدث كتغيير في الظروف، ولا يتطلب هذا الأسلوب التكيف المستمر، بل يتطلب سمة شاملة في المزارع.

نماذج التحكم الهجينة والمتقدمة

وعندما لا تستطيع إدارة التنمية البشرية وحدها تلبية متطلبات الأداء، تختلط النُهج الهجينة بين إدارة شؤون الإعلام وتقنيات الرقابة الأخرى، مثلاً، يمكن أن يؤدي وجود هيكل مغذي زائد PID إلى التعويض عن اضطرابات قابلة للقياس مثل التغيرات في درجة حرارة المياه العذبة، ويمكن أن يؤدي التغذي عن طريق الاضطرابات إلى الحد بشكل كبير من العبء على حلقة التغذية المرتدة، مما يتيح تحقيق مكاسب أقل واستقرار أفضل.

ويتزايد نشر نموذج للمراقبة الافتراضية في محطات تحلية كبيرة، لا سيما في العمليات المتعددة المعالم مثل نظم عمليات متعددة الأطياف، وتستخدم لجنة حماية البيئة البحرية نموذجا ديناميا للتنبؤ بالسلوك في المستقبل وتُحدِّد الحد الأمثل للحركات الرقابية على الأفق، وتتناول القيود صراحة، وفي حين يمكن للشركة أن تحل محل PID في بعض الحلقات، تظل الهيئة الفرعية لمنع الجريمة هي الأداة التي تستخدمها في التحكم في استخدام نظام أحادي.

كما يجد المتحكمون في النقاط المنطقية للبيوت في البيوت المضغية تطبيقات متناهية في تحلية المواد الكيميائية، ولا سيما في حلقات الجرعات الكيميائية التي تكون فيها العملية غير خطية للغاية ويصعب عليها أن تُنمّي الرياضيات، ويمكن أن تُجمع قواعد الفيزياء بين المواد الوبائية للمشغلات وتوفر تكيفا سلسا مع المكاسب.

الاعتبارات العملية للتنفيذ

الحد من الحس والمحاضر

ولا يمكن لأي استراتيجية تربوية أن تتغلب على أجهزة استشعار جيدة أو محركات متحركة، ويجب أن تكون أجهزة الإرسال دقيقة ومصممة على النحو المناسب لتجنب تضخيم الضوضاء بالمصطلح المشتق، وينبغي أن تُرسم القيم بشكل صحيح مع خصائص السكك الحديدية أو المتساوية في المائة من المكسب في العملية، وينبغي أن يكون لدى أجهزة الترددات الضعيفة مراقبة سريعة ودقيقة وسرية.

أدوات وتدفقات العمل

وتشمل برامجيات حديثة من هذا القبيل (مثلاً، شركة إيمرسون ديلتا في، وشركة سيمينس 7، وشركة ABB 800xA) أدوات تربي وتشخيصية في جهاز PID، ويمكن أن تتبع برامجيات رصد أداء البرمجيات قياسياً قياسياً، مثل مؤشر التذبذب، والوقت المحدد للتسوية، ونسبة مئوية من الطلقات.

وتوفر برامجيات طرف ثالث مثل محطة المراقبة، أو إنستا تون، أو شركة لووب - بروج، خدمات مجانية باستخدام بيانات العمليات وحدها، وهذه الأدوات شائعة بالنسبة لمصانع تفتقر إلى الوقت الهندسي للقيام بتحديد مفصل للنظام.

السلامة والضوابط التشغيلية

وعند إعادة تكوين حلقة من إدارة البيوت الدولية في محطة تحلية حية، تكون السلامة في غاية الأهمية، وينبغي ألا تؤدي اختبارات التوأم إلى جعل المصنع في مناطق غير آمنة (مثلاً، الضغوط التي تتجاوز تقدير الدمج)، ويجب على الفريق أن ينسق بشكل وثيق مع العمليات، ومن الناحية النموذجية، يتم التنظيف أثناء فترات انخفاض الطلب أو عندما يكون هناك قطار احتياطي، وينبغي أن يقتصر العمل المشتق، إذا استخدم، على تجنب حدوث تمزقات في إنتاج النباتات من الضوضاء؛

وبالإضافة إلى ذلك، يجب النظر في تجاوز المنطق وتداخله، وبعض الحلقات مجهزة بمراقبين من ذوي الحركات العالية أو المنخفضة التي تتخطى ناتج PID في ظروف معينة، وقد يؤدي تطويع جهاز PID الذي يقوم على أساسه إلى رحلات مزعجة.

الاتجاهات الناشئة والاتجاهات المستقبلية

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

وقد بدأت خوارزميات التعلم في مجال الآلات، ولا سيما التعلّم بالتدعيم والتدرج، في التمتّع مع أجهزة PID في العمليات المعقدة، ويمكن استخدام توأم رقمي من مصنع التحلية لتدريب سياسة توحي بمكاسب PID في ظروف تشغيلية مختلفة، وتظهر النتائج الأولية من مختبرات البحوث أن هذه الأساليب يمكن أن تفوق الظواهر التراكمية التقليدية، ولا سيما في النباتات غير الساحلية التي لا تزال بحاجة محدودة إلى التدريب على أساس الوقت.

التوابع الرقمية والتفعيل الفعلي

فالتكنولوجيا الرقمية المزدوجة، التي يعمل فيها نموذج لعملية التكوين العالي بالتوازي مع المصنع الحقيقي، تتيح التقاط الصور على نحو أفضل باستمرار، ويمكن للتوائم أن يحفز أثر التغيرات على المكسب وأن يقترح أفضل البيئات، ويمكن للمشغلين أن يوافقوا على المكاسب الجديدة وأن ينزلوها، ويجري حاليا اختبار هذا النهج في بعض مشاريع التحلية الكبيرة في الشرق الأوسط.

خدمات توت وكلاود - مُلاحَقَة

ومع ظهور مادة إيوت الصناعية، يمكن تحويل بيانات الرقابة من محطات تحلية المياه إلى منابر تحليلية قائمة على الغيوم، وتستخدم هذه البرامج خوارزميات متقدمة لكشف مشاكل الرقابة وتوصي بتحديثات التحميل.() وتقدم شركات مثل ] محطة مراقبة حلقة دراسية تستند إلى نظام سايس تُحد من الشواغل المتعلقة بالأمن والمهندسين.

خاتمة

إن الالتفاف على محطات تحلية المياه على نطاق واسع مهمة صعبة ولكنها أساسية تؤثر مباشرة على كفاءة التشغيل، ونوعية المنتجات، وطول المعدات، وينشأ التعقيد عن الديناميات غير الساحلية، والوقت المميت، والتقلب البيئي، وارتفاع التكلفة الاقتصادية لضعف الرقابة، ويجب أن تُعالج بصورة فعالة مجموعة من الأساليب - بدءاً من الظواهر الحرارية إلى التعليم النموذجي، ومراقبة التكيف، ونهج البرمجيات الحديثة التي تحركها الأنيفير.

For further reading on the fundamentals of PID control in process industries, the Class text by Åström and Hägglund is highly recommended. A more desalination-specific discussion can be found in the ScienceDirect articles on PID control in desalination[FT:1]. Case studies of tuning optimization in reverse osmosis plant are available through