ترانسفورمر رکتیفایر کنترل هوشمند (Smart)

با توجه به اینکه پیشرفت فن آوری میکروپروسسورها و کاربرد وسیع آن در صنایع مختلف به خصوص کنترل و حفاظت، بسیار چشمگیر و قابل توجه بوده و همچنین کارشناسان و متخصصین حفاظت کاتدی نیز همواره در پی بهره گیری از روش و ابزارهای نو برای بهبود سیستم های حفاظت کاتدی بوده اند، در همین راستا از قابلیت برنامه ریزی و ذخیره اطلاعات، همچنین دریافت گزارش های مختلف از میکروپروسسورها استفاده نموده و ضمن افزایش قابل توجه دقت حفاظت، افزایش طول عمر تجهیزات مورد حفاظت، صرفه جویی در بازرسی های دوره ای میدانی کارشناسان کاتدی، دسترسی سریع به اطلاعات و ارقام را فراهم آورده اند. شرکت برنا الکترونیک ترانسفورمر رکتیفایرهای حفاظت کاتدی با کنترل هوشمند را با دانش و فن آوری روز دنیا برای اولین بار در ایران به طور کامل طراحی و ساخته است. در این ترانسفورمر رکتیفایر با بهره گیری از میکروکنترل های صنعتی قابلیت های بسیار زیادی به سیستم حفاظت کاتدی اضافه شده است.

سیستم حفاظت کاتدی هوشمند، جهت نصب در مجتمع های پالایشگاهی، نیروگاه ها، صنایع پتروشیمی، خطوط لوله بین شهری و … بسیار ایده آل می باشد. در سیستم مذکور پتانسیل نقاط مختلف سیستم نسبت به الکترولیت خاک به صورت دائم (توسط نیم پل ثابت) به ترانسفورمر رکتیفایر منتقل شده و دستگاه بوسیله کنترل کننده هوشمند با تنظیم جریان خروجی، ولتاژ کلیه نقاط تحت تست در محدوده معیار حفاظت کاتدی قرار می دهد. قسمت های اصلی این سیستم ها عباتند از:

•         ترانسفورمر رکتیفایر با کنترل میکروپروسسوری یا میکرو کنترلری
•         نیم پیل ثابت (الکترودهای مرجع دائمی)

1) ترانسفورمر رکتیفایر هوشمند کنترل تک رفرنس (Constant Potential)

در سیستم های حفاظت کاتدی هوشمند تک رفرنس، به منظور تنظیم جریان تزریقی از یک نیم پیل دائم بهره گیری می شود. بدین ترتیب که با سنجش پیوسته پتانسیل سازه تحت حفاظت کاتدی نسبت به الکترولیت در تماس با سازه، جریان خروجی ترانسفورمر رکتیفایر تنظیم می گردد. اساس کار واحد کنترل ترانسفورمر رکتیفایر هوشمند، کنترل پیوسته پتانسیل رفرنس مرجع و براساس آن تغییر عرض پالس و زاویه آتش تریستورها که نتیجه آن تغییر جریان خروجی می باشد، فرآیند این عمل تثبیت پتانسیل رفرنس مرجع در محدوده معیار حفاظت کاتدی می باشد.

2) ترانسفورمر رکتیفایر هوشمند کنترل چند رفرنس

در سیستم های حفاظت کاتدی هوشمند چند رفرنس، به منظور تنظیم جریان تزریقی از چند نیم پیل دائم جهت بازخورد (فیدبک) پتانسیل به واحد کنترل بهره گیری می شود (شکل شماره 2-2). واحد میکروپروسسوری این ترانسفورمر رکتیفایرها از 4 بخش زیر تشکیل شده است:

1-       واحد دریافت کننده نمونه های ورودی (پتانسیل های نیم پیل های دائم)

2-       واحد پردازش ورودی

3-       واحد خروجی نمایشگرها

4-       واحد خروجی آنالوگ

واحد ورودی قابلیت دریافت و پردازش نمونه ها را دارد. واحد پردازش ابتدا تمامی نمونه ها را از ورودی دریافت نموده، سپس با توجه به میزان پتانسیل های نیم پیل ها نمونه خروجی آنالوگ را افزایش یا کاهش می دهد. این عملکرد باعث تنظیم نمونه ها در بهترین حالت می گردد.

در حالتی که پتانسیل نیم پیل ها در محدوده معیار حفاظتی قرار گیرند خروجی ثابت باقی می ماند. در طی این فرآیند، واحد پردازش، اطلاعات مورد نیاز را از طریق نمایشگر به کاربر انتقال می دهد. اگر در زمان کارکرد سیستم حفاظت کاتدی، میزان پتانسیل نمونه ها تغییر یابد، واحد پردازش بلافاصله با تغییر خروجی واحد آنالوگ، سیستم حفاظت کاتدی را با شرایط جدید نمونه ها تطبیق می دهد. یکی از خصوصیات ترانسفورمر رکتیفایرهای هوشمند، امکان ارتباط سریال بر اساس استاندارد RS485 می باشد. این ارتباط امکان ایجاد یک شبکه با توپولوژی Bus را فراهم آورده است. براساس این توپولوژی همه دستگاه های ترانسفورمر رکتیفایر از طریق یک ارتباط دو سیمه به یکدیگر متصل شده و در نهایت به یک دستگاه سرور (که سرور مذکور توانایی تبادل اطلاعات و کنترل با رایانه دارد) متصل می شوند.

هریک از ترانسفورمر رکتیفایرها دارای یک آدرس مختص به خود در داخل سرور اصلی می باشند. شروع هر ارتباطی همواره از سرور خواهد بود، به این صورت که ابتدا سرور یک سیگنال که محتوی آدرس واحد مورد نظر برای برقراری ارتباط است را بر روی Bus قرار می دهد. بنابراین آدرس توسط تمامی واحدها دریافت شده و واحدی که آدرس ارسالی از سرور با آن برابر باشد آماده دریافت اطلاعات بعدی می نماید. و سیگنال بعدی حاوی فرمان دریافت و ارسال اطلاعات بوده، سپس امکان ارسال فرمان های دیگر فراهم می آورد. با روند ذکر شده در بالا امکان دریافت گزارش های مختلف از وضعیت سیستم حفاظت کاتدی و پتانسیل رفرنس ها فراهم می باشد. همچنین امکان فرمان به هر یک از ترانسفورمر رکتیفایرها و در نتیجه تنظیم پتانسیل رفرنس ها در محدوده حفاظت امکان پذیر می گردد.

تبادل اطلاعات از طریق تلفن ثابت (در صورت امکان) و سیم کارت تلفن همراه نیز امکان پذیر می باشد، در همین خصوص یک واحد واسطه (Interface) به واحد کنترل کننده متصل شده و از طریق تماس تلفنی اطلاعات و فرمان های مربوطه منتقل می گردد. ترانسفورمر رکتیفایرهای هوشمند دارای وضعیت Local و Remote بوده، در حالت Remote کنترل سیستم حفاظت کاتدی توسط سرور انجام پذیرفته و در حالت Local تنظیم مورد نیاز در محل ایستگاه ها و توسط اپراتور صورت می گیرد.