نظرة عامة
آلة خلط الأسمدة FMM (اختصار Fertilizer Mixer Machine) نظام أوتوماتيكي بالكامل لتقليب الكمبوست طُوّر لمنشآت التخمير ذات الأحواض، ويقوم بالخلط عن طريق التقليب ودفع المادة على طول الحوض. صُمّمت للعمل داخل حوض بعرض نحو ٢٫٥ متر؛ ويبلغ طول الآلة ٦ أمتار وارتفاعها ٣ أمتار (الأبعاد الإجمالية ٣١٠٠ × ٦٤٠٠ × ٣٦٠٠ مم).
تتألف الآلة من هيكلين رئيسيين: هيكل الحركة والهيكل المتحرك. يسير هيكل الحركة على قضبان الحوض الذي يحتوي المنتج، بينما يتحرك الهيكل المتحرك صعوداً وهبوطاً بواسطة مكبسين مثبتين على هيكل الحركة.
مبدأ العمل
يبلغ شوط المكبسين الحاملين للهيكل المتحرك ٦٥٠ أو ٨٠٠ مم. يضم هيكل الحركة ٤ محركات بقدرة ١٫١ كيلوواط (١٤٠٠ لفة/دقيقة) مع مخفّضات بسرعة ٢٢ لفة/دقيقة. أما الهيكل المتحرك فيضم محركين بقدرة ٢٢ كيلوواط / ٩٠ لفة/دقيقة، و٤ مراوح بقدرة ٠٫٢١ كيلوواط، ووحدة هيدروليكية بقدرة ١٫١ كيلوواط. وتدير محركات الـ٢٢ كيلوواط مجموعة الخلط لتنفيذ عملية التقليب.
بعد انتهاء التقليب تُعاد الآلة من نهاية الحوض إلى بدايته بأسرع ما يمكن.
بداية الحوض: جهة خروج المنتج — نهاية الحوض: جهة دخول المنتج.
خصائص النظام
- تُشغَّل الآلة بوحدة تحكم عن بُعد، ويسمح نظام الأتمتة بالوصول عن بُعد.
- توجد لوحة الطاقة المتحكَّم بها عبر PLC على المنصة المتحركة رأسياً في الآلة، بينما توجد لوحة التحكم بالطاقة على جسمها المتحرك.
- توجد لوحة التحكم بالنظام في غرفة المشغّل.
- يمكن التحكم بعدة آلات من وحدة تحكم واحدة.
- تُجرى عمليات المراقبة المرئية لقيم النظام من شاشة الـPLC في لوحة التحكم.
- أثناء التقليب والحركة تتغير سرعة السير تلقائياً بحسب بنية المنتج المتغيرة، فتواصل الآلة العمل بأمان.
- تُقاس درجة الحرارة في موضع التقليب تلقائياً؛ ولا تبدأ حركة التقليب قبل بلوغ المنتج الحرارة المطلوبة.
- يُضخّ الهواء إلى المنطقة المقلَّبة بأربع مراوح أثناء التقليب.
- في التشغيل الأوتوماتيكي، وبعد إتمام التقليب على طول الحوض، ترتفع الآلة وتعود إلى بداية الحوض ثم تهبط من جديد وتواصل الخلط.
- في التشغيل اليدوي يمكن الخلط بالغوص في المنتج عند أي نقطة من الحوض، فتُستخدم الآلة بكفاءة حيث يُلاحظ أن الخلط غير كافٍ.
- أثناء التقليب يُقاس العمق بمساعدة المزالق الخطية ويُقلَّب المنتج على العمق المطلوب.
- في رحلة العودة بعد الخلط تُنفَّذ عملية التسوية تلقائياً بمساعدة المزالق الخطية وبالمقدار المحدد.
- يمكن الاطلاع على تيارات محركات الخلط وضبط سرعة السير والسرعة اللحظية من لوحة التحكم بالنظام، ما يسهّل متابعة الكفاءة والتحليل.
- يُبلَّغ المشغّل بحالة النظام عبر مصباح إنذار بثلاثة ألوان يوضح حالة التشغيل والأعطال.
- تُسجَّل ساعات التشغيل وسجل الأعطال.
- يستطيع نظام الأتمتة إعداد تقارير عن موقع الآلة والتيارات المسحوبة ومقدار غوص أسنان التقليب وساعات التشغيل.
- يُركَّب مودم GPRS لغرض الوصول عن بُعد. (يتولى العميل إبرام اتفاقية الخط مع مشغّل الـGSM المعني.)
- صفحات الضبط والصيانة محمية بكلمة مرور.
- يُسلَّم جهاز تحكم احتياطي واحد للنظام.
بما أن سرعة تقدّم الآلة أثناء التقليب تتغير بحسب بنية المنتج، فليس للآلة زمن دورة ثابت.
سيناريو التشغيل
يصف السيناريو التالي سلوك الآلة عندما يكون الحوض ممتلئاً بكامل طاقته.
حركة التقليب
عندما تكون الآلة في بداية الحوض يكون الهيكل المتحرك في الوضع العلوي المحدد. وفي هذا الوضع يستقبل أمر «تشغيل الآلة» فيحرّك محركي الـ٢٢ كيلوواط. ومع أمر البدء أو السير تُعطى الحركة للمكبسين فيهبط الهيكل المتحرك بالسرعة المطلوبة؛ وبالتكامل مع تيارات محركي الـ٢٢ كيلوواط تنخفض سرعة المكابس تلقائياً عند تجاوز التيار المحدد. وبذلك تغوص الأسنان في المنتج وتصل إلى قاع الحوض مع دفع المنتج إلى الخلف.
وبعد أن تبلغ أسنان الهيكل المتحرك مقدار الغوص المحدد يبدأ أمر السير، وتعمل معه ٤ مراوح. ويمكن ضبط سرعة السير يدوياً أيضاً.
وأثناء التقليب تُقاس تيارات محركي الـ٢٢ كيلوواط؛ وعند تجاوز قيمة التيار المحددة تُخفَّض دورات محركات السير لمنع الآلة من إلحاق الضرر بنفسها. وتوجد في بداية الحوض ونهايته مصدّات بمفاتيح حدّية.
حركة المكابس
يتحرك مكبسان متوازيان ومتعامدان بالسرعة نفسها وفي الوقت نفسه. ويعمل الهيكل المتحرك (نحو ٥ أطنان) المرتبط بالمكبسين بسلسلة فولاذية موازياً تماماً لهيكل الحركة — ولا يُقبل التشغيل المائل أو المتقطع. ويمكن إعداد تقارير عن موضع المكبس، كما يُقاس لضبط مقدار الغوص.
حركة السير
توجد على جوانب هيكل الحركة الأربعة ٤ عجلات بقطر ٢٤٥ مم و٤ محركات سير. وتُنقل الحركة من المحرك إلى العجلة عبر ترس معياري. وعند حدوث عطل أو توقف في محركات السير يُبلَّغ الشخص المسؤول.
قياس درجة الحرارة
أثناء التقليب، وبحسب رغبة العميل، توقف الآلة السير عند النقاط المطلوبة وتغمس جهاز القياس في المنتج داخل الحوض بمساعدة المكبسين الموجودين أمامها لتحليل درجة حرارته. فإذا كانت الحرارة مناسبة استمر التقليب؛ وإذا لم تتحقق الحرارة المطلوبة انتقلت الآلة إلى وضع التوقف. وتواصل الآلة القياس أثناء انتظارها في وضع التوقف، وعند بلوغ قيمة الحرارة المحددة تستأنف التقليب من حيث توقفت.
قياس الموقع وإعداد التقارير
يمكن إعداد تقرير بموقع الآلة داخل الحوض بالأمتار وعرضه لحظياً على لوحة التحكم. ويسجّل النظام مقدار الغوص وسرعة السير ودرجة حرارة المنتج والأمتار المقطوعة وتيارات محركي الـ٢٢ كيلوواط والأعطال التي تحدث، مع بيان اليوم والشهر والسنة والساعة.
إدارة الأعطال
تُبلَّغ الأعطال التي تحدث في الآلة إلى المشغّل في الموقع لحظياً. ولا تُشغَّل الآلة قبل إزالة العطل؛ وبعد إزالته تلزم موافقة المشغّل أو الموظف المسؤول. كما أنه إذا انخفض تيار أي من محركي الـ٢٢ كيلوواط دون تيار التشغيل القياسي، تنتقل الآلة إلى وضع التوقف وتُصدر تنبيهاً يشير إلى ضرورة فحص الأجزاء الدوارة.
دخول المستخدم
بحسب رغبة العميل يمكن إنشاء دخول باسم مستخدم وكلمة مرور لتوثيق المشغّل الذي يدير الآلات في كل وردية.
المواد والإنشاء
- يُصنع الهيكل من مادة ST-37 ويُطلى بعد السفع الرملي.
- تُصنع أعمدة مجموعة الإدارة وبكرات التوجيه من فولاذ CK 45.
- تُصنع التروس وعجلات السير من فولاذ C 4140 وتُقسّى سطحياً بالحث.
اللوحة والتجهيزات الكهربائية
معدات القطع والأزرار والمفاتيح إضافة إلى الـPLC وواجهة HMI من Siemens؛ ومجموعة المرحّلات من Phonex؛ ومجموعة المشابك من Wago أو Phonex. أما مجموعة التحكم فهي من Elfatek لتتمكن من العمل بتزامن مع الـPLC. وتُشغَّل المحركات الكهربائية بتزامن عبر مشغّلات البدء الناعم.