حلول حاسب التدفق: القياس المالي ونقل الملكية

ما هو حاسب التدفق؟

حاسب التدفق جهاز قياس وحساب مخصص يعالج الإشارات الواردة من خط القياس ليحدد الكمية الحقيقية للمائع. فالعداد وحده لا يعطي إلا الحجم الذي قاسه أو عدد النبضات التي أصدرها، وهذه القيمة الخام لا تصلح كمية تجارية قبل تصحيح أثر الضغط ودرجة الحرارة والتركيب والانضغاطية. يطبّق الجهاز هذه التصحيحات بطرائق حساب معيارية، ويحيل النتيجة إلى الظروف القياسية، ثم يجمع الكميات.

ولا يتوقف دور الجهاز عند الحساب، إذ يتولى كذلك قابلية تتبع القياس. فسجلات الإنذارات والأحداث، وسجل التدقيق لتغييرات الإعدادات، والتقارير الدورية وتسجيل البيانات، تكوّن القيود اللازمة للتحقق من أي كمية تجارية بعد وقوعها. ولهذا فهو ليس آلة حساب فحسب، بل مركز التسجيل والتدقيق في نقطة القياس.

وتتجاوز الأجهزة الحديثة نطاق الخط الواحد: فهي تجمع عدة خطوط قياس في هيكل واحد، وتُنتج مجاميع الخطوط، وتشارك في إدارة المحطة بوظائف التحكم في الصمامات والتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي (PID)، وتنقل البيانات إلى الأنظمة العليا عبر المنافذ التسلسلية أو شبكة Ethernet. وتتكوّن مجموعة المنتجات التي تقدّمها TLY Enerji في هذه الفئة من الجهاز نفسه، ومن بطاقات الإدخال والإخراج والاتصالات التي تُختار حسب التطبيق، ومن الملحقات وقطع الغيار اللازمة لاستمرارية التشغيل.

وظيفة حاسب التدفق في القياس المالي ونقل الملكية

القياس المالي هو القياس الذي تُبنى عليه الفاتورة والضريبة وانتقال الملكية، وينتجه الجهاز عبر أربع خطوات:

1. تجميع الإشارات: تُقرأ النبضات أو الترددات أو البيانات التسلسلية من العداد، والضغط ودرجة الحرارة والضغط التفاضلي من المرسلات، والتركيب والكثافة من كروماتوغراف الغاز أو مقياس الكثافة.

2. التصحيح والحساب: تُحسب تصحيحات الانضغاطية والكثافة والحجم بالطريقة المعيارية الملائمة لنوع المائع، ويمكن إجراء حساب الطاقة في خطوط الغاز.

3. التجميع وإعداد التقارير: تُجمع قيم التدفق اللحظية على أساس ساعي ويومي وعلى أساس الدفعة، وتُنشأ التقارير وتُحفظ في السجلات.

4. المراقبة والتدخل: تُقيَّم شروط الإنذار، ويمكن إصدار أوامر الصمامات لإدخال خط إلى الخدمة أو إخراجه منها، وتُرسل البيانات إلى النظام الأعلى.

عنصر القياس الأولي وأنواع العدادات

يتغير الحساب بحسب العنصر الأولي المتصل. ومن الأنواع الشائعة العدادات التوربينية والدوّارة وعدادات الإزاحة الموجبة التي تصدر نبضات، والعدادات فوق الصوتية (بعدّ النبضات أو بالاتصال التسلسلي)، وعناصر الضغط التفاضلي مثل صفيحة الفتحة وفنتوري ومخروط V والفوهة، وعدادات كوريوليس. ويمكن أن تتجاور أنواع عدادات مختلفة في الهيكل نفسه، وهو ما يتيح حلًا بجهاز واحد في المحطات ذات الخطوط المختلطة.

مداخل الضغط ودرجة الحرارة والتحليل

لا بد من قياس ضغط الخط ودرجة حرارته قياسًا مباشرًا لإجراء حساب التصحيح. وتستطيع بطاقات الإدخال والإخراج قراءة مرسلات الضغط ودرجة الحرارة والضغط التفاضلي أو المرسلات متعددة المتغيرات عبر حلقات HART، كما يمكن وصل مقاومة حرارية بمدخل PRT مباشر بأربعة أسلاك. ويمكن الحصول على بيانات التركيب من كروماتوغراف الغاز عبر الاتصال التسلسلي.

حاسب التدفق وإدارة المحطة

يستطيع جهاز واحد أن يتولى حساب الخط ووظائف المحطة معًا. ويشمل ذلك مجموع الخطوط، والتحكم في الصمامات والتشغيل عن بُعد، ووظائف الصيانة، ووظائف PID وأخذ العينات، وإدارة التحميل بالدفعات، وعرض مخطط النظام. وبذلك يمكن في المحطات الصغيرة والمتوسطة جمع القياس والإشراف في العتاد نفسه من دون حاجة إلى حاسوب منفصل لإدارة المحطة.

الاتصال بالأنظمة العليا

تُستخدم الخيارات التسلسلية وEthernet لنقل بيانات القياس إلى أنظمة SCADA أو DCS أو RTU. ويمكن تنفيذ اتصال Modbus كجهاز رئيسي أو تابع على منافذ RS232/RS485 وعلى TCP/IP على حد سواء، كما تُدعم وظيفة خدمة الويب والطباعة عبر الشبكة. ويُختار نوع بطاقة الاتصالات بحسب طوبولوجيا الوصل في المحطة.

عندما تُبنى هذه الخطوات الأربع بنحو صحيح لا تكون نتيجة القياس صحيحة فحسب، بل قابلة للتدقيق أيضًا. ومعظم الخلافات التجارية لا ينشأ من خطأ في الحساب بل من نقص في القيود وقابلية التتبع.

الخصائص البارزة لمجموعة المنتجات

· بنية متعددة الخطوط: من خط واحد إلى 5 خطوط قياس مالي في هيكل واحد، مع إمكانية العمل بأنواع عدادات مختلفة في الهيكل نفسه.

· بنية بطاقات نمطية: حتى 6 بطاقات مستخدم في الهيكل، وتوليفة من البطاقات الرقمية والتناظرية وبطاقات المفاتيح والاتصالات بحسب التطبيق.

· مكتبة معايير واسعة: طرائق حساب دولية للغاز الطبيعي الجاف والرطب، والغازات الأخرى، والسوائل الهيدروكربونية، والماء، وLNG/LPG.

· حساب بدقة مزدوجة: حسابات بفاصلة عائمة بدقة مزدوجة 64 بت في جميع العمليات، وزمن دورة نصف ثانية.

· شاشة ملونة تعمل باللمس: شاشة VGA ملونة باللمس قياس 5.7 بوصة، ولوحة مفاتيح QWERTY، ومفتاح تنقل دوّار 360 درجة، ومؤشرات LED عالية السطوع.

· سجل التدقيق والتسجيل: تسجيل الإنذارات والأحداث والبيانات، وسعة تسجيل قابلة للتوسيع ببطاقة SD اختيارية بسعة 2 غيغابايت.

· دعم جهاز المعايرة: أجهزة معايرة كروية ثنائية وأحادية الاتجاه، وأجهزة معايرة صغيرة الحجم، والعداد المرجعي، وطرائق التأقيت المزدوج.

· اتصالات مرنة: منافذ تسلسلية RS232/RS485، وEthernet 10/100، واتصال Modbus رئيسي/تابع، وخيار Modbus على TCP/IP.

· التهيئة في الموقع: وصلة USB عالية السرعة في اللوحة الأمامية وبرنامج تهيئة يعمل على Windows للإعداد المحلي وتنزيل البيانات.

· تركيب مُدمج على اللوحة: هيكل بعرض نصفي بارتفاع 3U مطابق لمعيار 19 بوصة، مع تركيب على اللوحة أو على الهيكل.

الملخص الفني لمجموعة المنتجات

تلخّص القيم التالية منصة حاسبات التدفق المقدَّمة في هذه الفئة، وترد القيم التفصيلية في صفحات المنتجات المرتبطة بها.

أهم المزايا

·         القياس والإشراف في جهاز واحد: لأن حساب الخط وإدارة المحطة يمكن جمعهما في العتاد نفسه، يقل حجم اللوحة ويقل التمديد الكهربائي.

·         توسّع بحسب المشروع: بفضل بنية البطاقات يُهيَّأ عدد الخطوط وسعة الإدخال والإخراج بحسب التطبيق من دون تغيير الجهاز.

·         قياس تجاري قابل للتدقيق: تسهّل سجلات الإنذارات والأحداث وسجل التدقيق التحقق لاحقًا من الكمية التي بُنيت عليها الفاتورة.

·         ملاءمة المحطات ذات الخطوط المختلطة: لأن أنواع العدادات المختلفة تعمل في الهيكل نفسه، تُدار خطوط العدادات فوق الصوتية والتوربينية وصفيحة الفتحة معًا.

·         صيانة صديقة للموقع: تقصّر البنية القائمة على البطاقات والوصول عبر USB في اللوحة الأمامية وخيارات البطاقات الاحتياطية زمن التوقف.

·         دعم هندسي محلي: توفير التوريد والتهيئة والتشغيل الأولي ودعم الصيانة في تركيا من نقطة واحدة.

مجالات التطبيق

تُستخدم هذه الأجهزة في كل نقطة تترتب على الكمية المقيسة فيها نتيجة تجارية أو قانونية.

محطات قياس الغاز الطبيعي وتنظيم الضغط

حساب الحجم المصحَّح بحسب ضغط الخط ودرجة حرارته وحساب الطاقة؛ ومجموع الخطوط وإدارة الخط الاحتياطي في المحطات متعددة الخطوط. وتكتسب موافقات المترولوجيا القانونية أهمية خاصة لوظيفة تحويل حجم الغاز.

محطات تحميل المنتجات البترولية والمواد الكيميائية

قياس على أساس الدفعة في خطوط تحميل الصهاريج وتفريغها، وتشغيل متعدد المنتجات، وأخذ العينات، والعمل المتكامل مع التحكم في أذرع التحميل.

مرافق LNG وLPG

طرائق حساب خاصة لتصحيحات الكثافة والحجم في الغازات المسالة؛ وقيود القياس التجاري في عمليات النقل بالسفن والصهاريج.

خطوط أنابيب النفط الخام والمنتجات

الإحالة إلى الحجم القياسي في السوائل الهيدروكربونية، والقياس متعدد الخطوط، والتحقق المنتظم من العدادات بجهاز المعايرة.

التحويلات الداخلية في المصافي والبتروكيميائيات

اتساق الحساب في التحويلات بين الوحدات، وقياس الموائع المساعدة مثل البخار والنيتروجين.

مرافق الطاقة والمرافق الصناعية

متابعة استهلاك الوقود، ودعم حسابات انبعاث CO2، وتوفير البيانات لتقارير الإنتاج.

معايير اختيار حاسب التدفق

يُحدَّد الجهاز الصحيح بحسب الغرض من القياس في المحطة ووصلات الموقع.

المائع وطريقة الحساب

·         نوع المائع: غاز طبيعي، سائل هيدروكربوني، LNG/LPG، بخار، نيتروجين أو ماء

·         الغرض من القياس: قياس مالي/تجاري، تحويل داخلي أو متابعة للعملية

·         معيار الحساب الذي سيُطبَّق والحاجة إلى حساب الطاقة

·         مصدر بيانات التركيب: كروماتوغراف الغاز، تركيب ثابت أو كثافة مقيسة

عدد الخطوط واحتياج الإدخال والإخراج

·         عدد خطوط القياس المالي والخطوط التي ستُضاف لاحقًا

·         نوع إشارة العداد: نبضة، تردد، encoder أو اتصال تسلسلي

·         عدد مداخل الضغط ودرجة الحرارة والضغط التفاضلي؛ والحاجة إلى حلقات HART

·         عدد المداخل والمخارج الرقمية اللازمة للتحكم في الصمامات ولمخارج الإنذار ولجهاز المعايرة

الاتصالات والتكامل

·         نوع النظام الأعلى: SCADA أو DCS أو RTU

·         البروتوكول والواجهة المادية المطلوبة: تسلسلية أو Ethernet أو كلتاهما

·         الحاجة إلى اتصال احتياطي مزدوج

·         نقل التقارير إلى طابعة أو عبر الشبكة

المترولوجيا القانونية وظروف الموقع

·         الحاجة إلى موافقة لتحويل حجم الغاز أو لقياس السوائل

·         ظروف درجة الحرارة والرطوبة داخل اللوحة

·         تصنيف المنطقة الخطرة وتوزيع اللوحة

·         خطة قطع الغيار والصيانة

ينبغي عند الاختيار تقييم خطة نمو المحطة لا عدد الخطوط الحالي وحده؛ فإذا لم تُخطَّط فتحات البطاقات وسعة الاتصالات من البداية ارتفعت كلفة الاستثمار اللاحق.

المطابقة والمترولوجيا القانونية

في القياس التجاري لا تقل المطابقة القانونية أهمية عن دقة الحساب. وعناوين المطابقة المنشورة للمنصة هي:

· MID 2004/22/EC: نطاق توجيه أجهزة القياس لأجهزة تحويل حجم الغاز؛ ويُطبَّق مع EN 12405-1:2005.

· MID WELMEC 8.8: تقييم قياس السوائل غير الماء؛ ويُرجع فيه إلى OIML R117-1:2007.

· توجيه EMC رقم 2004/104/EC: نطاق التوافق الكهرومغناطيسي.

· توجيه LVD رقم 2006/95/EC: نطاق توجيه الجهد المنخفض؛ ويُطبَّق مع EN 61010-1:2001 (الطبعة الثانية).

· لصنفان البيئيان M2/E2: تصنيف البيئة الميكانيكية والكهرومغناطيسية.

· معايير الحساب: سلاسل ISO وAGA وEN في جانب الغاز، وسلاسل API وASTM وGPA وOIML في جانب السوائل.

ملاحظة: تُقيَّم متطلبات المترولوجيا القانونية الخاصة بكل مشروع (مثل الموافقة النوعية المحلية أو إجراءات الفحص الأولي) وفق التشريعات الوطنية ذات الصلة؛ ويتم تأكيد نطاقات الشهادات بالوثائق السارية في مرحلة الطلب.

حلول قياس التدفق من TLY Enerji

تتعامل TLY Enerji مع حاسب التدفق لا كتوريد جهاز واحد بل كنقطة قياس متكاملة. فيُقيَّم نوع العداد واختيار المرسلات وطريقة الحساب وتوزيع اللوحة ووصلة النظام الأعلى معًا، وبذلك تُمنع حالات عدم التوافق التي تظهر في مرحلة التشغيل الأولي.

ويحدد فريقنا، انطلاقًا من بيانات العملية والغرض من القياس، تهيئة الجهاز والبطاقات، ويعد قائمة الإدخال والإخراج وبنية الاتصالات، وينشئ الوثائق اللازمة لتصميم اللوحة ووصلات الموقع. وبعد التركيب يُقدَّم دعم ميداني للتهيئة والتحقق من الحساب وقوالب التقارير والتكامل مع النظام الأعلى، ويُقترح لفترة التشغيل خطة لقطع الغيار والصيانة.

وعلى جانب المنتج توفّر TLY Enerji التوريد والدعم الفني بوصفها الموزّع في تركيا لعائلة المنتجات. أما في المحطات القائمة فتُعد مقترحات تحسين لمعالجة مشكلات مثل نقص القيود أو انقطاع الاتصال أو عدم تطابق الحساب.

· اختيار حاسب التدفق والبطاقات بحسب الغرض من القياس

· إعداد قائمة الإدخال والإخراج وبنية اللوحة والاتصالات

· التهيئة والتحقق من الحساب وقوالب التقارير

· التشغيل الأولي والتدريب والدعم الميداني

· تخطيط قطع الغيار والصيانة

الأسئلة الشائعة

ما هو حاسب التدفق وما وظيفته؟

حاسب التدفق جهاز يأخذ إشارات العدادات والمرسلات ويحسب الكمية الحقيقية للمائع بعد تنقيتها من أثر الضغط ودرجة الحرارة والتركيب. وإلى جانب الحساب يحتفظ بسجلات الإنذارات والأحداث والبيانات فيؤمّن قابلية تتبع القياس؛ والكمية التي تُبنى عليها الفاتورة هي القيمة التي ينتجها هذا الجهاز.

ما الفرق بين حاسب التدفق ومقياس التدفق؟

مقياس التدفق يستشعر التدفق فيزيائيًا وينتج إشارة خامًا. أما الجهاز الحاسب فيعالج هذه الإشارة ويطبّق تصحيحات الضغط ودرجة الحرارة بطرائق معيارية، ويحيل الكمية إلى الظروف القياسية ثم يجمعها. وفي القياس التجاري يعمل الاثنان معًا: العداد يقيس، والحاسب يحسب ويسجّل.

ما معايير الحساب المستخدمة في القياس المالي؟

في جانب الغاز تُستخدم طرائق مثل ISO 5167 وAGA 3 وEN 12213-2 (AGA 8) وAGA 10 وISO 6976 وNX19 وEN 12213-3 (SGERG)؛ وفي جانب السوائل API 11.2.1 وAPI 11.2.2 وASTM D1250 وسلسلتا GPA TR25 وTR27 وOIML R022. وفي تطبيقات LNG وLPG يدخل ISO 6578. وتُحدَّد الطريقة المطبقة بحسب المائع والعقد التجاري.

كم خط قياس يستطيع الجهاز إدارته؟

تدير المنصة في هذه الفئة حتى 5 خطوط قياس مالي في هيكل واحد، ويحمل الهيكل حتى 6 بطاقات مستخدم. وفي التطبيقات غير المالية يمكن استخدام بطاقة واحدة لخطين. ويمكن أن تتجاور أنواع عدادات مختلفة في الهيكل نفسه.

لماذا يهم دعم جهاز المعايرة والعداد المرجعي؟

يُراقب انحراف العدادات مع الزمن بمقارنتها بحجم معروف. ودعم أجهزة المعايرة الكروية ثنائية وأحادية الاتجاه وأجهزة المعايرة صغيرة الحجم والعداد المرجعي وطرائق التأقيت المزدوج يتيح تنفيذ عمليات التحقق في الموقع من دون تغيير الجهاز.

كيف يُوصل الجهاز بالنظام الأعلى؟

يُوصل عبر المنافذ التسلسلية RS232/RS485 أو عبر Ethernet 10/100. ويمكن استخدام اتصال Modbus رئيسي/تابع على الخطوط التسلسلية وعلى TCP/IP؛ كما تتيح وظيفة خدمة الويب المراقبة والتهيئة عن بُعد. وتُختار بنية الوصل بحسب طوبولوجيا المحطة.

ما الذي يجب مراعاته للاستخدام في المناطق الخطرة؟

عبارة «Ex~i» في اسم المنتج جزء من الاسم التجاري للشركة المصنعة ولا تعني بذاتها أي شهادة؛ ولا يوجد رمز ATEX أو IECEx منشور للجهاز. ولذلك يجب في المرافق ذات تصنيف المناطق الخطرة وضع الجهاز في لوحة داخل منطقة آمنة وتصميم حلول فصل ملائمة لإشارات الموقع.