بناء نظام مراقبة اهتزاز التوربينات الصناعية في الوقت الحقيقي باستخدام إنترنت الأشياء (IoT)

قمت بتطوير نظام متكامل لمراقبة اهتزاز التوربينات الصناعية في الوقت الحقيقي بهدف تحليل حالة المعدات والتنبؤ بالأعطال قبل حدوثها، مما يساعد على تحسين كفاءة التشغيل وتقليل تكاليف الصيانة.

يعتمد النظام على أجهزة حافة (Edge Devices) باستخدام Raspberry Pi متصلة بحساسات اهتزاز عبر محول ADC رباعي القنوات، حيث يتم جمع بيانات الاهتزاز بمعدل يصل إلى 1000 قراءة في الثانية. يقوم النظام بمعالجة البيانات محلياً على الجهاز باستخدام خوارزميات تحليل الإشارة مثل تحويل فورييه السريع (FFT) لاستخراج خصائص الاهتزاز.

بعد المعالجة الأولية، يتم إرسال البيانات إلى الخادم السحابي عبر بروتوكول MQTT، حيث يتم تخزينها في قاعدة بيانات زمنية (Time-Series Database) لتمكين التحليل التاريخي والرسوم البيانية التفاعلية.

كما قمت بتطوير لوحة تحكم تفاعلية على الويب لعرض البيانات في الوقت الحقيقي، مع إمكانية مراقبة عدة توربينات في نفس الوقت، وإدارة الأجهزة والمستخدمين، وعرض الرسوم البيانية لتحليل الاهتزاز.

أهم مميزات النظام:

• جمع بيانات الاهتزاز من الحساسات الصناعية بشكل مباشر وبمعدل عالٍ.

• تحليل الإشارة باستخدام FFT لاكتشاف الأنماط غير الطبيعية.

• بث البيانات في الوقت الحقيقي إلى لوحة التحكم عبر WebSocket.

• تخزين البيانات في قاعدة بيانات زمنية قابلة للتوسع لتحليل الأداء على المدى الطويل.

• لوحة تحكم تفاعلية لعرض الرسوم البيانية وإدارة الأجهزة.

• دعم تشغيل عدة أجهزة ومستخدمين في نفس الوقت.

• نظام مصادقة وإدارة صلاحيات للوصول إلى البيانات.

• دعم العمل في حالة انقطاع الاتصال عبر تخزين البيانات مؤقتاً في الجهاز وإرسالها لاحقاً.

تم نشر النظام على خادم VPS باستخدام Docker لضمان سهولة التوسع والاستقرار في بيئة الإنتاج.

يساعد هذا النظام المهندسين على مراقبة حالة التوربينات بشكل لحظي واتخاذ قرارات صيانة استباقية قبل حدوث الأعطال.