مراقبة استهلاك الطاقة ومتغيرات النظام

يمكن أن يكون قياس استهلاك الطاقة لنظام الضخ أمرًا بسيطًا للغاية. إن مجرد تركيب عداد أمام الخط الرئيسي الذي يزود الطاقة لنظام الضخ بأكمله سيظهر استهلاك الطاقة لجميع المكونات الكهربائية في النظام، مثل المحركات وأجهزة التحكم والصمامات.

ميزة أخرى مهمة لمراقبة الطاقة على مستوى النظام هي أنها يمكن أن تظهر كيف يتغير استخدام الطاقة بمرور الوقت. قد يكون للنظام الذي يتبع دورة الإنتاج فترات محددة يستهلك فيها أكبر قدر من الطاقة وفترات خمول عندما يستهلك أقل قدر من الطاقة. إن أفضل ما يمكن أن تفعله عدادات الكهرباء لتقليل تكاليف الطاقة هو السماح لنا بترتيب دورات إنتاج الآلات بحيث تستهلك أقل قدر من الطاقة في أوقات مختلفة. وهذا لا يقلل في الواقع من استهلاك الطاقة، ولكنه يمكن أن يخفض تكاليف الطاقة عن طريق تقليل الاستخدام في أوقات الذروة.

استراتيجية التخطيط

الطريقة الأفضل هي تركيب أجهزة الاستشعار ونقاط الاختبار والأجهزة في المناطق الحرجة لمراقبة حالة النظام بأكمله. يمكن استخدام البيانات الهامة التي توفرها هذه المستشعرات بعدة طرق. أولاً، يمكن لأجهزة الاستشعار عرض التدفق والضغط ودرجة الحرارة والمعلمات الأخرى في الوقت الفعلي. ثانياً، يمكن استخدام هذه البيانات لأتمتة التحكم في الماكينة، وبالتالي تجنب الخطأ البشري الذي قد يأتي مع التحكم اليدوي. ثالثا، يمكن تجميع البيانات مع مرور الوقت لإظهار اتجاهات التشغيل.

المراقبة في الوقت الفعلي - قم بإنشاء نقاط محددة لأجهزة الاستشعار حتى تتمكن من إطلاق الإنذارات عند تجاوز العتبات. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي الإشارة إلى انخفاض الضغط في خط شفط المضخة إلى إصدار إنذار لمنع تبخر السائل في المضخة. إذا لم تكن هناك استجابة خلال فترة زمنية محددة، يقوم التحكم بإيقاف تشغيل المضخة لمنع الضرر. يمكن أيضًا استخدام أنظمة تحكم مماثلة لأجهزة الاستشعار التي تصدر إشارات إنذار في حالة ارتفاع درجات الحرارة أو الاهتزازات العالية.

التشغيل الآلي للتحكم في الآلات - هناك تطور طبيعي من استخدام أجهزة الاستشعار لمراقبة نقاط الضبط إلى استخدام أجهزة الاستشعار للتحكم المباشر في الآلات. على سبيل المثال، إذا كان الجهاز يستخدم حالة الانقسام مضخة طرد مركزي لتدوير مياه التبريد، يمكن لجهاز استشعار درجة الحرارة إرسال إشارة إلى وحدة التحكم التي تنظم التدفق. يمكن لوحدة التحكم تغيير سرعة المحرك الذي يقود المضخة أو تغيير عمل الصمام لتتناسب مع حالة تقسيم مضخة الطرد المركزيتدفق لاحتياجات التبريد. في نهاية المطاف يتم تحقيق الغرض من تقليل استهلاك الطاقة.

تعمل المستشعرات أيضًا على تمكين الصيانة التنبؤية. إذا تعطلت الآلة بسبب انسداد الفلتر، يجب على الفني أو الميكانيكي التأكد أولاً من إيقاف تشغيل الآلة ثم قفل/وضع علامة على الآلة حتى يمكن تنظيف الفلتر أو استبداله بأمان. هذا مثال على الصيانة التفاعلية - اتخاذ الإجراءات اللازمة لتصحيح الخطأ بعد حدوثه، دون سابق إنذار. يجب استبدال المرشحات بانتظام، لكن الاعتماد على فترات زمنية قياسية قد لا يكون فعالاً.

في هذه الحالة، قد تكون المياه التي تمر عبر الفلتر ملوثة أكثر من المتوقع ولفترة زمنية أطول. ولذلك، يجب استبدال عنصر التصفية قبل الوقت المخطط له. من ناحية أخرى، قد يكون تغيير المرشحات وفقًا لجدول زمني أمرًا مهدرًا. إذا كانت المياه التي تمر عبر الفلتر نظيفة بشكل غير عادي لفترة طويلة من الوقت، فقد يلزم استبدال الفلتر بعد أسابيع من الموعد المقرر.

جوهر الأمر هو أن استخدام أجهزة الاستشعار لمراقبة فرق الضغط عبر الفلتر يمكن أن يُظهر بالضبط متى يجب استبدال الفلتر. في الواقع، يمكن أيضًا استخدام قراءات الضغط التفاضلي في المستوى التالي، وهو الصيانة التنبؤية.

جمع البيانات بمرور الوقت - بالعودة إلى نظامنا الذي تم تشغيله مؤخرًا، بمجرد تشغيل كل شيء وتعديله وضبطه بدقة، توفر المستشعرات قراءات أساسية لجميع الضغط والتدفق ودرجة الحرارة والاهتزاز ومعلمات التشغيل الأخرى. لاحقًا، يمكننا مقارنة القراءة الحالية بأفضل قيمة لتحديد مدى تآكل المكونات أو مدى تغير النظام (مثل مرشح مسدود).

سوف تنحرف القراءات المستقبلية في النهاية عن القيمة الأساسية المحددة عند بدء التشغيل. عندما تنجرف القراءات إلى ما هو أبعد من الحدود المحددة مسبقًا، فقد يشير ذلك إلى فشل وشيك، أو على الأقل الحاجة إلى التدخل. هذه هي الصيانة التنبؤية - لتنبيه المشغلين قبل أن يصبح الفشل وشيكًا.

من الأمثلة الشائعة أننا نقوم بتركيب أجهزة استشعار الاهتزاز (مقاييس التسارع) في مواقع المحامل (أو المقاعد المحملة) للمضخات والمحركات ذات العلبة المنفصلة بالطرد المركزي. يمكن أن يؤدي التآكل الطبيعي للآلات الدوارة أو تشغيل المضخة خارج المعايير التي حددتها الشركة المصنعة إلى حدوث تغييرات في تردد أو سعة الاهتزاز الدوراني، وغالبًا ما يظهر ذلك على شكل زيادة في سعة الاهتزاز. يمكن للخبراء فحص إشارات الاهتزاز عند بدء التشغيل لتحديد ما إذا كانت مقبولة وتحديد القيم الحرجة التي تشير إلى الحاجة إلى الاهتمام. يمكن برمجة هذه القيم في برنامج التحكم لإرسال إشارة إنذار عندما يصل خرج المستشعر إلى الحدود الحرجة.

عند بدء التشغيل، يوفر مقياس التسارع قيمة أساسية للاهتزاز يمكن حفظها في ذاكرة التحكم. عندما تصل القيم في الوقت الفعلي في النهاية إلى الحدود المحددة مسبقًا، تنبه أدوات التحكم في الماكينة المشغل إلى ضرورة تقييم الموقف. وبطبيعة الحال، يمكن للتغيرات الشديدة المفاجئة في الاهتزاز أن تنبه المشغلين إلى حالات الفشل المحتملة.

قد يكتشف الفنيون الذين يستجيبون لكلا الإنذارين وجود خطأ بسيط، مثل مسمار التثبيت غير المحكم، والذي قد يتسبب في تحرك المضخة أو المحرك خارج المركز. قد تكون إعادة توسيط الوحدة وتشديد جميع مسامير التثبيت هي الإجراء الوحيد المطلوب. بعد إعادة تشغيل النظام، ستظهر قراءات الاهتزاز في الوقت الفعلي ما إذا تم تصحيح المشكلة. ومع ذلك، في حالة تلف المضخة أو محامل المحرك، قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من الإجراءات التصحيحية. ولكن مرة أخرى، نظرًا لأن أجهزة الاستشعار توفر إنذارًا مبكرًا بالمشكلات المحتملة، فيمكن تقييمها وتأجيل وقت التوقف عن العمل حتى نهاية نوبة العمل، أو عندما يتم التخطيط للإيقاف، أو عند نقل الإنتاج إلى مضخات أو أنظمة أخرى.

أكثر من مجرد الأتمتة والموثوقية

يتم وضع المستشعرات بشكل استراتيجي في جميع أنحاء النظام وغالبًا ما يتم استخدامها لتوفير التحكم الآلي وعمليات الدعم والصيانة التنبؤية. ويمكنهم أيضًا إلقاء نظرة فاحصة على كيفية عمل النظام حتى يتمكنوا من تحسينه، مما يجعل النظام العام أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

وفي الواقع، فإن تطبيق هذه الإستراتيجية على نظام موجود يمكن أن يقلل من استهلاك الطاقة عن طريق الكشف عن المضخات أو المكونات التي لديها مجال كبير للتحسين.