Monitoritzar el consum d'energia i les variables del sistema

Mesurar el consum d'energia d'un sistema de bombeig pot ser molt senzill. Simplement instal·lar un comptador davant de la línia principal que subministra energia a tot el sistema de bombeig mostrarà el consum d'energia de tots els components elèctrics del sistema, com ara motors, controladors i vàlvules.

Una altra característica important de la monitorització de l'energia a tot el sistema és que pot mostrar com canvia l'ús d'energia amb el temps. Un sistema que segueix un cicle de producció pot tenir períodes fixos en què consumeix més energia i períodes d'inactivitat quan consumeix menys energia. El millor que poden fer els comptadors d'electricitat per reduir els costos energètics és permetre'ns esglaonar els cicles de producció de les màquines perquè consumeixin la menor energia en diferents moments. Això en realitat no redueix el consum d'energia, però pot reduir els costos energètics reduint el consum màxim.

Estratègia de planificació

Un millor enfocament és instal·lar sensors, punts de prova i instrumentació en àrees crítiques per controlar l'estat de tot el sistema. Les dades crítiques proporcionades per aquests sensors es poden utilitzar de moltes maneres. En primer lloc, els sensors poden mostrar el cabal, la pressió, la temperatura i altres paràmetres en temps real. En segon lloc, aquestes dades es poden utilitzar per automatitzar el control de la màquina, evitant així l'error humà que pot comportar el control manual. En tercer lloc, les dades es poden acumular al llarg del temps per mostrar les tendències operatives.

Supervisió en temps real: establiu punts de consigna per als sensors perquè puguin activar alarmes quan se superin els llindars. Per exemple, una indicació de baixa pressió a la línia d'aspiració de la bomba pot sonar una alarma per evitar que el fluid es vaporitzi a la bomba. Si no hi ha resposta en un temps especificat, el control apaga la bomba per evitar danys. També es poden utilitzar esquemes de control similars per als sensors que sonen senyals d'alarma en cas d'elevades temperatures o vibracions elevades.

Automatització per controlar màquines: hi ha una progressió natural des de l'ús de sensors per controlar els punts de consigna fins a l'ús de sensors per controlar directament les màquines. Per exemple, si una màquina utilitza a cas dividit bomba centrífuga per fer circular l'aigua de refrigeració, un sensor de temperatura pot enviar un senyal a un controlador que regula el cabal. El controlador pot canviar la velocitat del motor que condueix la bomba o canviar l'acció de la vàlvula perquè coincideixi amb la bomba centrífuga de caixa divididael flux a les necessitats de refrigeració. Finalment s'aconsegueix l'objectiu de reduir el consum d'energia.

Els sensors també permeten el manteniment predictiu. Si una màquina falla a causa d'un filtre obstruït, un tècnic o mecànic primer ha d'assegurar-se que la màquina s'apaga i després bloquejar/etiquetar la màquina perquè el filtre es pugui netejar o substituir de manera segura. Aquest és un exemple de manteniment reactiu: prendre mesures per corregir un error després que es produeixi, sense avís previ. Els filtres s'han de substituir regularment, però confiar en períodes de temps estàndard pot no ser efectiu.

En aquest cas, l'aigua que passa pel filtre pot estar més contaminada del que s'esperava i durant un període de temps més llarg. Per tant, l'element del filtre s'ha de substituir abans del temps previst. D'altra banda, canviar els filtres segons un calendari pot ser un malbaratament. Si l'aigua que passa pel filtre està inusualment neta durant un període de temps prolongat, és possible que s'hagi de substituir el filtre setmanes més tard del previst.

El quid de la qüestió és que l'ús de sensors per controlar el diferencial de pressió a través del filtre pot mostrar exactament quan s'ha de substituir el filtre. De fet, les lectures de pressió diferencial també es poden utilitzar al següent nivell, el manteniment predictiu.

Recollida de dades al llarg del temps: tornant al nostre sistema recentment posat en marxa, un cop tot està engegat, ajustat i ajustat, els sensors proporcionen lectures de referència de tota la pressió, el cabal, la temperatura, la vibració i altres paràmetres de funcionament. Més tard, podem comparar la lectura actual amb el valor del millor dels casos per determinar el desgast dels components o quant ha canviat el sistema (com ara un filtre obstruït).

Les lectures futures eventualment es desviaran del valor de referència establert a l'inici. Quan les lectures es desplacen més enllà dels límits predeterminats, pot indicar un fracàs imminent, o almenys la necessitat d'intervenció. Es tracta de manteniment predictiu: alerta els operadors abans que una fallada sigui imminent.

Un exemple comú és que instal·lem sensors de vibració (acceleròmetres) a les ubicacions dels coixinets (o seients dels coixinets) de les bombes i motors de caixa dividida centrífuga. El desgast normal de la maquinària giratòria o el funcionament de la bomba fora dels paràmetres establerts pel fabricant pot provocar canvis en la freqüència o l'amplitud de la vibració rotacional, que sovint es manifesta com un augment de l'amplitud de la vibració. Els experts poden examinar els senyals de vibració a l'inici per determinar si són acceptables i especificar valors crítics que indiquen la necessitat d'atenció. Aquests valors es poden programar al programari de control per enviar un senyal d'alarma quan la sortida del sensor arriba a límits crítics.

A l'inici, l'acceleròmetre proporciona un valor de referència de vibració que es pot desar a la memòria de control. Quan els valors en temps real arriben a uns límits predeterminats, els controls de la màquina alerten l'operador que cal avaluar la situació. Per descomptat, els canvis bruscos de vibració també poden alertar els operadors de possibles errors.

Els tècnics que responen a ambdues alarmes poden descobrir una fallada simple, com ara un cargol de muntatge solt, que pot provocar que la bomba o el motor es mogui fora del centre. Recentrar la unitat i estrènyer tots els cargols de muntatge poden ser les úniques accions necessàries. Després de reiniciar el sistema, les lectures de vibració en temps real mostraran si el problema s'ha corregit. Tanmateix, si la bomba o els coixinets del motor estan danyats, és possible que siguin necessàries accions correctives addicionals. Però, de nou, com que els sensors proporcionen un avís precoç de possibles problemes, es poden avaluar i posposar el temps d'inactivitat fins al final d'un torn, quan es preveu una parada o quan la producció es trasllada a altres bombes o sistemes.

Més que automatització i fiabilitat

Els sensors es col·loquen estratègicament a tot el sistema i sovint s'utilitzen per proporcionar control automatitzat, operacions de suport i manteniment predictiu. I també poden mirar més de prop com funciona el sistema per optimitzar-lo, fent que el sistema en general sigui més eficient energèticament.

De fet, aplicar aquesta estratègia a un sistema existent pot reduir el consum d'energia deixant al descobert les bombes o components que tenen un marge de millora important.