Überwachen Sie den Energieverbrauch und die Systemvariablen

Die Messung des Energieverbrauchs eines Pumpsystems kann sehr einfach sein. Durch die einfache Installation eines Messgeräts vor der Hauptleitung, die das gesamte Pumpsystem mit Strom versorgt, wird der Stromverbrauch aller elektrischen Komponenten im System angezeigt, z. B. Motoren, Steuerungen und Ventile.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der systemweiten Energieüberwachung besteht darin, dass sie zeigen kann, wie sich der Energieverbrauch im Laufe der Zeit ändert. Ein System, das einem Produktionszyklus folgt, kann feste Zeiträume haben, in denen es am meisten Energie verbraucht, und Leerlaufzeiten, in denen es am wenigsten Energie verbraucht. Das Beste, was Stromzähler zur Senkung der Energiekosten leisten können, besteht darin, dass sie es uns ermöglichen, die Produktionszyklen von Maschinen so zu versetzen, dass sie zu unterschiedlichen Zeiten die geringste Energie verbrauchen. Dadurch wird der Energieverbrauch nicht wirklich gesenkt, es können jedoch die Energiekosten gesenkt werden, indem der Spitzenverbrauch reduziert wird.

Planungsstrategie

Ein besserer Ansatz besteht darin, Sensoren, Testpunkte und Instrumente in kritischen Bereichen zu installieren, um den Zustand des gesamten Systems zu überwachen. Die von diesen Sensoren bereitgestellten kritischen Daten können vielfältig genutzt werden. Erstens können Sensoren Durchfluss, Druck, Temperatur und andere Parameter in Echtzeit anzeigen. Zweitens können diese Daten zur Automatisierung der Maschinensteuerung verwendet werden und so menschliche Fehler vermeiden, die bei manueller Steuerung auftreten können. Drittens können Daten im Laufe der Zeit gesammelt werden, um Betriebstrends aufzuzeigen.

Echtzeitüberwachung – Legen Sie Grenzwerte für Sensoren fest, damit diese Alarme auslösen können, wenn Schwellenwerte überschritten werden. Beispielsweise kann ein Hinweis auf niedrigen Druck in der Saugleitung der Pumpe einen Alarm auslösen, um zu verhindern, dass Flüssigkeit in der Pumpe verdampft. Erfolgt innerhalb einer vorgegebenen Zeit keine Reaktion, schaltet die Steuerung die Pumpe ab, um Schäden zu vermeiden. Ähnliche Steuerungsschemata können auch für Sensoren verwendet werden, die bei hohen Temperaturen oder starken Vibrationen Alarmsignale auslösen.

Automatisierung zur Steuerung von Maschinen – Es gibt einen natürlichen Fortschritt von der Verwendung von Sensoren zur Überwachung von Sollwerten hin zur Verwendung von Sensoren zur direkten Steuerung von Maschinen. Wenn eine Maschine beispielsweise a geteilter Fall Wenn eine Kreiselpumpe Kühlwasser umwälzt, kann ein Temperatursensor ein Signal an einen Regler senden, der den Durchfluss regelt. Die Steuerung kann die Drehzahl des die Pumpe antreibenden Motors oder die Ventilwirkung entsprechend ändern Kreiselpumpe mit geteiltem GehäuseDer Durchfluss entspricht dem Kühlbedarf. Letztendlich wird das Ziel der Reduzierung des Energieverbrauchs erreicht.

Sensoren ermöglichen zudem eine vorausschauende Wartung. Wenn eine Maschine aufgrund eines verstopften Filters ausfällt, muss ein Techniker oder Mechaniker zunächst dafür sorgen, dass die Maschine abgeschaltet wird, und dann die Maschine verriegeln/kennzeichnen, damit der Filter sicher gereinigt oder ausgetauscht werden kann. Dies ist ein Beispiel für reaktive Wartung – das Ergreifen von Maßnahmen zur Behebung eines Fehlers, nachdem er aufgetreten ist, ohne vorherige Warnung. Filter müssen regelmäßig ausgetauscht werden, aber sich auf Standardzeiträume zu verlassen, ist möglicherweise nicht effektiv.

In diesem Fall ist das durch den Filter strömende Wasser möglicherweise stärker als erwartet und über einen längeren Zeitraum verunreinigt. Daher sollte das Filterelement vor dem geplanten Zeitpunkt ausgetauscht werden. Andererseits kann das Wechseln von Filtern nach einem Zeitplan verschwenderisch sein. Wenn das durch den Filter strömende Wasser über einen längeren Zeitraum ungewöhnlich sauber ist, muss der Filter möglicherweise Wochen später als geplant ausgetauscht werden.

Der Knackpunkt besteht darin, dass mithilfe von Sensoren zur Überwachung der Druckdifferenz über dem Filter genau angezeigt werden kann, wann der Filter ausgetauscht werden muss. Tatsächlich können Differenzdruckmesswerte auch auf der nächsten Ebene, der vorausschauenden Wartung, verwendet werden.

Datenerfassung im Laufe der Zeit – Zurück zu unserem kürzlich in Betrieb genommenen System: Sobald alles eingeschaltet, eingestellt und fein abgestimmt ist, liefern die Sensoren Basiswerte aller Druck-, Durchfluss-, Temperatur-, Vibrations- und anderen Betriebsparameter. Später können wir den aktuellen Messwert mit dem Best-Case-Wert vergleichen, um festzustellen, wie abgenutzt die Komponenten sind oder wie stark sich das System verändert hat (z. B. ein verstopfter Filter).

Zukünftige Messwerte werden möglicherweise vom beim Start eingestellten Grundwert abweichen. Wenn die Messwerte über vorgegebene Grenzwerte hinausgehen, kann dies auf einen drohenden Ausfall oder zumindest auf die Notwendigkeit eines Eingriffs hinweisen. Dabei handelt es sich um vorausschauende Wartung, bei der Bediener gewarnt werden, bevor ein Ausfall droht.

Ein häufiges Beispiel ist die Installation von Vibrationssensoren (Beschleunigungsmessern) an den Lagerstellen (oder Lagersitzen) von Kreiselpumpen und -motoren mit geteiltem Gehäuse. Normaler Verschleiß rotierender Maschinen oder der Pumpenbetrieb außerhalb der vom Hersteller festgelegten Parameter können zu Änderungen der Frequenz oder Amplitude der Rotationsschwingungen führen, die sich häufig in einer Erhöhung der Schwingungsamplitude äußern. Experten können Vibrationssignale beim Start untersuchen, um festzustellen, ob sie akzeptabel sind, und kritische Werte festlegen, die darauf hinweisen, dass Aufmerksamkeit erforderlich ist. Diese Werte können in die Steuersoftware programmiert werden, um ein Alarmsignal zu senden, wenn der Sensorausgang kritische Grenzen erreicht.

Beim Start liefert der Beschleunigungsmesser einen Vibrations-Basiswert, der im Steuerungsspeicher gespeichert werden kann. Wenn die Echtzeitwerte schließlich vorgegebene Grenzwerte erreichen, warnt die Maschinensteuerung den Bediener, dass die Situation bewertet werden muss. Natürlich können plötzliche starke Vibrationsänderungen den Bediener auch auf mögliche Ausfälle aufmerksam machen.

Techniker, die auf beide Alarme reagieren, stellen möglicherweise einen einfachen Fehler fest, beispielsweise eine lockere Befestigungsschraube, die dazu führen kann, dass sich die Pumpe oder der Motor aus der Mitte bewegt. Das erneute Zentrieren des Geräts und das Festziehen aller Befestigungsschrauben sind möglicherweise die einzigen erforderlichen Maßnahmen. Nach dem Neustart des Systems zeigen Echtzeit-Vibrationsmessungen, ob das Problem behoben wurde. Wenn jedoch die Pumpen- oder Motorlager beschädigt sind, können dennoch weitere Korrekturmaßnahmen erforderlich sein. Aber auch hier: Da die Sensoren frühzeitig vor potenziellen Problemen warnen, können diese bewertet und Ausfallzeiten bis zum Ende einer Schicht verschoben werden, wenn ein Stillstand geplant ist oder die Produktion auf andere Pumpen oder Systeme verlagert wird.

Mehr als nur Automatisierung und Zuverlässigkeit

Sensoren sind im gesamten System strategisch platziert und werden häufig zur automatisierten Steuerung, zur Unterstützung des Betriebs und zur vorausschauenden Wartung eingesetzt. Außerdem können sie sich die Funktionsweise des Systems genauer ansehen, um es zu optimieren und das Gesamtsystem energieeffizienter zu machen.

Tatsächlich kann die Anwendung dieser Strategie auf ein bestehendes System den Energieverbrauch senken, indem Pumpen oder Komponenten freigelegt werden, bei denen erhebliches Verbesserungspotenzial besteht.