Παρακολούθηση κατανάλωσης ενέργειας & μεταβλητών συστήματος

Η μέτρηση της κατανάλωσης ενέργειας ενός συστήματος άντλησης μπορεί να είναι πολύ απλή. Η απλή εγκατάσταση ενός μετρητή μπροστά από την κύρια γραμμή που παρέχει ρεύμα σε ολόκληρο το σύστημα άντλησης θα δείξει την κατανάλωση ενέργειας όλων των ηλεκτρικών εξαρτημάτων του συστήματος, όπως κινητήρες, ελεγκτές και βαλβίδες.

Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της παρακολούθησης ενέργειας σε όλο το σύστημα είναι ότι μπορεί να δείξει πώς αλλάζει η χρήση ενέργειας με την πάροδο του χρόνου. Ένα σύστημα που ακολουθεί έναν κύκλο παραγωγής μπορεί να έχει σταθερές περιόδους όταν καταναλώνει την περισσότερη ενέργεια και περιόδους αδράνειας όταν καταναλώνει τη λιγότερη ενέργεια. Το καλύτερο πράγμα που μπορούν να κάνουν οι μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας για να μειώσουν το ενεργειακό κόστος είναι να μας επιτρέψουν να κλιμακώνουμε τους κύκλους παραγωγής των μηχανών έτσι ώστε να καταναλώνουν τη χαμηλότερη ενέργεια σε διαφορετικούς χρόνους. Αυτό στην πραγματικότητα δεν μειώνει την κατανάλωση ενέργειας, αλλά μπορεί να μειώσει το κόστος ενέργειας μειώνοντας τη χρήση αιχμής.

Στρατηγική Σχεδιασμού

Μια καλύτερη προσέγγιση είναι η εγκατάσταση αισθητήρων, σημείων δοκιμής και οργάνων σε κρίσιμες περιοχές για την παρακολούθηση της κατάστασης ολόκληρου του συστήματος. Τα κρίσιμα δεδομένα που παρέχονται από αυτούς τους αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς τρόπους. Πρώτον, οι αισθητήρες μπορούν να εμφανίσουν τη ροή, την πίεση, τη θερμοκρασία και άλλες παραμέτρους σε πραγματικό χρόνο. Δεύτερον, αυτά τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αυτοματοποίηση του ελέγχου του μηχανήματος, αποφεύγοντας έτσι το ανθρώπινο λάθος που μπορεί να προκύψει με τον χειροκίνητο έλεγχο. Τρίτον, τα δεδομένα μπορούν να συσσωρευτούν με την πάροδο του χρόνου για να δείξουν τις τάσεις λειτουργίας.

Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο - Καθορίστε σημεία ρύθμισης για αισθητήρες, ώστε να μπορούν να ενεργοποιούν συναγερμούς όταν ξεπερνιούνται τα όρια. Για παράδειγμα, μια ένδειξη χαμηλής πίεσης στη γραμμή αναρρόφησης της αντλίας μπορεί να ηχήσει συναγερμό για να αποτρέψει την εξάτμιση του υγρού στην αντλία. Εάν δεν υπάρξει απόκριση εντός καθορισμένου χρόνου, το χειριστήριο απενεργοποιεί την αντλία για να αποτρέψει τη ζημιά. Παρόμοια σχήματα ελέγχου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για αισθητήρες που ηχούν σήματα συναγερμού σε περίπτωση υψηλών θερμοκρασιών ή υψηλών κραδασμών.

Αυτοματισμός για τον έλεγχο μηχανών - Υπάρχει μια φυσική εξέλιξη από τη χρήση αισθητήρων για την παρακολούθηση των καθορισμένων σημείων στη χρήση αισθητήρων για τον άμεσο έλεγχο μηχανών. Για παράδειγμα, εάν ένα μηχάνημα χρησιμοποιεί α χωρισμένη θήκη φυγοκεντρική αντλία για την κυκλοφορία του νερού ψύξης, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας μπορεί να στείλει ένα σήμα σε έναν ελεγκτή που ρυθμίζει τη ροή. Ο ελεγκτής μπορεί να αλλάξει την ταχύτητα του κινητήρα που οδηγεί την αντλία ή να αλλάξει τη δράση της βαλβίδας ώστε να ταιριάζει με την φυγοκεντρική αντλία με χωριστή θήκητης ροής στις ανάγκες ψύξης. Τελικά ο σκοπός της μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας επιτυγχάνεται.

Οι αισθητήρες επιτρέπουν επίσης την προγνωστική συντήρηση. Εάν ένα μηχάνημα αποτύχει λόγω βουλωμένου φίλτρου, ένας τεχνικός ή μηχανικός πρέπει πρώτα να βεβαιωθεί ότι το μηχάνημα είναι εκτός λειτουργίας και στη συνέχεια να κλειδώσει/να επισημάνει το μηχάνημα, ώστε το φίλτρο να μπορεί να καθαριστεί ή να αντικατασταθεί με ασφάλεια. Αυτό είναι ένα παράδειγμα αντιδραστικής συντήρησης - λήψη μέτρων για τη διόρθωση ενός σφάλματος μετά την εμφάνισή του, χωρίς προηγούμενη προειδοποίηση. Τα φίλτρα πρέπει να αντικαθίστανται τακτικά, αλλά το να βασίζεστε σε τυπικές χρονικές περιόδους μπορεί να μην είναι αποτελεσματικό.

Σε αυτή την περίπτωση, το νερό που διέρχεται από το φίλτρο μπορεί να είναι περισσότερο μολυσμένο από το αναμενόμενο και για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Επομένως, το στοιχείο φίλτρου θα πρέπει να αντικατασταθεί πριν από τον προγραμματισμένο χρόνο. Από την άλλη πλευρά, η αλλαγή φίλτρων σε ένα πρόγραμμα μπορεί να είναι σπάταλη. Εάν το νερό που διέρχεται από το φίλτρο είναι ασυνήθιστα καθαρό για μεγάλο χρονικό διάστημα, το φίλτρο μπορεί να χρειαστεί να αντικατασταθεί εβδομάδες αργότερα από το προγραμματισμένο.

Η ουσία του θέματος είναι ότι η χρήση αισθητήρων για την παρακολούθηση της διαφοράς πίεσης στο φίλτρο μπορεί να δείξει ακριβώς πότε πρέπει να αντικατασταθεί το φίλτρο. Στην πραγματικότητα, οι μετρήσεις διαφορικής πίεσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν και στο επόμενο επίπεδο, την προγνωστική συντήρηση.

Συλλογή δεδομένων με την πάροδο του χρόνου - Επιστρέφοντας στο σύστημά μας που τέθηκε πρόσφατα σε λειτουργία, αφού τα πάντα ενεργοποιηθούν, ρυθμιστούν και ρυθμιστούν με ακρίβεια, οι αισθητήρες παρέχουν μετρήσεις βάσης όλων των παραμέτρων πίεσης, ροής, θερμοκρασίας, κραδασμών και άλλων παραμέτρων λειτουργίας. Αργότερα, μπορούμε να συγκρίνουμε την τρέχουσα ένδειξη με την τιμή στην καλύτερη περίπτωση για να προσδιορίσουμε πόσο έχουν φθαρεί τα εξαρτήματα ή πόσο έχει αλλάξει το σύστημα (όπως ένα βουλωμένο φίλτρο).

Οι μελλοντικές μετρήσεις θα αποκλίνουν τελικά από την βασική τιμή που ορίστηκε κατά την εκκίνηση. Όταν οι μετρήσεις ξεπερνούν τα προκαθορισμένα όρια, μπορεί να υποδηλώνει επικείμενη αποτυχία ή τουλάχιστον την ανάγκη για παρέμβαση. Πρόκειται για προγνωστική συντήρηση - ειδοποίηση χειριστή πριν από την επικείμενη βλάβη.

Ένα συνηθισμένο παράδειγμα είναι ότι εγκαθιστούμε αισθητήρες κραδασμών (επιταχυνσιόμετρα) στις θέσεις ρουλεμάν (ή στις θέσεις ρουλεμάν) των φυγοκεντρικών αντλιών και κινητήρων. Η κανονική φθορά του περιστρεφόμενου μηχανήματος ή η λειτουργία της αντλίας εκτός των παραμέτρων που ορίζει ο κατασκευαστής μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στη συχνότητα ή το πλάτος της περιστροφικής δόνησης, που συχνά εκδηλώνεται ως αύξηση του πλάτους δόνησης. Οι ειδικοί μπορούν να εξετάσουν τα σήματα δόνησης κατά την εκκίνηση για να καθορίσουν εάν είναι αποδεκτά και να καθορίσουν κρίσιμες τιμές που υποδεικνύουν την ανάγκη για προσοχή. Αυτές οι τιμές μπορούν να προγραμματιστούν στο λογισμικό ελέγχου για να στείλουν ένα σήμα συναγερμού όταν η έξοδος του αισθητήρα φτάσει σε κρίσιμα όρια.

Κατά την εκκίνηση, το επιταχυνσιόμετρο παρέχει μια τιμή βάσης δόνησης που μπορεί να αποθηκευτεί στη μνήμη ελέγχου. Όταν οι τιμές σε πραγματικό χρόνο φτάσουν τελικά σε προκαθορισμένα όρια, τα χειριστήρια του μηχανήματος ειδοποιούν τον χειριστή ότι η κατάσταση πρέπει να αξιολογηθεί. Φυσικά, οι ξαφνικές σοβαρές αλλαγές στους κραδασμούς μπορούν επίσης να προειδοποιήσουν τους χειριστές για πιθανές βλάβες.

Οι τεχνικοί που ανταποκρίνονται και στους δύο συναγερμούς μπορεί να ανακαλύψουν ένα απλό σφάλμα, όπως ένα χαλαρό μπουλόνι στερέωσης, το οποίο μπορεί να προκαλέσει την κίνηση της αντλίας ή του κινητήρα εκτός κέντρου. Το εκ νέου κεντράρισμα της μονάδας και το σφίξιμο όλων των μπουλονιών στερέωσης μπορεί να είναι οι μόνες ενέργειες που απαιτούνται. Μετά την επανεκκίνηση του συστήματος, οι μετρήσεις δόνησης σε πραγματικό χρόνο θα δείξουν εάν το πρόβλημα έχει διορθωθεί. Ωστόσο, εάν τα ρουλεμάν της αντλίας ή του κινητήρα είναι κατεστραμμένα, ενδέχεται να απαιτούνται περαιτέρω διορθωτικές ενέργειες. Αλλά και πάλι, επειδή οι αισθητήρες παρέχουν έγκαιρη προειδοποίηση για πιθανά προβλήματα, μπορούν να αξιολογηθούν και να αναβληθεί ο χρόνος διακοπής λειτουργίας μέχρι το τέλος μιας βάρδιας, όταν προγραμματίζεται διακοπή λειτουργίας ή όταν η παραγωγή μεταφερθεί σε άλλες αντλίες ή συστήματα.

Κάτι περισσότερο από αυτοματισμό και αξιοπιστία

Οι αισθητήρες είναι στρατηγικά τοποθετημένοι σε όλο το σύστημα και συχνά χρησιμοποιούνται για την παροχή αυτοματοποιημένου ελέγχου, λειτουργιών υποστήριξης και προγνωστικής συντήρησης. Και μπορούν επίσης να ρίξουν μια πιο προσεκτική ματιά στον τρόπο λειτουργίας του συστήματος, ώστε να το βελτιστοποιήσουν, καθιστώντας το συνολικό σύστημα πιο ενεργειακά αποδοτικό.

Στην πραγματικότητα, η εφαρμογή αυτής της στρατηγικής σε ένα υπάρχον σύστημα μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας εκθέτοντας αντλίες ή εξαρτήματα που έχουν σημαντικά περιθώρια βελτίωσης.