エネルギー消費量とシステム変数を監視する

ポンプシステムのエネルギー消費量の測定は非常に簡単です。ポンプシステム全体に電力を供給するメインラインの前にメーターを設置するだけで、モーター、コントローラー、バルブなどシステム内のすべての電気コンポーネントの消費電力が表示されます。

システム全体のエネルギー監視のもう 1 つの重要な機能は、エネルギー使用量が時間の経過とともにどのように変化するかを表示できることです。生産サイクルに従うシステムには、エネルギーを最も多く消費する固定期間と、エネルギー消費が最も少ないアイドル期間が存在する場合があります。エネルギーコストを削減するために電力メーターができる最善のことは、機械の生産サイクルをずらして、さまざまな時点でのエネルギー消費が最小になるようにすることです。これによって実際にエネルギー消費量が削減されるわけではありませんが、ピーク使用量が削減されるため、エネルギーコストを削減できます。

企画戦略

より良いアプローチは、センサー、テスト ポイント、および計器を重要な領域に設置して、システム全体の状態を監視することです。これらのセンサーから提供される重要なデータは、さまざまな方法で使用できます。まず、センサーは流量、圧力、温度、その他のパラメーターをリアルタイムで表示できます。第 2 に、このデータを使用して機械制御を自動化できるため、手動制御に伴う可能性のある人的エラーを回避できます。第三に、データを長期にわたって蓄積して、運用傾向を示すことができます。

リアルタイム監視 - センサーの設定値を確立し、しきい値を超えたときにアラームをトリガーできるようにします。たとえば、ポンプ吸入ライン内の圧力が低いことを示すと、ポンプ内で流体が蒸発するのを防ぐために警報を鳴らすことができます。指定された時間内に応答がない場合、損傷を防ぐために制御装置がポンプを停止します。同様の制御スキームは、高温または高振動の場合に警報信号を鳴らすセンサーにも使用できます。

機械を制御するための自動化 - 設定値を監視するためのセンサーの使用から、機械を直接制御するためのセンサーの使用への自然な進歩があります。たとえば、マシンが 分割ケース 遠心ポンプを使用して冷却水を循環させると、温度センサーが流量を調整するコントローラーに信号を送信できます。コントローラーは、ポンプを駆動するモーターの速度を変更したり、バルブの動作を変更したりすることができます。 分割ケース遠心ポンプ冷却ニーズへの流れ。最終的には、エネルギー消費量を削減するという目的が達成されます。

センサーにより予知保全も可能になります。フィルターの詰まりが原因で機械が故障した場合、技術者または整備士はまず機械が停止していることを確認し、フィルターを安全に掃除または交換できるように機械にロック/タグを付ける必要があります。これは事後保全の例です。つまり、障害が発生した後、事前の警告なしに修正するための措置を講じます。フィルターは定期的に交換する必要がありますが、標準的な期間に依存することは効果的ではない可能性があります。

この場合、フィルターを通過する水は予想よりも汚染され、長期間にわたって汚染される可能性があります。したがって、フィルタエレメントは予定時期よりも前に交換する必要があります。一方で、スケジュールに従ってフィルターを変更することは無駄になる可能性があります。フィルターを通過する水が長期間にわたって異常にきれいな場合、予定よりも数週間遅れてフィルターを交換する必要がある場合があります。

問題の核心は、センサーを使用してフィルター間の差圧を監視することで、フィルターの交換時期を正確に示すことができるということです。実際、差圧測定値は次のレベルである予知保全でも使用できます。

長期にわたるデータ収集 - 最近稼働したシステムに戻りますが、すべての電源が投入され、調整され、微調整されると、センサーはすべての圧力、流量、温度、振動、その他の動作パラメーターのベースライン読み取り値を提供します。後で、現在の読み取り値を最良の場合の値と比較して、コンポーネントがどの程度磨耗しているか、またはシステムがどの程度変化したか (フィルターの詰まりなど) を判断できます。

将来の読み取り値は、最終的には起動時に設定されたベースライン値から逸脱します。測定値が所定の制限を超えて変動する場合、それは差し迫った障害、または少なくとも介入の必要性を示している可能性があります。これは予知保全であり、障害が差し迫っている前にオペレーターに警告します。

一般的な例としては、遠心分離ケースポンプおよびモーターの軸受位置 (または軸受座) に振動センサー (加速度計) を取り付けることが挙げられます。回転機械の通常の磨耗やメーカーが設定したパラメータを超えたポンプの動作により、回転振動の周波数や振幅が変化し、多くの場合、振動振幅の増加として現れます。専門家は起動時に振動信号を検査して許容できるかどうかを判断し、注意が必要であることを示す重要な値を指定できます。これらの値を制御ソフトウェアにプログラムして、センサー出力が臨界限界に達したときにアラーム信号を送信することができます。

起動時に、加速度計は制御メモリに保存できる振動ベースライン値を提供します。リアルタイム値が最終的に所定の制限に達すると、機械制御装置は状況を評価する必要があることをオペレーターに警告します。もちろん、振動の突然の重大な変化もオペレーターに潜在的な故障を警告する可能性があります。

両方のアラームに対応した技術者は、ポンプやモーターが中心からずれる原因となる取り付けボルトの緩みなどの単純な障害を発見する可能性があります。必要な作業は、ユニットを再中心に置き、すべての取り付けボルトを締めることだけです。システムの再起動後、リアルタイムの振動測定値により、問題が修正されたかどうかが表示されます。ただし、ポンプまたはモーターのベアリングが損傷している場合は、さらに修正作業が必要になる場合があります。しかし、繰り返しになりますが、センサーは潜在的な問題を早期に警告するため、シフトが終了するとき、シャットダウンが計画されるとき、または生産が他のポンプやシステムに移されるときまで、センサーを評価してダウンタイムを延期することができます。

自動化と信頼性だけではない

センサーはシステム全体に戦略的に配置されており、自動制御、サポート操作、予知保全の提供によく使用されます。また、システムがどのように動作しているかを詳しく調べて最適化し、システム全体のエネルギー効率を高めることもできます。

実際、この戦略を既存のシステムに適用すると、改善の余地が大きいポンプやコンポーネントが明らかになり、エネルギー消費を削減できます。