Overvåk energiforbruk og systemvariabler

Å måle energiforbruket til et pumpesystem kan være veldig enkelt. Bare det å installere en måler foran hovedledningen som leverer strøm til hele pumpesystemet vil vise strømforbruket til alle elektriske komponenter i systemet, som motorer, kontrollere og ventiler.

En annen viktig funksjon ved systemomfattende energiovervåking er at den kan vise hvordan energibruken endrer seg over tid. Et system som følger en produksjonssyklus kan ha faste perioder når det forbruker mest energi og inaktive perioder når det forbruker minst energi. Det beste strømmålere kan gjøre for å redusere energikostnadene er å la oss forskyve produksjonssyklusene til maskinene slik at de bruker lavest energi til forskjellige tider. Dette reduserer faktisk ikke energiforbruket, men det kan redusere energikostnadene ved å redusere toppforbruket.

Planleggingsstrategi

En bedre tilnærming er å installere sensorer, testpunkter og instrumentering i kritiske områder for å overvåke tilstanden til hele systemet. De kritiske dataene fra disse sensorene kan brukes på mange måter. For det første kan sensorer vise strømning, trykk, temperatur og andre parametere i sanntid. For det andre kan disse dataene brukes til å automatisere maskinkontroll, og dermed unngå den menneskelige feilen som kan komme med manuell kontroll. For det tredje kan data akkumuleres over tid for å vise driftstrender.

Sanntidsovervåking – Etabler settpunkter for sensorer slik at de kan utløse alarmer når terskler overskrides. For eksempel kan en indikasjon på lavt trykk i pumpens sugeledning gi en alarm for å forhindre at væske fordamper i pumpen. Hvis det ikke er noen respons innen en spesifisert tid, slår kontrollen av pumpen for å forhindre skade. Lignende kontrollopplegg kan også brukes for sensorer som gir alarmsignaler ved høye temperaturer eller høye vibrasjoner.

Automatisering for å styre maskiner - Det er en naturlig progresjon fra å bruke sensorer til å overvåke settpunkter til å bruke sensorer for å direkte styre maskiner. For eksempel, hvis en maskin bruker en delt sak sentrifugalpumpe for å sirkulere kjølevann, kan en temperatursensor sende et signal til en kontroller som regulerer strømmen. Kontrolleren kan endre hastigheten til motoren som driver pumpen eller endre ventilhandlingen for å matche delt hus sentrifugalpumpe's flyt til kjølebehov. Til syvende og sist oppnås formålet med å redusere energiforbruket.

Sensorer muliggjør også prediktivt vedlikehold. Hvis en maskin svikter på grunn av et tett filter, må en tekniker eller mekaniker først sørge for at maskinen er slått av og deretter låse/merke maskinen slik at filteret trygt kan rengjøres eller skiftes ut. Dette er et eksempel på reaktivt vedlikehold - å iverksette tiltak for å rette en feil etter at den har oppstått, uten forvarsel. Filtre må skiftes regelmessig, men det er ikke sikkert at det er effektivt å stole på standard tidsperioder.

I dette tilfellet kan vannet som passerer gjennom filteret være mer forurenset enn forventet og over lengre tid. Derfor bør filterelementet skiftes før planlagt tid. På den annen side kan det være bortkastet å bytte filtre på en tidsplan. Hvis vannet som passerer gjennom filteret er uvanlig rent over en lengre periode, kan det hende at filteret må skiftes uker senere enn planlagt.

Sakens kjerne er at å bruke sensorer for å overvåke trykkforskjellen over filteret kan vise nøyaktig når filteret må skiftes. Faktisk kan differensialtrykkavlesninger også brukes på neste nivå, prediktivt vedlikehold.

Datainnsamling over tid - Når vi går tilbake til vårt nylig igangsatte system, når alt er slått på, justert og finjustert, gir sensorene baselinjeavlesninger av alt trykk, strømning, temperatur, vibrasjon og andre driftsparametere. Senere kan vi sammenligne gjeldende avlesning med best-case-verdien for å finne ut hvor slitte komponentene er eller hvor mye systemet har endret seg (for eksempel et tett filter).

Fremtidige avlesninger vil til slutt avvike fra grunnverdien som ble satt ved oppstart. Når avlesningene går utover forhåndsbestemte grenser, kan det indikere forestående feil, eller i det minste behovet for intervensjon. Dette er prediktivt vedlikehold - varsler operatører før en feil er overhengende.

Et vanlig eksempel er at vi installerer vibrasjonssensorer (akselerometre) på lagerplasseringene (eller lagersetene) til sentrifugalpumper og -motorer. Normal slitasje på roterende maskineri eller pumpedrift utenfor parametrene angitt av produsenten kan forårsake endringer i frekvensen eller amplituden til rotasjonsvibrasjoner, ofte manifestert som en økning i vibrasjonsamplitude. Eksperter kan undersøke vibrasjonssignaler ved oppstart for å finne ut om de er akseptable og spesifisere kritiske verdier som indikerer behov for oppmerksomhet. Disse verdiene kan programmeres inn i kontrollprogramvaren for å sende et alarmsignal når sensorutgangen når kritiske grenser.

Ved oppstart gir akselerometeret en vibrasjonsgrunnlinjeverdi som kan lagres i kontrollminnet. Når sanntidsverdier til slutt når forhåndsbestemte grenser, varsler maskinkontrollene operatøren om at situasjonen må evalueres. Selvfølgelig kan plutselige alvorlige endringer i vibrasjon også varsle operatører om potensielle feil.

Teknikere som reagerer på begge alarmene kan oppdage en enkel feil, for eksempel en løs monteringsbolt, som kan føre til at pumpen eller motoren beveger seg ut av midten. Å sentrere enheten på nytt og stramme alle monteringsboltene kan være de eneste handlingene som trengs. Etter at systemet har startet på nytt, vil vibrasjonsavlesninger i sanntid vise om problemet er rettet. Men hvis pumpen eller motorlagrene er skadet, kan det fortsatt være nødvendig med ytterligere korrigerende tiltak. Men igjen, fordi sensorene gir tidlig varsling om potensielle problemer, kan de vurderes og nedetid utsettes til slutten av et skift, når en nedleggelse er planlagt, eller når produksjonen flyttes til andre pumper eller systemer.

Mer enn bare automatisering og pålitelighet

Sensorer er strategisk plassert i hele systemet og brukes ofte til å gi automatisert kontroll, støtteoperasjoner og prediktivt vedlikehold. Og de kan også se nærmere på hvordan systemet fungerer, slik at de kan optimalisere det, noe som gjør systemet mer energieffektivt.

Faktisk kan bruk av denne strategien på et eksisterende system redusere energiforbruket ved å eksponere pumper eller komponenter som har betydelig rom for forbedring.