Monitoruj zużycie energii i zmienne systemowe

Pomiar zużycia energii przez system pompowy może być bardzo prosty. Wystarczy zainstalować licznik przed główną linią zasilającą cały system pompujący, aby pokazać zużycie energii przez wszystkie elementy elektryczne systemu, takie jak silniki, sterowniki i zawory.

Inną ważną cechą monitorowania energii w całym systemie jest to, że może pokazać, jak zużycie energii zmienia się w czasie. System działający zgodnie z cyklem produkcyjnym może mieć stałe okresy, w których zużywa najwięcej energii, oraz okresy bezczynności, w których zużywa najmniej energii. Najlepszą rzeczą, jaką liczniki energii elektrycznej mogą zrobić, aby obniżyć koszty energii, jest umożliwienie nam rozłożenia cykli produkcyjnych maszyn, tak aby zużywały one jak najmniej energii w różnych momentach. W rzeczywistości nie zmniejsza to zużycia energii, ale może obniżyć koszty energii poprzez zmniejszenie szczytowego zużycia.

Strategia planowania

Lepszym podejściem jest zainstalowanie czujników, punktów testowych i oprzyrządowania w krytycznych obszarach w celu monitorowania stanu całego systemu. Krytyczne dane dostarczane przez te czujniki można wykorzystać na wiele sposobów. Po pierwsze, czujniki mogą wyświetlać przepływ, ciśnienie, temperaturę i inne parametry w czasie rzeczywistym. Po drugie, dane te można wykorzystać do zautomatyzowania sterowania maszyną, unikając w ten sposób błędu ludzkiego, który może wynikać z ręcznego sterowania. Po trzecie, dane można gromadzić w czasie, aby pokazać trendy operacyjne.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym — ustalanie wartości zadanych dla czujników, aby mogły wyzwalać alarmy w przypadku przekroczenia progów. Na przykład wskazanie niskiego ciśnienia w przewodzie ssawnym pompy może włączyć alarm zapobiegający parowaniu płynu w pompie. Jeżeli w określonym czasie nie będzie reakcji, sterowanie wyłączy pompę, aby zapobiec uszkodzeniu. Podobne schematy sterowania można zastosować również w przypadku czujników emitujących sygnały alarmowe w przypadku wystąpienia wysokich temperatur lub dużych wibracji.

Automatyzacja do sterowania maszynami - Następuje naturalny postęp od stosowania czujników do monitorowania wartości zadanych do stosowania czujników do bezpośredniego sterowania maszynami. Na przykład, jeśli maszyna używa podzielona sprawa pompa odśrodkowa do cyrkulacji wody chłodzącej, czujnik temperatury może wysłać sygnał do sterownika regulującego przepływ. Sterownik może zmieniać prędkość silnika napędzającego pompę lub zmieniać działanie zaworu w celu dopasowania do pompa odśrodkowa z dzieloną obudowąprzepływu do potrzeb chłodzenia. Ostatecznie cel polegający na zmniejszeniu zużycia energii został osiągnięty.

Czujniki umożliwiają także konserwację predykcyjną. Jeśli maszyna ulegnie awarii z powodu zatkanego filtra, technik lub mechanik musi najpierw upewnić się, że maszyna została wyłączona, a następnie zablokować/oznaczyć maszynę, aby można było bezpiecznie wyczyścić lub wymienić filtr. Jest to przykład konserwacji reaktywnej – podejmowania działań w celu usunięcia usterki po jej wystąpieniu, bez wcześniejszego ostrzeżenia. Filtry należy wymieniać regularnie, ale opieranie się na standardowych okresach czasu może nie być skuteczne.

W takim przypadku woda przechodząca przez filtr może być bardziej zanieczyszczona niż oczekiwano i przez dłuższy czas. Dlatego element filtrujący należy wymienić przed planowanym czasem. Z drugiej strony zmiana filtrów zgodnie z harmonogramem może być marnotrawstwem. Jeżeli woda przepływająca przez filtr jest wyjątkowo czysta przez dłuższy czas, może zaistnieć potrzeba wymiany filtra kilka tygodni później niż zaplanowano.

Sedno sprawy polega na tym, że użycie czujników do monitorowania różnicy ciśnień na filtrze może dokładnie wskazać, kiedy filtr wymaga wymiany. W rzeczywistości odczyty różnicy ciśnień można również wykorzystać na kolejnym poziomie, czyli konserwacji predykcyjnej.

Gromadzenie danych na przestrzeni czasu — wracając do naszego niedawno oddanego do użytku systemu, gdy wszystko zostanie włączone, wyregulowane i dostrojone, czujniki zapewniają podstawowe odczyty wszystkich parametrów ciśnienia, przepływu, temperatury, wibracji i innych parametrów roboczych. Później możemy porównać bieżący odczyt z wartością w najlepszym przypadku, aby określić, jak bardzo zużyte są komponenty lub jak bardzo zmienił się system (np. zatkany filtr).

Przyszłe odczyty ostatecznie będą odbiegać od wartości bazowej ustawionej przy uruchomieniu. Kiedy odczyty wykraczają poza z góry ustalone limity, może to wskazywać na zbliżającą się awarię lub przynajmniej na potrzebę interwencji. Jest to konserwacja predykcyjna — ostrzegająca operatorów przed nieuchronną awarią.

Typowym przykładem jest instalacja czujników drgań (akcelerometry) w miejscach łożysk (lub gniazdach łożysk) pomp i silników odśrodkowych z dzieloną obudową. Normalne zużycie maszyn wirujących lub praca pompy poza parametrami określonymi przez producenta może powodować zmiany częstotliwości lub amplitudy drgań obrotowych, często objawiające się wzrostem amplitudy drgań. Eksperci mogą zbadać sygnały wibracyjne podczas uruchamiania, aby określić, czy są one akceptowalne, i określić wartości krytyczne wskazujące na potrzebę uwagi. Wartości te można zaprogramować w oprogramowaniu sterującym w celu wysłania sygnału alarmowego, gdy sygnał wyjściowy czujnika osiągnie wartości graniczne.

Po uruchomieniu akcelerometr podaje wartość bazową wibracji, którą można zapisać w pamięci sterującej. Kiedy wartości czasu rzeczywistego ostatecznie osiągną z góry określone limity, elementy sterujące maszyny ostrzegają operatora, że ​​należy ocenić sytuację. Oczywiście nagłe, poważne zmiany wibracji mogą również zaalarmować operatorów o potencjalnych awariach.

Technicy reagujący na oba alarmy mogą wykryć prostą usterkę, taką jak luźna śruba mocująca, która może spowodować przesunięcie pompy lub silnika od środka. Jedynymi niezbędnymi czynnościami może być ponowne wycentrowanie urządzenia i dokręcenie wszystkich śrub mocujących. Po ponownym uruchomieniu systemu odczyty wibracji w czasie rzeczywistym pokażą, czy problem został rozwiązany. Jeżeli jednak łożyska pompy lub silnika ulegną uszkodzeniu, nadal mogą być wymagane dalsze działania naprawcze. Ale znowu, ponieważ czujniki zapewniają wczesne ostrzeganie o potencjalnych problemach, można je ocenić, a przestoje przełożyć do końca zmiany, kiedy planowane jest przestoje lub kiedy produkcja zostaje przeniesiona do innych pomp lub systemów.

Więcej niż tylko automatyzacja i niezawodność

Czujniki są strategicznie rozmieszczone w całym systemie i często są wykorzystywane do zapewnienia zautomatyzowanego sterowania, wspierania operacji i konserwacji predykcyjnej. Mogą także przyjrzeć się bliżej działaniu systemu, aby móc go zoptymalizować, dzięki czemu cały system będzie bardziej energooszczędny.

W rzeczywistości zastosowanie tej strategii do istniejącego systemu może zmniejszyć zużycie energii poprzez wyświetlenie pomp lub komponentów, które wymagają znacznych ulepszeń.