Monitorujte spotrebu energie a systémové premenné

Meranie spotreby energie čerpacieho systému môže byť veľmi jednoduché. Jednoduchá inštalácia merača pred hlavné vedenie, ktorý dodáva energiu celému čerpaciemu systému, ukáže spotrebu energie všetkých elektrických komponentov v systéme, ako sú motory, ovládače a ventily.

Ďalšou dôležitou vlastnosťou monitorovania energie v celom systéme je, že dokáže ukázať, ako sa spotreba energie mení v priebehu času. Systém, ktorý sleduje výrobný cyklus, môže mať pevné obdobia, kedy spotrebuje najviac energie, a obdobia nečinnosti, keď spotrebuje najmenej energie. Najlepšia vec, ktorú môžu elektromery urobiť na zníženie nákladov na energiu, je umožniť nám rozložiť výrobné cykly strojov tak, aby v rôznych časoch spotrebovali najnižšiu energiu. To v skutočnosti neznižuje spotrebu energie, ale môže znížiť náklady na energiu znížením spotreby v špičke.

Stratégia plánovania

Lepším prístupom je inštalácia senzorov, testovacích bodov a prístrojového vybavenia v kritických oblastiach na monitorovanie stavu celého systému. Kritické údaje poskytované týmito senzormi možno využiť mnohými spôsobmi. Po prvé, senzory môžu zobrazovať prietok, tlak, teplotu a ďalšie parametre v reálnom čase. Po druhé, tieto údaje možno použiť na automatizáciu riadenia stroja, čím sa zabráni ľudskej chybe, ktorá môže prísť s manuálnym ovládaním. Po tretie, údaje sa môžu zhromažďovať v priebehu času, aby sa ukázali prevádzkové trendy.

Monitorovanie v reálnom čase – Stanovte nastavené hodnoty pre senzory, aby mohli spustiť alarmy pri prekročení prahových hodnôt. Napríklad indikácia nízkeho tlaku v sacom potrubí čerpadla môže spustiť alarm, aby sa zabránilo odparovaniu tekutiny v čerpadle. Ak nedôjde k žiadnej odozve do stanoveného času, riadenie vypne čerpadlo, aby sa zabránilo poškodeniu. Podobné schémy ovládania možno použiť aj pre senzory, ktoré v prípade vysokých teplôt alebo vysokých vibrácií signalizujú alarm.

Automatizácia riadenia strojov – Od používania snímačov na monitorovanie nastavených hodnôt k používaniu snímačov na priame riadenie strojov dochádza k prirodzenému pokroku. Napríklad, ak stroj používa a rozdelený prípad odstredivé čerpadlo na cirkuláciu chladiacej vody, snímač teploty môže poslať signál do regulátora, ktorý reguluje prietok. Regulátor môže zmeniť rýchlosť motora poháňajúceho čerpadlo alebo zmeniť činnosť ventilu tak, aby zodpovedala odstredivé čerpadlo s deleným puzdromtok k potrebám chladenia. V konečnom dôsledku je dosiahnutý účel zníženia spotreby energie.

Senzory umožňujú aj prediktívnu údržbu. Ak stroj zlyhá v dôsledku upchatého filtra, technik alebo mechanik sa musí najskôr uistiť, že je stroj vypnutý a potom stroj uzamknúť/označiť, aby bolo možné filter bezpečne vyčistiť alebo vymeniť. Toto je príklad reaktívnej údržby – vykonanie opatrení na nápravu poruchy po jej výskyte bez predchádzajúceho varovania. Filtre je potrebné pravidelne vymieňať, ale spoliehanie sa na štandardné časové obdobia nemusí byť účinné.

V tomto prípade môže byť voda prechádzajúca filtrom kontaminovaná viac, ako sa očakávalo, a na dlhší čas. Preto by mal byť filtračný prvok vymenený pred plánovaným časom. Na druhej strane, výmena filtrov podľa plánu môže byť zbytočná. Ak je voda prechádzajúca cez filter nezvyčajne čistá po dlhšiu dobu, môže byť potrebné filter vymeniť o niekoľko týždňov neskôr, ako bolo naplánované.

Jadrom veci je, že pomocou senzorov na monitorovanie rozdielu tlaku na filtri je možné presne ukázať, kedy je potrebné filter vymeniť. Namerané hodnoty rozdielu tlaku možno v skutočnosti použiť aj na ďalšej úrovni, prediktívnej údržbe.

Zhromažďovanie údajov v priebehu času – Vráťme sa k nášmu systému, ktorý bol nedávno uvedený do prevádzky, akonáhle je všetko zapnuté, nastavené a doladené, senzory poskytujú základné údaje o všetkých tlakoch, prietoku, teplote, vibráciách a iných prevádzkových parametroch. Neskôr môžeme porovnať aktuálnu hodnotu s najlepšou hodnotou, aby sme zistili, ako sú komponenty opotrebované alebo ako veľmi sa systém zmenil (napríklad upchatý filter).

Budúce namerané hodnoty sa nakoniec budú líšiť od základnej hodnoty nastavenej pri spustení. Keď sa hodnoty posunú za vopred stanovené limity, môže to znamenať hroziacu poruchu alebo aspoň potrebu zásahu. Ide o prediktívnu údržbu – varovanie operátorov pred hroziacou poruchou.

Bežným príkladom je, že na miesta ložísk (alebo sediel ložísk) čerpadiel a motorov s delenou skriňou inštalujeme snímače vibrácií (akcelerometre). Bežné opotrebovanie rotačných strojov alebo prevádzka čerpadla mimo parametrov stanovených výrobcom môže spôsobiť zmeny frekvencie alebo amplitúdy rotačných vibrácií, ktoré sa často prejavia ako zvýšenie amplitúdy vibrácií. Odborníci môžu preskúmať vibračné signály pri spustení, aby určili, či sú prijateľné, a špecifikujú kritické hodnoty, ktoré naznačujú potrebu pozornosti. Tieto hodnoty možno naprogramovať do riadiaceho softvéru, aby vyslali signál alarmu, keď výstup snímača dosiahne kritické limity.

Pri spustení poskytuje akcelerometer základnú hodnotu vibrácií, ktorú je možné uložiť do riadiacej pamäte. Keď hodnoty v reálnom čase nakoniec dosiahnu vopred stanovené limity, ovládacie prvky stroja upozornia obsluhu, že je potrebné vyhodnotiť situáciu. Samozrejme, náhle prudké zmeny vibrácií môžu tiež upozorniť obsluhu na potenciálne poruchy.

Technici reagujúci na oba alarmy môžu objaviť jednoduchú chybu, napríklad uvoľnenú montážnu skrutku, ktorá môže spôsobiť, že sa čerpadlo alebo motor posunú mimo stred. Opätovné vycentrovanie jednotky a utiahnutie všetkých montážnych skrutiek môže byť jediným potrebným úkonom. Po reštarte systému sa na základe meraní vibrácií v reálnom čase ukáže, či bol problém odstránený. Ak sú však ložiská čerpadla alebo motora poškodené, môže byť potrebné vykonať ďalšie nápravné opatrenia. Ale opäť, pretože senzory poskytujú včasné varovanie pred možnými problémami, môžu byť vyhodnotené a prestoje odložené až do konca zmeny, kedy je plánovaná odstávka alebo keď sa výroba presunie na iné čerpadlá alebo systémy.

Viac než len automatizácia a spoľahlivosť

Senzory sú strategicky umiestnené v celom systéme a často sa používajú na poskytovanie automatizovaného riadenia, podporných operácií a prediktívnej údržby. Môžu sa tiež bližšie pozrieť na to, ako systém funguje, aby ho mohli optimalizovať, čím sa celý systém stáva energeticky efektívnejším.

V skutočnosti aplikácia tejto stratégie na existujúci systém môže znížiť spotrebu energie vystavením čerpadiel alebo komponentov, ktoré majú značný priestor na zlepšenie.