Spremljajte porabo energije in sistemske spremenljivke

Merjenje porabe energije črpalnega sistema je lahko zelo preprosto. Enostavna namestitev števca pred glavno linijo, ki napaja celoten črpalni sistem, bo pokazala porabo energije vseh električnih komponent v sistemu, kot so motorji, krmilniki in ventili.

Druga pomembna značilnost spremljanja energije v celotnem sistemu je, da lahko pokaže, kako se poraba energije spreminja skozi čas. Sistem, ki sledi proizvodnemu ciklu, ima lahko fiksna obdobja, ko porabi največ energije, in obdobja mirovanja, ko porabi najmanj energije. Najboljša stvar, ki jo lahko števci električne energije naredijo za zmanjšanje stroškov energije, je ta, da nam omogočijo razporeditev proizvodnih ciklov strojev tako, da ob različnih časih porabijo najmanj energije. To dejansko ne zmanjša porabe energije, lahko pa zniža stroške energije z zmanjšanjem konične porabe.

Strategija načrtovanja

Boljši pristop je namestitev senzorjev, testnih točk in instrumentov na kritičnih področjih za spremljanje stanja celotnega sistema. Kritične podatke, ki jih zagotavljajo ti senzorji, je mogoče uporabiti na več načinov. Prvič, senzorji lahko prikazujejo pretok, tlak, temperaturo in druge parametre v realnem času. Drugič, te podatke je mogoče uporabiti za avtomatizacijo nadzora stroja, s čimer se izognemo človeški napaki, ki lahko pride z ročnim nadzorom. Tretjič, podatke je mogoče kopičiti skozi čas, da prikažejo trende delovanja.

Spremljanje v realnem času – Določite nastavljene točke za senzorje, da lahko sprožijo alarme, ko so pragovi preseženi. Na primer, indikacija nizkega tlaka v sesalnem vodu črpalke lahko sproži alarm, da prepreči izhlapevanje tekočine v črpalki. Če v določenem času ni odziva, krmiljenje izklopi črpalko, da prepreči poškodbe. Podobne krmilne sheme se lahko uporabljajo tudi za senzorje, ki sprožijo alarmne signale v primeru visokih temperatur ali močnih vibracij.

Avtomatizacija za krmiljenje strojev - Obstaja naraven napredek od uporabe senzorjev za spremljanje nastavljenih točk do uporabe senzorjev za neposredno krmiljenje strojev. Na primer, če stroj uporablja a razdeljen primer centrifugalna črpalka za kroženje hladilne vode, temperaturni senzor lahko pošlje signal krmilniku, ki uravnava pretok. Krmilnik lahko spremeni hitrost motorja, ki poganja črpalko, ali spremeni delovanje ventila, da se ujema z centrifugalna črpalka z ločenim ohišjempretok za potrebe hlajenja. Na koncu je cilj zmanjšanja porabe energije dosežen.

Senzorji omogočajo tudi prediktivno vzdrževanje. Če se stroj pokvari zaradi zamašenega filtra, mora tehnik ali mehanik najprej zagotoviti, da je stroj izklopljen in nato stroj zakleniti/označiti, da je filter mogoče varno očistiti ali zamenjati. To je primer reaktivnega vzdrževanja – ukrepanje za odpravo napake, potem ko se pojavi, brez predhodnega opozorila. Filtre je treba redno menjati, vendar zanašanje na standardna časovna obdobja morda ne bo učinkovito.

V tem primeru je lahko voda, ki gre skozi filter, bolj onesnažena, kot je bilo pričakovano, in dlje časa. Zato je treba filtrirni element zamenjati pred predvidenim časom. Po drugi strani pa je lahko menjava filtrov po urniku potratna. Če je voda, ki teče skozi filter, dlje časa nenavadno čista, bo filter morda treba zamenjati tedne pozneje, kot je bilo predvideno.

Bistvo zadeve je, da lahko uporaba senzorjev za spremljanje diferenčnega tlaka v filtru natančno pokaže, kdaj je treba filter zamenjati. Pravzaprav je mogoče odčitke diferenčnega tlaka uporabiti tudi na naslednji stopnji, predvidenem vzdrževanju.

Zbiranje podatkov skozi čas – če se vrnemo k našemu sistemu, ki je bil pred kratkim naročen, ko je vse vklopljeno, prilagojeno in natančno nastavljeno, senzorji zagotavljajo osnovne odčitke vseh tlakov, pretokov, temperature, vibracij in drugih delovnih parametrov. Kasneje lahko trenutni odčitek primerjamo z najboljšo vrednostjo, da ugotovimo, kako obrabljene so komponente ali koliko se je sistem spremenil (na primer zamašen filter).

Prihodnji odčitki bodo sčasoma odstopali od osnovne vrednosti, nastavljene ob zagonu. Ko odčitki presežejo vnaprej določene meje, lahko to pomeni bližajočo se okvaro ali vsaj potrebo po posredovanju. To je predvideno vzdrževanje – opozarjanje operaterjev, preden je okvara neizogibna.

Pogost primer je, da v centrifugalne črpalke in motorje z deljenim ohišjem namestimo senzorje vibracij (pospeške) na ležaje (ali ležišča ležajev). Običajna obraba vrtečih se strojev ali delovanje črpalke zunaj parametrov, ki jih je določil proizvajalec, lahko povzroči spremembe v frekvenci ali amplitudi rotacijskih vibracij, kar se pogosto kaže kot povečanje amplitude vibracij. Strokovnjaki lahko pregledajo vibracijske signale ob zagonu, da ugotovijo, ali so sprejemljivi, in določijo kritične vrednosti, ki kažejo na potrebo po pozornosti. Te vrednosti je mogoče programirati v krmilno programsko opremo za pošiljanje alarmnega signala, ko izhod senzorja doseže kritične meje.

Ob zagonu merilnik pospeška zagotovi osnovno vrednost vibracij, ki jo je mogoče shraniti v kontrolni pomnilnik. Ko vrednosti v realnem času sčasoma dosežejo vnaprej določene meje, krmilni elementi stroja opozorijo operaterja, da je treba situacijo oceniti. Seveda lahko nenadne hude spremembe v vibracijah tudi opozorijo operaterje na morebitne okvare.

Tehniki, ki se odzovejo na oba alarma, lahko odkrijejo preprosto napako, kot je ohlapen pritrdilni vijak, ki lahko povzroči, da se črpalka ali motor premakne iz središča. Ponovno centriranje enote in privijanje vseh pritrdilnih vijakov sta morda edina potrebna dejanja. Ko se sistem znova zažene, bodo odčitki vibracij v realnem času pokazali, ali je bila težava odpravljena. Če pa so ležaji črpalke ali motorja poškodovani, bodo morda še vedno potrebni dodatni korektivni ukrepi. Ker pa senzorji zagotavljajo zgodnje opozarjanje na morebitne težave, jih je mogoče oceniti in izpade odložiti do konca izmene, ko je načrtovana zaustavitev ali ko se proizvodnja premakne na druge črpalke ali sisteme.

Več kot samo avtomatizacija in zanesljivost

Senzorji so strateško nameščeni po celotnem sistemu in se pogosto uporabljajo za zagotavljanje avtomatiziranega nadzora, podpornih operacij in predvidenega vzdrževanja. Prav tako si lahko podrobneje ogledajo, kako sistem deluje, da ga lahko optimizirajo in naredijo celoten sistem bolj energetsko učinkovit.

Pravzaprav lahko uporaba te strategije v obstoječem sistemu zmanjša porabo energije, tako da izpostavi črpalke ali komponente, ki imajo veliko prostora za izboljšave.