Відстежуйте енергоспоживання та системні змінні

Виміряти енергоспоживання насосної системи може бути дуже просто. Проста установка лічильника перед основною лінією, яка постачає електроенергію до всієї насосної системи, покаже енергоспоживання всіх електричних компонентів системи, таких як двигуни, контролери та клапани.

Іншою важливою особливістю загальносистемного моніторингу енергії є те, що він може показати, як споживання енергії змінюється з часом. Система, яка дотримується виробничого циклу, може мати фіксовані періоди, коли вона споживає найбільше енергії, і періоди простою, коли вона споживає найменшу кількість енергії. Найкраще, що можуть зробити лічильники електроенергії для зменшення витрат на енергію, це дозволити нам розподіляти виробничі цикли машин так, щоб вони споживали найменшу кількість енергії в різний час. Це насправді не зменшує споживання енергії, але може знизити витрати на енергію за рахунок зменшення пікового споживання.

Стратегія планування

Кращий підхід полягає в установці датчиків, контрольних точок і приладів у критичних зонах для моніторингу стану всієї системи. Критичні дані, які надають ці датчики, можна використовувати різними способами. По-перше, датчики можуть відображати потік, тиск, температуру та інші параметри в реальному часі. По-друге, ці дані можна використовувати для автоматизації керування машиною, таким чином уникаючи людської помилки, яка може виникнути при ручному керуванні. По-третє, дані можна накопичувати з часом, щоб показати тенденції роботи.

Моніторинг у режимі реального часу. Встановіть задані значення для датчиків, щоб вони могли запускати сигнали тривоги при перевищенні порогових значень. Наприклад, індикація низького тиску у всмоктувальній лінії насоса може подати сигнал тривоги, щоб запобігти випаровуванню рідини в насосі. Якщо протягом зазначеного часу немає відповіді, система керування вимикає насос, щоб запобігти пошкодженню. Подібні схеми керування також можна використовувати для датчиків, які подають звукові сигнали тривоги у разі високих температур або сильних вібрацій.

Автоматизація для керування машинами. Існує природний перехід від використання датчиків для моніторингу заданих значень до використання датчиків для безпосереднього керування машинами. Наприклад, якщо машина використовує a розділений корпус відцентровий насос для циркуляції охолоджувальної води, датчик температури може посилати сигнал до контролера, який регулює потік. Контролер може змінювати швидкість двигуна, що приводить в дію насос, або змінювати дію клапана відповідно до відцентровий насос з роздільним корпусомдля потреб охолодження. Зрештою, мета зменшення споживання енергії досягнута.

Датчики також дозволяють здійснювати прогнозне обслуговування. Якщо машина виходить з ладу через засмічення фільтра, технік або механік повинен спочатку переконатися, що машину вимкнено, а потім заблокувати/позначити машину, щоб можна було безпечно очистити або замінити фільтр. Це приклад реактивного технічного обслуговування - вжиття заходів для усунення несправності після її виникнення без попереднього попередження. Фільтри потрібно регулярно замінювати, але покладатися на стандартні періоди часу може бути неефективним.

У цьому випадку вода, що проходить через фільтр, може бути забрудненішою, ніж очікувалося, і протягом більш тривалого періоду часу. Тому фільтруючий елемент слід замінити раніше запланованого терміну. З іншого боку, зміна фільтрів за розкладом може бути марнотратною. Якщо вода, що проходить через фільтр, незвичайно чиста протягом тривалого періоду часу, фільтр може знадобитися замінити тижнями пізніше, ніж заплановано.

Суть проблеми полягає в тому, що використання датчиків для контролю різниці тиску на фільтрі може точно показати, коли фільтр потрібно замінити. Насправді показання диференціального тиску також можна використовувати на наступному рівні – прогнозному технічному обслуговуванні.

Збір даних протягом тривалого часу. Повертаючись до нашої нещодавно введеної в експлуатацію системи, коли все включено, відрегульовано та точно налаштовано, датчики забезпечують базові показники всіх тиску, потоку, температури, вібрації та інших робочих параметрів. Пізніше ми можемо порівняти поточне показання з найкращим значенням, щоб визначити, наскільки зношені компоненти або наскільки змінилася система (наприклад, засмічений фільтр).

Майбутні показники з часом будуть відрізнятися від базового значення, встановленого під час запуску. Коли показання виходять за попередньо встановлені межі, це може свідчити про загрозливу несправність або принаймні про необхідність втручання. Це профілактичне технічне обслуговування - попередження операторів перед неминучою несправністю.

Типовим прикладом є те, що ми встановлюємо датчики вібрації (акселерометри) у місцях розташування підшипників (або гнізд підшипників) відцентрових насосів і двигунів із роздільним корпусом. Нормальний знос обертового обладнання або роботи насоса поза параметрами, встановленими виробником, може спричинити зміни частоти або амплітуди обертової вібрації, що часто проявляється у вигляді збільшення амплітуди вібрації. Експерти можуть перевірити вібраційні сигнали під час запуску, щоб визначити, чи вони прийнятні, і вказати критичні значення, які вказують на потребу уваги. Ці значення можна запрограмувати в керуюче програмне забезпечення для надсилання сигналу тривоги, коли вихід датчика досягає критичних меж.

Під час запуску акселерометр видає базове значення вібрації, яке можна зберегти в пам’яті керування. Коли значення в реальному часі врешті-решт досягають заданих меж, засоби керування машиною сповіщають оператора про необхідність оцінки ситуації. Звичайно, раптові сильні зміни вібрації також можуть попередити операторів про можливі збої.

Техніки, які реагують на обидва сигнали тривоги, можуть виявити просту несправність, наприклад, ослаблений кріпильний болт, що може спричинити зміщення насоса чи двигуна з центру. Єдиними необхідними діями може бути повторне центрування блоку та затягування всіх кріпильних болтів. Після перезапуску системи показники вібрації в режимі реального часу покажуть, чи проблему вирішено. Однак, якщо підшипники насоса або двигуна пошкоджені, можуть знадобитися подальші коригувальні дії. Але знову ж таки, оскільки датчики забезпечують раннє попередження про можливі проблеми, їх можна оцінити та відкласти час простою до кінця зміни, коли планується зупинка або коли виробництво переміщується до інших насосів чи систем.

Більше, ніж просто автоматизація та надійність

Датчики стратегічно розміщені по всій системі та часто використовуються для забезпечення автоматизованого керування, підтримки операцій та прогнозного обслуговування. Крім того, вони можуть уважніше розглянути, як працює система, щоб оптимізувати її, зробивши систему в цілому енергоефективнішою.

Насправді застосування цієї стратегії до існуючої системи може зменшити споживання енергії за рахунок відкриття насосів або компонентів, які мають значний простір для вдосконалення.