Жоспарланбаған тоқтауларды азайтыңыз: Bently Nevada онлайн діріл мониторингі роторлы жабдықтың алдын ала техникалық қызмет көрсетуі үшін
Өнеркәсіптік автоматтандыру нысандары роторлы машиналарға қатты тәуелді. Бұл жабдықтар барлық маңызды процестік активтердің 68 пайызын құрайды. Бұл машиналардағы жоспарланбаған ақаулар жыл сайынғы зауыт өндірісінің тоқтау уақытының 42 пайызын тудырады. Bently Nevada онлайн діріл мониторингі нақты уақыттағы, үздіксіз машинаның жағдайын бақылауды қамтамасыз етеді. Жүйе PLC, DCS және зауыттық басқару жүйелерімен тікелей қосылып, деректерді біріккен түрде визуализациялауға мүмкіндік береді. Бұл мақалада алаңдағы расталған деректер, салалар аралық кейс-стадилер және белсенді автоматтандыру жобаларынан инженерлік тәжірибе ұсынылады.
Кезекті офлайн техникалық қызмет көрсету ерте ақаулардың 69% байқалмай қалады
Көптеген процестік зауыттар әлі де офлайн бағытталған діріл тексеруін қолданады. Алаң статистикасы қатаң шындықты көрсетеді. Қолмен тексерулер ерте механикалық ақаулардың тек 31 пайызын анықтайды. Жоғары жылдамдықтағы айналмалы біліктер тексерулер арасында уақытша қалыптан тыс дірілдер тудырады. Офлайн құралдар толық уақытты діріл үрдісін жазып бере алмайды, бұл ақауды анықтауды өте қиындатады. Рутиналық жөндеулер жылдық техникалық қызмет көрсету шығындарын орташа есеппен 27 пайызға арттырады. Сондықтан офлайн техникалық қызмет көрсету ақылды зауыт автоматтандыру стандарттарына сай емес.
Bently Nevada жүйесі корпустың дірілін емес, білік дірілін бақылайды
Жалпы діріл сенсорлары корпус дірілін өлшейді. Bently Nevada TSI мониторинг жүйелері білік дірілін бақылайды. Бұл неге маңызды? Білік дірілі жоғары жылдамдықтағы роторлы жабдықтардағы негізгі механикалық ақаулардың 90 пайызын көрсетеді. Жүйе механикалық тозуды болдырмайтын, байланыссыз өлшеу үшін вихрлік ток сенсорларын қолданады. Жүйе ISO 10816 халықаралық механикалық діріл бағалау стандарттарына сәйкес келеді. Сондай-ақ, API 670 мұнай және газ роторлы машиналарына арналған міндетті қорғау талаптарын орындайды. Құрастырылған орбита талдау модульдері ротордың жұмыс күйін тікелей визуализациялайды. Нәтижесінде техникалық қызмет көрсету топтары ақау себептерін дәстүрлі құралдарға қарағанда 60 пайыз жылдам анықтайды.
PLC, DCS және қауіпсіздік жүйелерімен тікелей үйлесімділік
Bently Nevada 3500 мониторинг сериясы стандартты 4-20мА аналогтық сигналдарды шығарып, DCS жүйесіне тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Жүйе сондай-ақ заманауи цифрлық автоматтандыру платформалары үшін Modbus TCP және OPC UA протоколдарын қолдайды. Зауыт операторлары діріл дабылдарын орталық DCS мониторинг экрандарында синхронды түрде көре алады. Қосымша аралық шлюз қажет емес, бұл қосымша ақау нүктелерін жояды және кешігу уақытын азайтады.
Діріл тоқтату сигналдары PLC ESD қорғау интерлоктарын тікелей алаңда іске қосуы мүмкін. Жүйе роторлы машиналардың бақылаусыз жұмыс істеуіне миллисекунд деңгейінде шұғыл қорғаныс қамтамасыз етеді. Бұл жылдамдық қолмен шұғыл әрекеттердің кешігуінен болатын екінші деңгейлі жабдық зақымдануын болдырмайды.
TSI жүйесі зауыттың DCS немесе PLC желілері істен шыққан кезде де тәуелсіз жұмыс істейді. Бұл қосарлы артықшылық дизайны процестік өнеркәсіптер үшін SIL 2 қауіпсіздік талаптарына сай келеді. Қорғау тізбегін өшіретін бір ғана ақау нүктесі жоқ.
15 жылдық алаң деректерінен алынған өлшенетін пайда
57 толық мониторинг жобасынан алынған алаң деректері анық көрсетеді. Bently Nevada мониторингін енгізген зауыттар жоспарланбаған тоқтауларды орташа есеппен 41 пайызға азайтты. Алдын ала техникалық қызмет көрсету қосалқы бөлшектер қорын жыл сайын 33 пайызға төмендетеді. Ерте ақау ескерту роторлы жабдықтың қызмет мерзімін 22 пайызға ұзартады. Қолмен тексеруді қолданатын зауыттар жыл сайын 3-тен 5-ке дейін кенет тоқтауларға тап болады. Бұл сандық айырмашылық зауыт автоматтандыруында онлайн діріл мониторингінің құндылығын дәлелдейді.
Кейс 1: 650 МВт электр станциясы 2,1 миллион доллар үнемдеді
650 МВт біріктірілген цикл электр станциясы турбин роторларында тұрақсыз субсинхронды діріл шоқтарын байқады. Офлайн анықтау айналу жылдамдығының 0,4 есесінен төмен діріл өзгерістерін байқамады. Инженерлер Bently Nevada 3500/25 мониторинг модульдерін орнатып, барлық діріл деректерін бар Siemens DCS жүйесіне біріктірді. Жүйе ақаудың нәзік дірілін 21 күн бұрын анықтады. Зауыт жоспарлы техникалық қызмет көрсету кезінде мойынтіректерді ауыстырды, бірлік тоқтатылмады. Бұл катастрофалық турбин ақауын болдырмай, жалпы жөндеу шығындарын 2,1 миллион долларға үнемдеді.
Кейс 2: Теңіздегі LNG зауыты кенет тоқтаулардың 100% жойды
Теңіздегі LNG зауыты жиі компрессордың соққыларынан кенет тоқтауларға ұшырады. Әрбір жоспарланбаған тоқтау тікелей 600 тонна NGL өндірісінің жоғалуына әкелді. Топ толық білік діріл сенсорларын және 3500 қорғау шкафтарын орнатты. Діріл дабыл сигналдары алаңдағы PLC соққыны басу басқару логикасымен байланыстырылды. Жүйе компрессор соққысының қауіпін 8 миллисекунд ішінде болжады. Автоматты PLC реттеуі жұмысты тұрақтандырды. Орнатудан кейін зауыт кенет тоқтаулардың 100 пайызын жойып, толық өндіріс қуатын қалпына келтірді.
Кейс 3: Азот қышқылы зауыты ротордың сүртілуін 18 күн бұрын анықтады
Азот қышқылы зауыты 1-ші сатылы компрессор роторының сүртілуінен кездейсоқ шұғыл тоқтауларға тап болды. Дәстүрлі температура мониторингі ерте механикалық тозу қауіптерін анықтай алмады. Инженерлер Bently Nevada платформасында орбита діріл толқын формасын талдауды іске қосты. Жүйе ақауды 18 күн бұрын анықтады. Зауыт төмен жүктемелі өндіріс кезеңінде офлайн жөндеуді ұйымдастырды. Бұл шың маусымда жоспарланбаған тоқтауды болдырмай, шамамен 870 000 доллар өндіріс жоғалтулары мен шұғыл жөндеу шығындарын үнемдеді.
Автоматтандыру инженерлеріне автордың орнату ұсыныстары
Көптеген автоматтандыру жобалары әлі де діріл мониторингін негізгі басқару жүйелерінен бөлек жүргізеді. Тәуелсіз мониторинг станциялары деректерді оқшаулап, активтердің толық жағдайын бағалауға кедергі жасайды. Сонымен қатар, шағын және орта зауыттардың 62 пайызы тек діріл дабылдарын орнатады, бірақ басқару байланысы жоқ. Әрекетсіз дабылдар нақты қорғаныс бермейді. Діріл үрдіс деректерін біріккен DCS үлкен деректер платформаларына біріктіріңіз. Операторларға барлық машинаның жағдайы бір жерде қажет. Маңызды діріл дабылдарын PLC интерлок қорғауымен байланыстырыңыз. Автоматты жауаптар миллисекундтарды үнемдейді, ал миллисекундтар машиналарды сақтайды. Жасанды интеллект негізіндегі діріл диагностикасы үш жыл ішінде негізгі бағытқа айналады. Edge есептеулер бұлтсыз жергілікті ақау талдауын қамтамасыз етеді. Ақылды зауыттар осы өзгеріске қазірден бастап автоматтандыру архитектураларын дайындауы керек.
Қорытынды
Bently Nevada онлайн діріл мониторингі дәстүрлі техникалық қызмет көрсетудің көрінбейтін тұстарын толтырады. Ол PLC, DCS және TSI жүйелерімен толық өмірлік цикл бойы машиналарды қорғауды қамтамасыз етеді. Сандық алаң деректері оның тоқтау уақытын 41 пайызға қысқартатынын және операциялық шығындарды басқаратынын дәлелдейді. Өндірістік процестер үшін бұл шешім 18 ай ішінде айқын және жылдам инвестиция қайтарымын береді. Үздіксіз діріл мониторингі енді таңдау емес, заманауи өнеркәсіптік автоматтандырудың міндетті шарты.
PLC және DCS шешімдеріне маманданған өнеркәсіптік автоматтандыру инженері Гу Цзинхунгтың жазбасы, мұнай, газ және химия өнеркәсібі үшін.
