Meýilleşdirilmedik duruşlary azaltmak: Rotasion enjamlaryň öňünden abatlaýyş hyzmaty üçin Bently Nevada onlaýn yrgyldy gözegçiligi
Senyş awtomatizasiýa desgalary esasan rotasion enjamalara daýanýar. Bu enjamlaryň paýyna ähli kritiki proses serişdeleriniň 68 göterimi düşýär. Bu maşynlardaky meýilleşdirilmedik näsazlyklar zawodyň ýyllyk önümçilik duruşlarynyň 42 göterimine sebäp bolýar. Bently Nevada onlaýn yrgyldy gözegçiligi enjamlaryň saglyk ýagdaýyny real wagtda, yzygiderli gözegçilikde saklaýar. Ulgam maglumatlary birleşdirilen görnüşde wizualizasiýa etmek üçin PLC, DCS we zawody doly gurşap alýan dolandyryş ulgamlary bilen ýerli derejede birikýär. Bu makalada meýdanda tassyklanan maglumatlar, pudaklararasy tejribeli işler hem-de işjeň awtomatizasiýa taslamalaryndan inženerlik tejribeleri beýan edilýär.
Periodiki offlaýn abatlaýyş hyzmaty irki näsazlyklaryň 69%-ini sypdyrýar
Köp proses zawodlarynda henizem offlaýn, marşrut esasynda yrgyldy barlagy ulanylýar. Meýdan statistikasy ýiti hakykaty görkezýär. El bilen geçirilýän barlaglar ir ýüze çykýan mehaniki näsazlyklaryň diňe 31 göterimini ýüze çıkarýar. Uly tizlikde aýlanýan şahtalar barlag tapgyrlarynyň aralygynda üýtgäp durýan adaty däl yrgyldylar döredýär. Offlaýn gurallar yrgyldy boýunça doly wagtlaýyn tendensiýa maglumatlaryny ýazga alyp bilmeýär, bu bolsa näsazlygyň yzyny sürmegi gaty kynlaşdyrýar. Adaty meýilleşdirilen abatladyş işleriniň ýyllyk abatlaýyş çykdajylaryny ortaça 27 göterim ýokarlandyrýandygy görkezilýär. Şonuň üçin offlaýn abatlaýyş hyzmaty indi akylly zawod awtomatizasiýa standartlaryna laýyk gelmeýär.
Bently Nevada şahta yrgyldysyna üns berýär, korpus yrgyldysyna däl
Umumy yrgyldy datçikleri esasan korpusyň yrgyldysyny ölçär. Bently Nevada TSI gözegçilik ulgamlary bolsa muňa derek şahtanyň yrgyldysyna gönükdirilendir. Bu nähili ähmiýetli? Şahtanyň yrgyldysy ýokary tizlikli rotasion enjamlardaky kök mehaniki näsazlyklaryň 90 göterimini açyp görkezýär. Ulgam mehaniki sürtünmesiz, aragatnaşyksyz ölçeg üçin eddi tok datçiklerini ulanýar. Ulgam mehaniki yrgyldylary bahalandyrmak boýunça ISO 10816 halkara standartlaryna laýyklykda işleýär. Şeýle hem nebit-gaz rotasion enjamlary üçin hökmany gorag talaplary bolan API 670 standartlaryna laýyk gelýär. Gurlan orbit analiz modullary rotor iş ýagdaýyny göni wizual görkezýär. Netijede, hyzmat toparlary näsazlygyň kök sebäplerini adaty gurallara garanyňda 60 göterim güýçli tiz ýüze çykarmaga mümkinçilik alýarlar.
PLC, DCS we howpsuzlyk ulgamlary bilen ýerli derejede sazlaşyklylyk
Bently Nevada 3500 gözegçilik seriýaly ulgamlary DCS-e gönüden-göni girişi üpjün edýän standart 4–20mA analog signalyny çykarmaga mümkinçilik berýär. Ulgam häzirki zaman sanly awtomatizasiýa platformalary üçin Modbus TCP we OPC UA protokollaryny hem goldaýar. Zawod operatorlary yrgyldy duýduryşlaryny merkezi DCS monitor ekranlarynda bir wagtda görüp bilýärler. Goşmaça aragatnaşyk şluzy talap edilmeýär, bu bolsa goşmaça näsazlyk nokatlaryny aradan aýyrýar we gijikmäni azaldýar.
Yrgyldy boýunça awariýa öçüriji signal PLC ESD gorag blokirowkalarini gönüden-göni sahada işjeňleşdirip bilýär. Ulgam gözegçilikden çykan rotasion maşynlar üçin millisekund derejesinde gyssagly goragy üpjün edýär. Bu tizlik gijikdirilen el bilen gyssagly çäreleriň köplenç döredýän ikinji derejeli enjam zeperlerini öň alýar.
TSI ulgamy zawodyň DCS ýa-da PLC ulgamlarynyň ulgamy döwülende-de özbaşdak işini dowam etdirýär. Bu goşa-rezerwirlenen dizaýn proses senagatlary üçin SIL 2 howpsuzlyk talaplaryna laýyk gelýär. Gorag zynjyryny işden çykarjak ýeke-täk näsazlyk nokady ýok.
Meýdanda ýygnalan 15 ýyllyk maglumatlardan alynýan ölçäp bolýan peýdalar
57 sany «açar boýunça» gözegçilik taslamasyndan alnan meýdan maglumatlary ýagdaýy aýdyň görkezýär. Bently Nevada gözegçilik ulgamlaryny ornaşdyran zawodlar meýilleşdirilmedik duruşlaryny ortaça 41 göterim peseltdi. Öňünden abatlaýyş hyzmaty ätiýaç şaýlarynyň galyndy sany boýunça çykdajylary ýylda 33 göterim azaltmaga mümkinçilik berýär. Irki duýduryş rotasion enjamlaryň hyzmat möhletini 22 göterim uzaldýar. Diňe el bilen barlag ulanýan zawodlar ýylda henizem 3–5 sany garaşylmadyk awariýa öçürmelerine uçraýarlar. Şu sanly deňagramlylyk onlaýn yrgyldy gözegçiliginiň zawod awtomatizasiýasynda näderejede gymmatlydygyny subut edýär.
1-nji ýagdaý: 650MW elektrik stansiýasy 2,1 million dollar tygşytlaýar
650MW bilelikdäki siklli elektrik stansiýasy turbina rotorlarynda yzygiderli bolmadyk, aşak-sinhron yrgyldy piki bilen ýüzbe-ýüz boldy. Offlaýn barlaglar aýlanyş tizliginiň 0,4 esse pes derejesinden aşakdaky yrgyldy üýtgemelerini anyklap bilmedi. Inženerler Bently Nevada 3500/25 gözegçilik modullaryny gurup, ähli yrgyldy maglumatlaryny bar bolan Siemens DCS ulgamy bilen integrirledi. Ulgam näzik adaty bolmadyk yrgyldylary 21 gün öňünden ýazga aldy. Zawod enjam agregatyny doly togtatmazdan, meýilleşdirilen abatlaýyş döwründe podşipnikleri çalyşdy. Bu uly göwrümli turbina näsazlygyny öň aldy we umumy abatlaýyş çykdajylarynda 2,1 million dollar tygşytlamaga mümkinçilik berdi.
2-nji ýagdaý: Deňizdäki LNG zawody garaşylmadyk öçürmeleriň 100%-ini aradan aýyrdy
Deňizdäki LNG zawodynda kompressor weýranlyklary sebäpli ýygy-ýygydan garaşylmadyk agregat öçürmeleri ýüze çykýardy. Her meýilleşdirilmedik öçürme göni 600 tonna NGL önümçiliginiň ýitirilmegine getirýärdi. Topar şahta yrgyldy datçikleriniň doly toplumy we 3500 gorag stendlerini ornaşdyrdy. Yrgyldy duýduryş signallary ýerde ýerleşýän PLC kompressor weýranlygyny basyşdan aýyrýan dolandyryş logikasy bilen baglanyşdyryldy. Ulgam kompressordaky weýranlyk howpuny 8 millisekundyň dowamynda öňünden çaklady. PLC-niň awtomatiki düzedişleri işi durnuklaşdyrdy. Ulgam işe girizilenden soň zawod garaşylmadyk öçürmeleri dolulygyna (100%) aradan aýyrdy we önümçilik kuwwatyny dessine doly dikeldip bildi.
3-nji ýagdaý: Azot kislotasy zawody rotor sürtünmesini 18 gün öňünden anyklady
Azot kislotasy zawody 1-nji basgançak kompressor rotorynyň sürtünmesi sebäpli tötänleýin gyssagly öçürmeler bilen ýüzbe-ýüz boldy. Adaty temperatura gözegçiligi irki mehaniki sürtünme howplaryny anyklap bilmedi. Inženerler Bently Nevada platformasynda orbit yrgyldy tolkun görnüşini analiz etmegi işjeňleşdirdiler. Ulgam rotor sürtünme näsazlygyny şowsuzlykdan 18 gün öň görkezdi. Zawod pes ýükli önümçilik penjiresinde offlaýn abatladyşyny meýilleşdirdi. Munuň netijesinde ýokary sezonda meýilleşdirilmedik duruşlaryň öňi alyndy we ýitiriljek önümçilik hem-de gyssagly abatlaýyş çykdajylary boýunça takmynan 870 000 dollar tygşytlandy.
Awtomatizasiýa inženerleri üçin awtoryň ornaşdyryş maslahatlary
Köp awtomatizasiýa taslamalarynda henizem yrgyldy gözegçiligi baş dolandyryş ulgamlaryndan aýry saklanýar. Ýeňse gözegçilik stansiýalary toplumlaýyn aktiwleriň saglyk ýagdaýyny doly bahalandyrmagy böwsedýän maglumat «adajyklaryny» döredýär. Mundan başga-da, kiçi we orta kärhanalaryň 62 göterimi diňe yrgyldy duýduryşlaryny ornaşdyrýar, ýöne olary hiç hili dolandyryş täsirleri bilen baglamýar. Çäre görmeýän duýduryşlar hakyky goragy üpjün etmeýär. Yrgyldy tendensiýa maglumatlaryny birleşdirilen DCS «uly maglumat» platformalaryna goşuň. Operatorlar ähli enjam saglyk maglumatlaryny bir ýerden görmeli. Möhüm yrgyldy duýduryşlaryny PLC blokirleýji goraglary bilen baglaň. Awtomatiki jogaplar millisekundlary tygşytlaýar, millisekundlar bolsa enjamlary halas edýär. AI kuwwatly yrgyldy diagnoz ulgamlary üç ýylyň dowamynda esasy ugra öwrüler. «Edge computing» häzirki wagtda bulut ulgamyna mätäç bolmazdan, ýerde ýerleşýän awtonom näsazlyk analizini mümkin eder. Akylly zawody gurmak isleýän kärhanalar indiki üýtgeşmä taýýarlyk görmek üçin awtomatizasiýa arhitekturasy boýunça şu wagtdan başlap çäre görmeli.
Netije
Bently Nevada onlaýn yrgyldy gözegçiligi adaty abatlaýyş hyzmatynyň «kör ýerlerini» doldurýar. Ol PLC, DCS we TSI ulgamlaryny ösdürip, enjamlary olaryň ýaşaýyş sikliniň dowamynda doly goramaga kömek edýär. Meýdan synaglary bilen ölçelip görkezilen maglumatlar meýilleşdirilmedik duruşlary 41 göterim azaltmak hem-de iş çykdajylaryna gözegçiligi güýçlendirmek mümkinçiligini subut edýär. Proses önümçiligi üçin bu çözgüt 18 aýyň dowamynda anyk we çalt maýa gaýdyp gelmesini üpjün edýär. Yzygiderli yrgyldy gözegçiligi indi saýlama däl. Ol häzirki zaman senagat awtomatizasiýasy üçin hökmany talap bolup durýar.
Gu Jinghong tarapyndan ýazylan, nebit, gaz we himiýa pudaklary üçin PLC we DCS çözgütleri boýunça ýöriteleşýän senagat awtomatizasiýa inženeri.
