Czujniki pomp krytycznych mogą przekazywać do systemu automatyki informacje, które pomogą technikom i operatorom zidentyfikować zbliżające się awarie i poprawić wydajność energetyczną tych urządzeń. Jedna z największych rafinerii w Stanach Zjednoczonych przeprowadzi pilotażowy projekt diagnostyczny pomp, podobny do prezentacji w trakcie NIWeek 2016, która miała miejsce 2 sierpnia. Instalacja demo Przemysłowego Internetu Rzeczy (Industrial Internet of Things ? IIoT) podkreślała współpracę pomiędzy firmami Flowserve, PTC ThingWorx, Hewlett Packard Enterprise i National Instruments. W czasie konferencji NIWeek 2016, wykorzystując wysoce oprzyrządowany rower górski, zaprezentowały one demo rzeczywistości rozszerzonej.
Zdaniem Erica van Gemerena, wiceprezesa odpowiedzialnego za badania i rozwój w firmie Flowserve Corp., w prezentacji wykorzystano widok stołu wizualizującego odczyty czujników i pomagającego zwiększyć wydajność energetyczną oraz przeprowadzić konserwację zapobiegawczą, predykcyjną maszyn.
Monitoring maszyn za pomocą rzeczywistości rozszerzonej i konserwacja zapobiegawcza stały się rzeczywistością w czasie prezentacji przeprowadzonej podczas konferencji NIWeek 2016, dzięki wspólnemu wysiłkowi firm Flowserve, PTC ThingWorx, Hewlett Packard Enterprise i National Instruments. Wideo z konferencji NIWeek 2016, dostępne na stronie magazynu Control Engineering, pokazuje, jak czujniki zamontowane na rowerze górskim mogą zostać zaadaptowane do konserwacji maszyn. Za kilka tygodni rusza instalacja demo konserwacji pomp w rafinerii w Stanach Zjednoczonych. Zdaniem Erica van Gemerena, wiceprezesa odpowiedzialnego za badania i rozwój w firmie Flowserve Corp., innowacja ta jest na dobrej drodze do wdrożenia na rynek.
Wdrożenie na rynek już wkrótce
Jak dowiedzieli się przedstawiciele magazynu Control Engineering firma Flowserve ma nadzieję oferować ten produkt na rynku komercyjnym ?w najbliższej przyszłości, tak szybko, jak to będzie możliwe?, , gdyż zyski jej klientów są wprost proporcjonalne do czasu sprawności maszyn.
Eric Starkloff, wiceprezes firmy National Instruments odpowiedzialny za globalną sprzedaż i marketing, zauważył, że demo Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) i produkt, który powstał, są połączeniem technologii zmierzających do zdigitalizowania świata, tworzenia nowych szans rozwoju i wprowadzania zmian. Jak powiedział pan Starkloff, demo firmy Flowserve może dać 20 mld dolarów potencjalnych oszczędności w wyniku likwidacji przestojów w aplikacjach obsługiwanych przez firmę.
Tegoroczna prezentacja wykracza poza zwykłe odczyty czujników, oferując realizowane na tablecie porównania komputerowe ze standardowymi zakresami działania, właściwymi nastawami i szacowanym czasem do awarii krytycznych elementów. Pokazuje również, w których obszarach pompa działa w ramach zaprojektowanych limitów i w jakim stopniu zbliża się do optymalnej wydajności, co służy poprawie wydajności energetycznej. Przedstawiono również, jak rysunki CAD mogą pomóc technikom przeprowadzać konserwację, np. przy wymianie wirnika, którego awaria przy bieżących warunkach pracy, spodziewana jest np. za pięć dni.
Zintegrowana diagnostyka maszyn
Technologie zintegrowane ? systemy mobilnych interfejsów operatorskich (HMI), komunikacja bezprzewodowa, konserwacja zapobiegawcza, koordynacja bazy danych i informacji zgromadzonych w tzw. chmurze, czujniki, sterowniki i wirtualna platforma oprzyrządowania ? odpowiadają na potrzebę zastąpienia przechodzących sukcesywnie na emeryturę inżynierów, operatorów i techników z pokolenia wyżu demograficznego, którzy byli ekspertami w danej dziedzinie. Ekspert z długoletnim doświadczeniem, jeśli znajdzie się we właściwym miejscu i czasie, jest w stanie wyczuć lub usłyszeć, że pewne elementy mogą wkrótce ulec awarii. Pracownik nowy, bez takiego bagażu doświadczeń ? nie.
Choć prezentowane demo obsługi pompy było dostosowane do niewielkich wymiarów elementów w czasie pokazu, van Gemeren stwierdził, że system jest skalowalny i można go łatwo dostosować do różnych aplikacji, dając użytkownikom końcowym niespotykany dotychczas wgląd w to, co dzieje się w systemie. Jak dodał, system generuje dane i przetwarza je na informacje, które są intuicyjne, pozwalając technikom łatwo zrozumieć i zdiagnozować sytuację, bez konieczności posiadania wieloletniego doświadczenia.
Możliwości analityczne PTC ThingWorx wykraczają poza indywidualne odczyty czujników, pozwalając na ocenę i porównanie wzorców pomiędzy licznymi zmiennymi, aby określić, czy dana sytuacja stanowi problem, czy nie.
Ponieważ awaria może powodować nieplanowane przestoje, jak stwierdził van Gemeren, bez takiego poziomu wglądu w system, urządzenie może zostać omyłkowo zatrzymane po fałszywym pozytywnym odczycie. Duże pompy mogą działać nieprzerwanie przez pięć lat, a wszelkie problemy najlepiej rozwiązywać w czasie sześciotygodniowego, zaplanowanego postoju remontowego, wykorzystując informację, co należy wykonać, aby zapewnić kolejne pięć lat niezawodnej pracy.
Wykorzystane technologie
W instalacji demo wykorzystano pięć modułów pomiarowych, sześć typów pomiarów i trzynaście kanałów pomiarowych, obejmujących pomiary energii (napięcie i prąd), temperatury, ciśnienia, przepływu i wibracji, w tym:
- trzy przyspieszeniomierze (akcelerometry) mierzące wibracje;
- jedną termoparę mierzącą temperaturę uszczelki;
- dwa przetworniki ciśnienia do pomiaru ciśnienia wejścia i wyjścia;
- trzy moduły pomiaru napięcia (zasilanie trójfazowe);
- trzy moduły pomiaru prądu (zasilanie trójfazowe);
- jeden moduł pomiaru przepływu.
Wykorzystano stację CompactRIO firmy National Instruments z bramkami FPGA (field-programmable gate arrays), oprogramowanie LabVIEW firmy NI, oprogramowanie mobilne PTC ThingWorx, tablet obsługujący kod 2-D do obsługi danych i połączeń do systemów uczących się, a także najnowszy sprzęt komputerowy firmy Hewlett Packard Enterprise. Jak stwierdził van Gemeren, system można zaadaptować do obsługi kilkuset urządzeń. Dodał również, że późniejsze wersje mogą oferować podgląd na wyświetlaczach niewymagających trzymania w rękach przez operatora, zamiast tabletu (podobnie jak zestawy głośnomówiące w samochodach).
?Firmy takie jak Flowserve, NI, Hewlett Packard Enterprise i PTC współpracują dziś, aby […] pomóc branży przeskoczyć do nowej epoki IIoT, […] a w rezultacie pomóc klientom zmierzyć się z największymi wyzwaniami dotyczącymi przepływów i obsługi pomp,? powiedział van Gemeren.
Michael Majchrzak, wydawca, Mark T. Hoske, content manager, Control Engineering
