Upravljanje sistemima sa više kompresora: upotreba kontrola za poboljšanje performansi
Autor: Chad Larrabee, kompanija Ingersoll Rand
Neupravljana šema upravljanja bankom kompresora za zrak je recept za nepotrebnu potrošnju električne energije, kao i povećano ili neplanirano održavanje. Upravljanje kompresorima zraka samo s njihovim ugrađenim regulatorima može uzrokovati jedan ili više sljedećih problema:
Previše kompresora radi.
Pogrešna kombinacija kompresora radi.
Pritisak je veći nego što treba biti.
Kako se to događa? Pogled na signale, razlike i postavljene točke prvi je korak razumijevanja složenosti sistema kojim upravljaju samo ugrađeni kontroleri. Razmotrimo jedan linijski dijagram za dati sistem u nastavku:
Trokompresorski sustav s filtracijom i sušilice s položajem signala za svaki kompresor (radi pojednostavljenja, distribucijski sustav nije prikazan).
Svaki kompresor ima vlastiti tlačni signal smješten na pražnjenju kompresora i prije opreme za obradu zraka (filteri i sušilica). Da bi se osiguralo da je svaki kompresor "poravnat" iz kontrolne perspektive, svaki bi pretvarač pritiska trebao biti savršeno kalibriran jedan s drugim.
Prikazuje se diferencijalni tlak za svaku seriju tretmana zraka.
Također na regulacijsku shemu utječe količina diferencijalnog tlaka (ili pad tlaka) izmjerena između pražnjenja kompresora (lokacija signala) i spremnika prijemnika nizvodno od uređaja za obradu zraka. Ako sva oprema za pročišćavanje zraka i pridruženi cjevovodi nemaju potpuno isti pad tlaka, upravljanje kompresora neće biti usklađeno. Nažalost, to gotovo nikada nije slučaj zbog različitih karakteristika opreme za pročišćavanje zraka, konfiguracija cjevovoda na terenu i intervala održavanja. Uz neusklađene razlike i signale, radi previše kompresora, nepotrebno troši energiju i povećava intervale održavanja.
Postavljene vrijednosti sada su prikazane delta od 10 psi na regulatoru, ali efektivna razlika se smanjuje padom tlaka kroz opremu za pročišćavanje zraka.
Konačno, na upravljanje kompresora utječu zadane vrijednosti za upravljanje kompresorom. Ako je kompresor fiksne brzine, njime će se upravljati ulaznim ventilom, obično u režimu regulacije opterećenja / istovara, što znači da je ventil 100 posto otvoren ili 100 posto zatvoren. Obično su zadane vrijednosti za točku opterećenja i mjesta istovara jednake 10 psi. Ako se kompresorom upravlja brzina motora, koristeći pogon s promjenjivom brzinom, „postavljene vrijednosti“ postaju „ciljni tlak“. S više kompresora u lokalnoj kontroli, postavljene točke kaskadno se prelijevaju u širokom rasponu, uzrokujući prvo kompresori rade pod povišenim tlakom radi održavanja zadate sheme kaskade upravljanja.
Postavljene vrijednosti za šest-kompresorski sustav prikazane su tlakom u sustavu od čak 35 psi preko potrebnog tlaka.
Kaskadne šeme upravljanja povećavaju potrošnju energije u sistemu zbog povišenog tlaka. U gornjem primjeru, posljednji start kompresora postavljen je na najmanji dozvoljeni tlak postrojenja, 90 psig. Međutim, prvi kompresor koji se uključuje i posljedično zadnji koji se isključuje sa smanjenom potražnjom postavljen je da se učitava na 115 psig i istovari na 125 psig. U situacijama sa manjom potražnjom, sustav može raditi sa 25 do 35 psig iznad minimalnog potrebnog tlaka. To bi stvorilo oko 15 posto više potrošnje energije na kompresoru nego što je potrebno za potrošnju. Uz to, neregulisana potražnja u postrojenju sada bi trošila više kubičnih stopa u minuti (cfm) pri povišenom tlaku, povećavajući otpad. Povišen pritisak troši energiju i stvara umjetnu potražnju u sustavu.
Upravljanje upravljanjem Smart Controllers-om
Kako možete poravnati signale, razlike i postavljene točke da biste uklonili otpad i povišen pritisak? Sistemski kontroler će djelovati poput vodiča simfonije, usmjeravajući kompresore da odgovore na jedan zajednički signal, jedan zajednički pritisak pritisak i prilagodi razlike. Sistemski regulator s ispravnim algoritmima i logikom dinamički će uskladiti dovod komprimiranog zraka sa potrebom komprimiranog zraka i pokretati će samo kompresore potrebne za pružanje energetski efikasnije kombinacije.
U prošlosti se više kompresorskih sistema kontroliralo pomoću rudimentarnog sekvencera fokusiranog na uravnoteženje upotrebe kompresora u jednakim satima rada. Dok je sekvener imao zajednički opseg signala i pritiska, on nije imao inteligenciju da bi obračunavao brzinu promene ili veličinu kompresora. Kao rezultat, kompresori se mogu pokretati bespotrebno ili u pogrešnoj kombinaciji - čak i kod sekvenciranja.
Pametni upravljački sistem ugrađuje se u inteligenciju, računajući nazivni kapacitet svakog kompresora, kao i namjerna odlaganja i iterativne kontrolne točke kako bi se osiguralo da reagira na ono što se događa u sustavu. Pored dinamičkog usklađivanja ponude i potražnje, povećana funkcionalnost ugrađena je u neke sistemske kontrolere kako bi se osigurala poboljšana efikasnost i manje rada kompresora.
Primjer je kontrola protiv vožnje biciklom. Pretpostavimo da signal tlaka opada određenom brzinom na temelju događaja u sustavu koji zahtijeva više zraka. Kako se tlak smanjuje na mjestu signala, regulator može staviti drugi kompresor da udovolji potražnji, ali tlačni signal i dalje opada. To se može dogoditi zbog puštanja u pogon kompresora, što je vrijeme koje je potrebno da se kompresor pokrene i isporuči zrak pod nazivnim tlakom.
Pre-fill sustava je još jedna diferencirana shema upravljanja koju podržavaju neki sistemski kontroleri. Pred-punjenje pruža energetski efikasnu metodu povećanja pritiska na normalne radne nivoe od pokretanja sistema. Ova značajka izbjegava mogućnost da se svi kompresori neefikasno pokreću i opterećuju u pokušaju da brzo pritiskom sistema dođu do normalne razine.
Pored toga, režim pripravnosti sistema nudi mogućnost održavanja kompresora "van mreže" kako bi se smanjili gubici zbog propuštanja sistema u sistemima pod pritiskom koji ne rade tokom neproduktivnih perioda.
Prednosti daljinske povezanosti
Učinkovite sistemske kontrole mogu se primijeniti na bilo koju marku kompresora i povezati za nadgledanje i upravljanje s mnogim postojećim distribuiranim upravljačkim sustavima (DCS). Mnogi proizvođači razvijaju i isporučuju vlastito nadgledanje i grafičko korisničko sučelje kako bi vizualno prikazali ono što se događa u sistemu pomoću trendova podataka koji su prijavljeni po potrebi. Pored toga, daljinska kontrola putem Interneta obično je dostupna kod ove vrste sistema.
Daljinska komunikacija ima višestruke prednosti. Razmislite o kompresoru za zrak bez daljinskog povezivanja koji generira upozorenje ili se uključuje alarm tijekom niže proizvodne smjene tamo gdje nisu dostupni iskusni članovi osoblja za održavanje. Biljna proizvodnja bila bi u opasnosti jer osoblje postrojenja sada mora reagirati na prekid u opskrbi komprimiranim zrakom. Ovisno o stupnju dokumentiranih postupaka, dragocjeno vrijeme proizvodnje može se izgubiti dok se hitna služba nalazi i kontaktira i otpremi dobavljač usluga.
I razmislite o reakciji višeg menadžera za održavanje ako se s njim kontaktira tokom njegovog osobnog vremena. Sada razmislite o istom scenariju, ali s mobilnom obavijesti o upozorenju ugrađenom u upravljački sustav gdje alarm odmah obavještava davatelja usluga. Davatelj usluga može brzo procijeniti situaciju na daljinu, pregledavajući radne parametre, prirodu gašenja i čak ponovno pokreni kompresor ako su data takva odobrenja. Brzina i kvaliteta odgovora dramatično se povećavaju.
Ovo je pravi scenarij i ističe mnoga rješenja koja daljinska povezanost pruža:
Informacije i nadzor
Upozorenja i obavijesti
Dijagnostika
Potpuno daljinsko upravljanje
Automatizirana upozorenja pomažu u nadzoru performansi sistema
Osim pristupa statusu sistema za nadgledanje performansi i zdravlja, daljinsko rješenje će također ponuditi mogućnost procjene ključnih radnih parametara i trendova s grafičkim mogućnostima, što ukazuje na potencijalne greške u ranoj fazi. Stoga se održavanje može planirati, a vjerojatnost nepravovremenog upozorenja ili putovanja se smanjuje.
Funkcija izvještavanja kontrolera može se programirati tako da svakodnevno šalje e-poštu s kritičnim radnim parametrima ključnom osoblju ili davatelju usluga. U prošlosti su voditelji tradicionalnog održavanja okomili ili olovku na kompresor objesili međuspremnik s olovkom ili olovkom. Svakog sata od osoblja za održavanje trebalo je da se kreće kroz zaslon lokalnog regulatora i bilježi radne parametre u međuspremnik. Plahte su sakupljane svakodnevno i odmah su čuvane na mjestu koje niko nikada nije mogao naći po potrebi. Razmotrite pristup tom zapisu automatski svakih sat vremena ili u bilo kojem intervalu kojeg korisnik poželi i snimite ga u PDF dokument koji se može poslati e-poštom i / ili pohraniti elektroničkim putem za jednostavno preuzimanje.
Za planirano održavanje treba navesti i planer održavanja. Podsjetnici i planeri mogući su, tako da ne propuštate održavanje, što stvara povjerenje u vrijeme rada i pouzdanost opreme.
Kontrole i dalje napreduju s povećanim fokusom na poboljšanu produktivnost i održivost. Možda će poziv vašem dobavljaču biti kako bi se poboljšao vaš operativni sistem kako bi se povećala pouzdanost i efikasnost.
---- http: //www.hqcompressor.com
