Technologia analizy danych oparta na IIoT poprawia efektywność energetyczną, uprzedza serwis i zwiększa czas sprawności systemów sprężonego powietrza.
Koncepcja Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) jest centralnym punktem dyskusji na temat ewolucji sektora produkcyjnego. Reprezentuje integrację systemów cyberfizycznych, zaawansowaną analitykę i łączność sieciową w środowiskach przemysłowych, co oznacza kluczową zmianę w procesach produkcyjnych i przemysłowych. W ramach tych koncepcji branże mogą monitorować, analizować i ulepszać działania w czasie rzeczywistym, a maszyny i systemy mogą nawet autonomicznie ulepszać procesy poprzez samooptymalizację i samokonfigurację, co prowadzi do inteligentniejszej produkcji.
W miarę jak branże zmierzają w kierunku inteligentniejszych, bardziej połączonych środowisk, systemy sprężonego powietrza – istotny komponent branży i kamień węgielny działań przemysłowych – to kolejny obszar, w którym obserwuje się postęp transformacyjny dzięki IIoT.
Niwelowanie różnic międzyludzkich
Zmienia się krajobraz europejskiego przemysłu produkcyjnego. Niedobory pracowników, zwłaszcza na stanowiskach technicznych, stają się coraz częstsze. W rezultacie wiele procesów produkcyjnych wymaga większej liczby ludzkich rąk na pokładzie. Stworzyło to poważne wyzwania dla ciągłości biznesowej, konserwacji sprzętu i produkcji. Jednocześnie rosnąca automatyzacja i potrzeba większej wydajności skłoniły branże do poszukiwania innowacyjnych rozwiązań.
IIoT oferuje rozwiązanie. Łącząc sprzęt i zasoby z pulpitami nawigacyjnymi, które interpretują dane, IIoT zapewnia wgląd, który umożliwia technikom wykonywanie bardziej ukierunkowanej pracy, mając na uwadze wszystkie prace badawcze już wykonane w tle. Automatyzacja, monitorowanie i działania zapobiegawcze oparte na zebranych danych są niezbędne.
Zarządzanie sprężonym powietrzem w erze danych
Tradycyjnie monitorowanie systemów sprężonego powietrza oznaczało okresowe kontrole ręczne. Jednak wraz z rozwojem branży i wzrostem popytu, ręczne monitorowanie staje się nie do utrzymania. W tym miejscu wkracza siła automatycznego gromadzenia danych.
Systemy zdalnego monitorowania sprężonego powietrza, zbierają dane z pracujących sprężarek, przechowują dane historyczne i oceniają parametry. Niezależnie od tego, czy chodzi o serwis wsteczny, czy zapobiegawczy, systemy zdalnego monitorowania wkraczają tam, gdzie interwencja człowieka jest niewystarczająca; robi to poprzez dostarczanie wykresów trendów i informacji o parametrach operacyjnych, w tym ciśnieniu tłoczenia, temperaturze oleju, prędkości napędu o zmiennej częstotliwości (VFD), całkowitej liczby godzin pracy, wyłączeń i alertów w interfejsie online dostępnym zdalnie z dowolnego miejsca na świecie.
Wcześniej zdiagnozowanie problemu wymagało udziału człowieka i interakcji na różnych poziomach drzewa decyzyjnego w zakładzie. Teraz, dzięki łączności i inteligencji wprowadzonej do zarządzania sprężonym powietrzem, technicy mogą zagłębić się w historię urządzenia, zrozumieć anomalie i proaktywnie je eliminować.
Bieżące i historyczne dane pozwalają specjalistom ds. usług serwisowych zrozumieć, co się stało i czy można było to przewidzieć, czy nie.
Pomaga również producentom OEM sprężarek i dostawcom usług w prognozowaniu działań, planowaniu zasobów i wykonywaniu czynności serwisowych dla jednej sprężarki lub całej zainstalowanej floty, ponieważ wszystko może być widoczne na jednym pulpicie nawigacyjnym. Pomaga również dystrybutorom i technikom przewidzieć, co trzeba będzie zrobić z flotą urządzeń, za które dana osoba jest odpowiedzialna.
Od zapobiegawczej obsługi serwisowej do predykcyjnej
Prawdziwa siła systemów zdalnego monitorowania tkwi jednak w przejściu od serwisu prewencyjnego do serwisu predykcyjnego. Podczas gdy konserwacja zapobiegawcza ma kluczowe znaczenie, predykcja przenosi ją na wyższy poziom.
Badając zachowanie cyklu sprężarki, takie jak częstotliwości obciążenia/odciążenia w przypadku urządzeń VFD, technicy mogą zrozumieć aktualny stan urządzenia. Mogą sprawdzić, czy nastąpił wzrost zużycia energii i zbadać, czy była to anomalia, czy też nie, oraz potencjalnie, gdzie wystąpił problem. Obserwacja parametrów, takich jak ciśnienie i zużycie energii, może również zapewnić wgląd w to, czy sprężarka jest optymalnie dobrana do produkcji.
Im więcej połączonych ze sobą systemów, tym bogatsza pula danych, umożliwiająca algorytmom i systemom logicznym ocenę tych danych w celu przewidywania potencjalnych awarii przed ich wystąpieniem. Wyobraź sobie, że znasz potencjalną awarię sprężarki na kilka tygodni przed jej wystąpieniem, a wszystko to w oparciu o analizę danych historycznych i danych w czasie rzeczywistym.
Wykorzystanie danych dotyczących produkcji i sprężonego powietrza… razem
Kolejna warstwa integracji nie została jeszcze w pełni zrealizowana: dostosowanie danych sprężarki do danych produkcyjnych. Jeśli firma może dostarczyć linię trendu produkcji, co i kiedy produkuje, i można ją nałożyć na dane sprężarki z systemów zdalnego monitorowania, wgląd w nieefektywności i wycieki powietrza za sprężarkownią staje się oczywisty. Jeśli sprężarka przeznaczona do pracy jednozmianowej uruchamia się w środku nocy, oznacza to, że gdzieś w systemie występuje zużycie powietrza. Jeśli występuje zużycie powietrza, ale nie ma aktywności produkcyjnej, może to oznaczać tylko jedno: gdzieś jest wyciek.
Oczywiście wiele firm ma specjalne siłowniki, aby tego uniknąć, ale są też zakłady, w których sprężarki pracują przez cały dzień i noc przy niższych ciśnieniach podczas przestojów, aby uniknąć ponownego uruchamiania systemów po rozpoczęciu produkcji. Inni zatrzymują sprężarki na noc lub podczas przestoju, a następnie uruchamiają je ponownie na krótko przed rozpoczęciem produkcji, aby system był gotowy do pracy. Jednak to wszystko razem nie powstrzymuje wycieku przed jego wystąpieniem.
Nieszczelność zazwyczaj występuje z biegiem czasu w całym systemie sprężonego powietrza. Przyczyną mogą być starzejące się przewody rurowe, nieprawidłowe połączenia, niewystarczające procedury dokręcania, niewłaściwe części i/lub korozja. Szacuje się, że od 20 do 30% przepływu sprężonego powietrza może zostać utracone z powodu nieszczelności. Wyciek sprężonego powietrza przez otwór o średnicy 3 mm (~1/8″) może powodować zużycie 4 kW/h energii elektrycznej, pociągając za sobą roczne straty rzędu 19 200 kW przy ciśnieniu 7 bar g (100 psi g) 16 godzin dziennie przez 300 dni w roku). Stwarza to znaczne możliwości poprawy.
Chociaż niektórzy mogą powiedzieć, że to tylko powietrze, aby spojrzeć na to z odpowiedniej perspektywy, należy pamiętać, że sprężarki powietrza zużywają około 12% energii elektrycznej wykorzystywanej w procesach produkcyjnych wykorzystujących sprężone powietrze. W całym okresie eksploatacji sprężarki powietrza, 75% kosztów stanowi zużycie energii, 15% to koszt urządzenia, a 10% to koszt serwisu.
Wniosek
Przyszłość zarządzania sprężonym powietrzem, a nawet szerszego sektora produkcyjnego, leży w wykorzystaniu mocy IIoT. Innowacje wprowadzają zarządzanie sprężonym powietrzem w nową erę.
W miarę zmiany dynamiki siły roboczej i wzrostu zapotrzebowania na wydajne metody produkcji, platformy IIoT takie jak systemy zdalnego monitorowania sprężonego powietrza, dostarczają danych, które nie tylko pomagają w podejmowaniu decyzji, ale także napędzają działania na rzecz bardziej innowacyjnych i wydajnych operacji przemysłowych.
Informacje oparte na danych w zarządzaniu sprężonym powietrzem
Monitorowanie stanów pracy: pomiar istotnych parametrów sprężarek i wizualizacja tych danych w scentralizowanych systemach w czasie rzeczywistym pozwala uzyskać dokładny obraz wydajności każdej maszyny.
Analiza trendów: Zachowanie sprężarki może być wizualizowane w czasie, umożliwiając ekspertom dostrzeżenie trendów, które mogą wskazywać na potencjalne zagrożenia.
Sprawność energetyczna: Analizując dane z urządzeń monitorujących, branże mogą wskazać nieefektywności, takie jak wycieki lub nieoptymalne tryby pracy, co prowadzi do znacznych oszczędności energii i kosztów.
Redukcja przestojów: Jedną z najważniejszych zalet wykorzystania analizy danych w systemach sprężonego powietrza jest zapobiegawcza obsługa serwisowa. Analizując dane historyczne i dane w czasie rzeczywistym, można zidentyfikować potencjalne problemy, zanim spowodują one awarie, co znacznie skraca nieplanowane przestoje.
Integracja z danymi produkcyjnymi: Łączenie danych sprężarek ze wskaźnikami produkcji pozwala uzyskać całościowy obraz działalności. Na przykład, jeśli dane sprężarki wskazują na wysokie zużycie energii, ale wskaźniki produkcji wskazują na niską wydajność, może występować problem ze sprawnością. Dane pozwalają nam omówić i przeanalizować z klientem, czy nastąpiła zmiana w produkcji, zmiana produktu wytwarzanego na tej linii produkcyjnej, która mogła prowadzić do zmiany zachowania sprężarki, czy też w tym czasie wystąpiło coś innego. Pomaga to zarówno producentom OEM, jak i klientom końcowym w dopracowaniu ich systemów.
Roger Savo, Dyrektor ds. Aftermarketu ELGi Compressors Europe
