صنعتی موتروں کے کنٹرول کو بہتر بنانا: توانائی کے بچات کے لئے انورٹر ریٹروفٹ

ان صنعتی پیداوار کے لئے الیکٹرک آٹومیشن سسٹم کو اہم رکن کے طور پر دیکھا جاتا ہے، جو کل پیداوار کی لاگت اور ماحولی اثرات پر مستقیم اثر ڈالتا ہے۔ روایتی دائمی رفتار کام کرنے کا طریقہ عام طور پر متغیر بوجھ کی درخواستوں کے جواب میں توانائی کی ضائع شدگی کا باعث بنتا ہے اور درست عمل کی کنٹرول کو مشکل بناتا ہے۔ متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول ٹیکنالوجی، جو ایک معیاری موٹر کنٹرول کا طریقہ ہے، ان مسائل کے حل کے لئے ایک ودیشی حل فراہم کرتی ہے۔ اس مطالعہ میں، ایک بجلی گھر کے الیکٹرک آٹومیشن سسٹم کو مثال کے طور پر لیا گیا ہے تاکہ انورٹر کی رفتار کنٹرول ٹیکنالوجی کے مبنی ریٹروفٹ سکیم کو اور اس کے توانائی کی بچاؤ کے اثرات کو استکشاف کیا جا سکے، اس کا مقصد مشابہ صنعتی سیناریوز میں توانائی کی کارکردگی کی بہتری کے لئے ایک رجوع کی بنیاد فراہم کرنا ہے۔

1 الیکٹرک آٹومیشن میں انورٹر کے اطلاق کی موجودہ حالت اور ریٹروفٹ کی ضرورتیں

1.1 موجودہ معدات

بجلی گھر کے الیکٹرک آٹومیشن سسٹم کی بنیادی طور پر تین حصوں سے تشکیل ہوتا ہے: بجلی تقسیم سسٹم، موٹر ڈرائیو یونٹس، اور کنٹرول سسٹم۔ بجلی تقسیم سسٹم میں 10 kV بلند فشار کے سوئچ گیر، ترانسفورمر، اور 400 V کم فشار کے سوئچ گیر شامل ہیں، جو بجلی کی تقسیم کے لئے درختی ڈھانچے میں ترتیب دیے گئے ہیں۔ موٹر ڈرائیوز کیا ہیں جو زیادہ تر نامتناسب موٹروں پر مرکوز ہیں جن کو مستقیم آن لائن یا ستارہ-دلتا کم فشار شروعات کے طریقوں سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ جائیدگی میں پمپ کے بوجھ کا تناسب سب سے زیادہ ہے، جس میں سرکولیشن واٹر پمپ، کولنگ واٹر پمپ، اور فیڈ واٹر پمپ شامل ہیں۔ ان ڈیوائسز کی رفتار دائمی ہوتی ہے، جس میں فلو کو والوں کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں توانائی کی خاصی استعمال ہوتی ہے۔ موجودہ سسٹم کا ڈھانچہ نسبتاً منفرد ہے، جس میں جزوی مرکزی کنٹرول شامل ہے۔ اوپر کا مونیٹرنگ سسٹم صنعتی ایتھر نیٹ کے ذریعے میدانی کنٹرول سسٹمز کے ساتھ مواصلات کرتا ہے تاکہ مرکزی ڈیٹا کی دکھائی اور دور دراز کام کرنے کو ممکن بنایا جا سکے۔ لیکن موجودہ کنٹرول سسٹم متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول کے لئے مقدمہ کیا گیا نہیں ہے، جس کی وجہ سے توانائی کے مینجمنٹ اور عمل کی بہتری میں کمی ہوتی ہے۔

1.2 ریٹروفٹ کی ضرورتیں

موجودہ معدات کی حالت کے بنیاد پر، الیکٹرک آٹومیشن سسٹم کی ریٹروفٹ کی ضرورتیں توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور کنٹرول کو بہتر بنانے پر مرکوز ہیں۔ انورٹر پر مبنی رفتار کنٹرول ٹیکنالوجی کو متعارف کرانا ضروری ہے تاکہ پمپس اور فین کو کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے موٹر کی رفتار کو بوجھ کی درخواستوں کے مطابق میلان کیا جا سکے۔

اس کے علاوہ، موجودہ پمپ سٹیشنز اور پیداواری سہولیات کا استعمال کرتے ہوئے، سطح 2 سبریٹی کے مطابق ایک ذہین مونیٹرنگ پلیٹ فارم کی تعمیر کی ضرورت ہے۔ کلاؤڈ کمپیوٹنگ پر مرکوز اور IoT ٹیکنالوجی کے ساتھ تکامل کے ساتھ، یہ پلیٹ فارم کاروباری مینجمنٹ اور میدانی کنٹرول کے درمیان سلسلہ وار تکامل کو ممکن بناتا ہے۔ سسٹم کا ڈھانچہ "مرکزی پلیٹ فورم + تقسیم شدہ ذیلی نظام + موبائل ٹرمینل" کے تین طبقات پر مبنی ہے، جس سے حقیقی وقت کی ڈیٹا کی جمع، کارآمد پروسیسنگ، اور سیکیور سٹوریج کی یقینی ہوتی ہے۔

مرکزی پلیٹ فارم، جو ایک عالی کارکردگی کے سرور کلاؤڈ پر بنیاد ہوتا ہے، پر پیشرفته ڈیٹا تجزیہ الگورتھم کو ڈیپلو کیا جاتا ہے تاکہ صحیح فیصلہ سازی کی مدد فراہم کی جا سکے۔ تقسیم شدہ ذیلی نظام میں معدات کی حالت کی مونیٹرنگ، ویڈیو سرپرستی، اور ماحولی پیرامیٹرز کی جمع کرنے کے ماڈیول شامل ہیں، جو پیداوار کے آپریشنز کے تمام پہلوؤں کو مکمل طور پر کور کرتے ہیں۔ موبائل ٹرمینل، کسٹمائزڈ ایپلیکیشنز کے ذریعے دور دراز مونیٹرنگ اور فوری نوٹیفکیشن کو ممکن بناتے ہیں۔

2 توانائی کی بچاؤ کے اثرات کا نظریہ بنیاد

اس مطالعہ میں متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول ٹیکنالوجی کے توانائی کی بچاؤ کے اثرات کا تجزیہ بنیادی طور پر پمپس اور فین کے لئے محبوب قوانین اور متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول کے توانائی کے تبدیلی کے اصولوں پر مبنی ہے۔ پلانٹ کے معدات کی کارکردگی کے مطابق، بہت سارے پمپس اور فین دائمی رفتار پر کام کرتے ہیں جن کو فلو کو والوں کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں توانائی کی خاصی خسار ہوتی ہے۔ بالکل مقابل میں، متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول موٹر کی رفتار کو بوجھ کی درخواستوں کے مطابق میلان کرتا ہے، جس سے توانائی کی بچاؤ حاصل ہوتی ہے۔ پمپس اور فین کے لئے محبوب قوانین فلو کی شرح، ہیڈ، اور توانائی کے درمیان تعلقات پر مبنی ہیں، جن کے متعلق کیلکولیشن کے فارمولے درج ذیل ہیں:

جہاں $Q$ فلو کی شرح (میٹر³/گھنٹہ) ہے؛ $n$ گردش کی رفتار (r/میں) ہے؛ $H$ ہیڈ (میٹر) ہے؛ $P$ توانائی (kW) ہے، جہاں P1P1 مقررہ توانائی کی نمائندگی کرتا ہے اور P2P2 کم رفتار پر توانائی کی نمائندگی کرتا ہے۔ متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول کے لئے توانائی کی تبدیلی کا فارمولا یہ ہے:

بالا الذکر نظریہ کے بنیاد پر، جب سسٹم کی فلو کی درخواست کم ہو تو موٹر خودکار طور پر فریکوئنسی کنٹرول کے ذریعے رفتار کو کم کرتا ہے، جس سے توانائی کی استعمال کا خاصی کمی ہوتی ہے اور توانائی کی بچاؤ حاصل ہوتی ہے۔ یہ بعد کے ریٹروفٹ ڈیزائن اور توانائی کی بچاؤ کے جائزہ کے لئے نظریہ بنیاد فراہم کرتا ہے۔

3 متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول ٹیکنالوجی کا ریٹروفٹ سکیم

3.1 بجلی تقسیم سسٹم کا اپگریڈ

متغیر فریکوئنسی رفتار کنٹرول ٹیکنالوجی کو موثر طور پر نفاذ کرنے کے لئے، اس مطالعہ میں موجودہ بجلی تقسیم سسٹم کو اپگریڈ کیا گیا ہے۔ بلند فشار سسٹم کے لئے، 10 kV سوئچ گیر کو ایک متعینہ کرنٹ 1,250 A سے کم نہیں ہونے والے اور متعینہ کم کرنے والے کرنٹ کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے کی ٹکڑے ک......