
- Projekta fons un galvenie izaicinājumi
Mūsdienu rūpnieciskajā ražošanā dzinēji ir galvenā enerģijas ierīce, kuru darbības uzticamība tieši ietekmē ražošanas līniju nepārtrauktību, drošību un ekonomisko efektivitāti. Tomēr dzinējiem operatīvā stāvoklī jāsaskaras ar vairākiem smagiem izaicinājumiem:
- Nepareizi strādājoši stāvokļi: Tādi problēmi kā stāvoklis, kad dzinējs nespēj startēt vai strādāt, fazes zudums un trīs fāžu strāvas nevienmērība, ja netiek laikus novērstas, var ātri izraisīt ierīču bojājumu.
- Pārsildīšanās riski
- Aizsardzības trūkumi: Tradicionālas aizsardzības ierīces (piem., termorele) cieš no būtiskiem trūkumiem, piemēram, zema trippa precizitāte (±15% kļūda), ierobežota funkcionalitāte un trūkst agrīnas brīdināšanas spējas, kas padara tās neatbilstošām labākai uzturēšanai un augstai uzticamībai ražošanā.
Lai risinātu šos izaicinājumus, mēs ieviešam jaunu paaudzi mikroprocesoru balstītu aizsardzības releju, kas integrē pašreizējo sensoru tehnoloģiju, daudzparametriskas apvienošanas algoritmus un IoT platformas.
II. Risinājuma galvenie sastāvdaļas
Šis risinājums balstās uz augstas veiktspējas mikroprocesoru balstītajiem aizsardzības relejiem, nodrošinot visaptverošu un prognozējošu aizsardzību caur gausu hardvera un programmatūras integrāciju.
- Daudzparametriska apvienošanas aizsardzības tehnoloģija
Pārsniedzot tradicionālo pārstrāvas aizsardzību, šī tehnoloģija izmanto daudzmērīgu datu analīzi, lai sasniegtu precīzu trippu un brīdinājumus.
- Augstas precizitātes inversā laika pārstrāvas aizsardzība: Izmanto mikroprocesora algoritmus, lai precīzi simulētu dzinēja siltuma raksturlielus, pārvarot tradicionālo termoreleju neskaidrās trippu vērtības. Tas nodrošina precīzas aizsardzības krivnes un izvairās no nepareiziem trippiem vai neveiksmēm.
- Negatīvās sekvenses strāvas nevienmērības aizsardzība: Reāllaikā monitorē trīs fāžu strāvas līdzsvaru. Ja nevienmērība pārsniedz iestatīto slieksni (piem., 15%), sistēma automātiski atklāj fazes zudumu vai smagu nevienmērību un aktivizē brīdinājumus vai aizsardzības darbības, lai novērstu rotora pārsildīšanos un momenta svārstības.
- Vibrācijas spektra analīze (pēc izvēles): Integrētie vibrācijas sensori analizē dzinēja gultņu un pārnesuma mehānismu spektra raksturlielus, efektīvi atklājot agrīnās mehāniskās kļūdas, piemēram, gultņu iznīcināšanos, blāvus skrūves un neatbilstību. Tas ļauj kombinētu elektrisko un mehānisko aizsardzību.
Lietojuma rezultāti: Lielā ķīmiskā rūpnīcā Ķīnā šis risinājums samazināja dzinēju kļūdas, kas izraisītas elektriskiem un mehāniskiem jautājumiem, par 67%, savukārt saistītās uzturēšanas izmaksas par 42%.
- Inteligenta temperatūras pieauguma prognozēšana un agrīna brīdināšana sistēma
Izmanto augstas līmeņa algoritmu modeļus, lai proaktīvi novērstu pārsildīšanās riskus, mainoties no "reaktīvās labojuma" uz "proaktīvo novēršanu."
- Darbības princips: Iebūvētais dzinēja ekvivalentais siltuma modelis dinamiski aprēķina reāllaika vijumu temperatūras pieaugumu un siltuma jaudas izmantošanu, integrējot ielādes strāvu, vēsturiskos darbības datus un sensoru sniegtos apkārtējos temperatūras ievades datus.
- Agrīns brīdinājums: Ja prognozētais vijumu temperatūras tendence tuvojas izolācijas reitinga robežai, sistēma 10 minūtes iepriekš izsniedz agrīnu brīdinājuma signālu, ļaujot operatorsim laikus iejaukties, plānot sakārtotas izslēgšanas vai pielāgot ielādi.
Lietojuma rezultāti: Lielā siderurgijas rūpnīcā šī funkcija veiksmīgi novērsa vairākus dzinēju iznīcinājumus, ko izraisīja dzesēšanas sistēmas kļūdas un neparedzēts pārmērīgs slodze. Temperatūras prognozēšanas precizitāte praksē sasniedza 91%.
- Bezvadu IoT monitorings un mākoņplatformas diagnostika
Ļauj attālinātu uzturēšanu un digitālo pārvaldību, būtiski uzlabojot darbības efektivitāti.
- Bezvadu datu pārraide: Aizsardzības ierīce integrē zemas patēriņa plašas platības tīkla (LPWAN) komunikācijas moduļus (piem., LoRa), lai bezvadu pārraidītu visaptverošus dzinēju darbības datus (strāva, spriegums, temperatūra, brīdinājumi, statuss) uz mākoņplatformu, bez sarežģītām vadu instalācijām.
- Attālināta diagnostika un uzturēšana: Inženieri un pārvaldnieki var piekļūt mākoņplatformai, izmantojot PC vai mobilās lietotnes, lai reāllaikā monitorētu visu dzinēju veselības stāvokli, saņemtu brīdinājumus un kļūdu informāciju, un veiktu attālinātu diagnostiku un analīzi.
- Datu vērtības izmantošana: Mākoņplatformā akumulētie vēsturiskie dati var tikt izmantoti, lai analizētu ierīču veiktspējas pazemināšanās tendences, optimizētu uzturēšanas ciklus un ieviestu prognozējošu uzturēšanu, sniedzot datu pamatotos atbalstu ražošanas lēmumiem.
Lietojuma rezultāti: Cimenta rūpnīcā, pēc IoT monitorēšanas sistēmas ieviešanas, vidējais reakcijas laiks uz kļūdām tika samazināts no 2 stundām līdz mazāk nekā 15 minūtēm. Operators varēja tūlīt piekļūt kļūdu informācijai un potenciālajām cēloņiem, būtiski samazinot problēmu diagnosticēšanas laiku un samazinot neparedzētos apturējumus par 58%.
III. Risinājuma priekšrocību kopsavilkums
- Tiešāka: Mikroprocesora algoritmi aizstāj mehāniskās struktūras, nodrošinot precīzu aizsardzību bez nepareiziem trippiem vai neveiksmēm.
- Vairākaptverošāka: Integrē elektrisko, siltumu un mehānisko aizsardzību, lai aptvertu plašu kļūdu veidu klāstu.
- Proaktīvāka: Modeļa pamatā esošie prognozējoši brīdinājumi novērš notikumus pirms to notikuma, nevis reaģē pēc tam.
- Daudzintelektniskāka: IoT arhitektūra ļauj ierīču savstarpējo savienojumu, atbalsta attālinātu monitoringu un lielu datu analīzi, un palīdz veidot pamatu gudrai ražošanai un digitālajām rūpnīcām.