Endesa – digitalizované vodní elektrárny
Endesa posouvá konvenční vodní energii do digitálního věku
Automatizační řešení společnosti ifm zvyšují efektivitu a zároveň posilují bezpečnost a udržitelnost.
Španělská společnost Endesa je jedním z předních evropských dodavatelů energie a výrazně preferuje uplatňování obnovitelných zdrojů při výrobě energie. Aby společnost zajistila, že její stávající elektrárny, z nichž některé jsou již historické, budou i v budoucnu fungovat spolehlivě a efektivně, v rámci transformace směrem k Průmyslu 4.0 uplatňuje důslednou strategii digitalizace. V tomto úsilí se společnost Endesa spoléhá na odborné znalosti společnosti ifm, specialisty na automatizaci.
Efektivní modernizace historických elektráren
Společnost Endesa provozuje prostřednictvím své dceřiné společnosti Enel Green Power Españacelkem 174 vodních elektráren po celém Španělsku. Tato zařízení s celkovým instalovaným výkonem 5 350 megawattů vyrobí ročně přibližně 9 000 gigawatthodin elektřiny. Řada těchto elektráren byla postavena na počátku 20. století a původně byly řízeny výhradně manuálně. Kvůli postupující digitalizace a rostoucích požadavků na efektivitu, bezpečnost a udržitelnost čelí společnost Endesa složitému úkolu modernizace všech pracovišť podle nejnovějších standardů.
„Naším cílem je transformovat naše konvenční elektrárny na nejmodernější zařízení. Využitím moderních digitalizačních technologií dosahujeme v našich elektrárnách větší transparentnosti a můžeme tedy jednat proaktivně. To zvyšuje celkovou bezpečnost dodávek energie,“ vysvětluje Julian Alberto Alonso, vedoucí údržby a technických služeb sekce Hydro ve společnosti Endesa.
Století vodní energie – a ještě dál
Jedním z průkopníků digitalizace ve společnosti Endesa je vodní elektrárna El Carpio ve španělské provincii Córdoba. Zde je propojení tradice a moderních technologií obzvláště silné: Tato architektonická a technická památka vyrábí zelenou energii již téměř celé jedno století. Tok řeky Guadalquivir využívají k výrobě elektřiny celkem tři turbíny. „Rozhodli jsme se využít pokročilé přístrojové vybavení a automatizaci k optimalizaci provozu v této poměrně odlehlé elektrárně, jejímu efektivnímu monitorování a efektivní údržbě. Cílem bylo co nejvíce minimalizovat dobu odstávky a optimalizovat cykly údržby,“ říká Antonio Roldán Reina, technický manažer prediktivní údržby ve společnosti Endesa.
Digitalizace se společností ifm a systémem IO-Link – z dobrých důvodů
Aby společnost Endesa a její dceřiná společnost Enel Green Power España dosáhly ambiciózních cílů modernizace, rozhodly se úzce spolupracovat se specialistou na automatizaci, společností ifm. „Řešení od společnosti ifm jsme si vybrali kvůli jeho spolehlivosti v extrémních podmínkách,“ pokračuje Antonio Roldán Reina. „Naše závody čelí vysokým teplotám a vlhkosti, přesto senzory společnosti ifm zatím fungují bezchybně. Společnost ifm nám navíc od samého začátku spolupráce poskytuje solidní technickou podporu.“
Zavedení systému IO-Link pro datovou komunikaci bylo dalším klíčovým krokem na cestě k digitalizaci. Otevřený standard průmyslové komunikace systému IO-Link, jehož spoluzakladatelem je společnost ifm, je v průmyslovém sektoru již dlouho dobře zavedený – a to z dobrého důvodu: Obousměrná komunikace umožňuje flexibilní konfiguraci vzdálených senzorů prostřednictvím jednotky IO-Link master. Senzory systému IO-Link navíc poskytují více informací než běžné senzory, například o technickém stavu zařízení, teplotě senzoru nebo provozních cyklech. Také poskytují několik procesních hodnot současně: Tlakové senzory odesílají také údaje o teplotě média, zatímco průtokoměry detekují aktuální průtok, teplotu, tlak média a celkový objem. Díky tomu se snižuje potřeba dalších měřicích bodů a také je potřeba vynaložit méně úsilí, času a nákladů na instalaci.
Protože jsou data přenášena digitálně a bez rušení, je přesnost a spolehlivost hodnot ve srovnání s analogovým přenosem lepší. Systém IO-Link navíc nabízí při výměně identických zařízení pohodlný převod uložených parametrů z jednotky IO-Link master do nového senzoru. Tím se minimalizuje lidská chyba a zkrátí se doba odstávky.
Zapojení je jednodušší o 30 %
Další výhodou je decentralizovaný sběr dat prostřednictvím jednotek IO-Link master určených pro provoz v terénu, které shromažďují informace na místě a přenášejí je v konsolidované podobě. Výsledkem je výrazné zjednodušení zapojení – ať už mezi senzory a jednotkou IO-Link master v rámci elektrárny, nebo propojení jednotky master a řídicí jednotky až na úroveň IT. To umožňuje komplexní digitální komunikaci od senzoru až po úroveň IT v co nejkratším čase.
„Systém IO-Link u nás zjednodušuje zapojení přibližně o 30 procent. Navíc zvyšuje provozní spolehlivost, které dosahuje díky nepřetržitému monitorování stavu senzorů,“ zdůrazňuje Antonio Roldán Reina. „Rozsáhlé portfolio produktů systému IO-Link od společnosti ifm nám také umožňuje získávat všechny komponenty pro naše řešení v oblasti automatizace od jednoho dodavatele, což implementaci ještě více zjednodušuje.“
Obrázek 1: Stav generátorů vodní elektrárny je dnes pečlivě sledován pomocí senzorové technologie.
Obrázek 2: Jednotky IO-Link master a vyhodnocovací jednotky pro vibrační senzory shromažďují data a přenášejí je v konsolidované podobě až na úroveň IT.
Obrázek 3: Data z vibračních senzorů jsou analyzována na úrovni IT. To umožňuje optimalizaci údržbářských operací.
Analýza 3 000 datových bodů v reálném čase na jednu elektrárnu
„Aby bylo možné přesně sledovat stav generátorů v modernizovaných elektrárnách, spoléhá se společnost Endesa na širokou škálu senzorů společnosti ifm. Tlakoměry, teploměry a průtokoměry spolu se senzory pro analýzu částic a vlhkosti zajišťují správné a spolehlivé používání chladicích maziv za všech okolností. Vibrační senzory detekují včasné známky potenciálního poškození v kritických bodech stroje. Zejména ty poslední zmíněné nyní tvoří páteř našeho programu prediktivní údržby,“ poznamenává Antonio Roldán Reina.
Společnost Endesa shromažďuje v centrálním IT systému přibližně 3 000 datových bodů v reálném čase v každé elektrárně. Zde jsou informace analyzovány pomocí umělé inteligence. „Nyní jsme schopni detekovat bezprostřední poškození generátoru, což nám umožňuje proaktivně plánovat údržbu a provádět ji během plánovaných odstávek,“ vysvětluje výhody odborník na údržbu ze společnosti Endesa.
Rozhodný krok k výrobě energie 4.0
Výhody zasahují i do organizační úroveň: „Právě zavádíme řešení společnosti ifm jako standard ve všech našich vodních elektrárnách. To nám umožňuje optimalizovat skladové zásoby senzorů a výrazně zkrátit dobu odstávky v případě poruch,“ uvádí Julian Alberto Alonso. Společnost Endesa také těží z partnerské spolupráce se specialistou na automatizaci, která je založena na důvěře. „Technologie společnosti ifm v kombinaci se solidní spoluprací založenou na znalostech, zkušenostech a důvěře nám umožnila učinit významný krok směrem k Průmyslu 4.0.“
Závěr
Během posledních tří let vybavila společnost Endesa zhruba polovinu své instalované kapacity elektráren řešeními v oblasti automatizace od společnosti ifm. Díky komplexní digitalizaci společnost Endesa dosahuje vyšší efektivitu a bezpečnost v oblasti udržitelné výroby energie.