South West Water – Tilstandsovervågning i hele vandkredsløbet
Applikationsrapport
Sådan når South West Water sine mål med vibrationsovervågning.
South West Water leverer pålidelige og effektive drikkevands- og spildevandstjenester af høj kvalitet til en befolkning på ca. 1,7 millioner i Cornwall, Devon, Scillyøerne og dele af Somerset og Dorset. For at opfylde deres kunders behov oplagrer virksomheden vand i mere end 20 reservoirer og behandler det i ca. 40 vandrensningsanlæg for at producere drikkevand til regionen.
South West Water driver derudover 650 spildevandsrensningsanlæg. Blandt disse er Marsh Mills-anlægget i udkanten af byen Plymouth. Her behandles ca. en tredjedel af spildevandet fra byens 230.000 indbyggere i flere trin, før det føres tilbage til vandkredsløbet. Efter den første mekaniske behandling sætter South West Water sin lid til en biologisk behandling ved hjælp af den aktive slamproces hos Marsh Mills. Mikroorganismer nedbryder de organiske stoffer, der er opløst i vandet. "Da det drejer sig om aerobe mikroorganismer, er det afgørende, at der permanent tilsættes tilstrækkelige mængder oxygen til vandet, så nedbrydningsprocessen kan udføres i den påkrævede kvalitet," siger Brendon Teague, chef for tilstandsbaseret vedligeholdelse hos South West Water. Denne opgave udføres af ni Roots-blæsere, der leverer en stor mængde luft ved lavtryk. Med en samlet effekt på 615 kW pumper de op til 390 kubikmeter luft ind i aktivslam-tankene i minuttet.
Ventilatorer – en med urette overset udstyrsdel
"Indtil videre er hver blæser og motor blevet kontrolleret ca. en gang om måneden med hensyn til deres behov for vedligeholdelse. Anlægsfejl mellem vedligeholdelsesintervaller har dog ikke kunnet udelukkes, fordi lejeskader enten var uforudsete eller udviklet mellem intervallerne."
Et andet problem er, at støjen, der kunne indikere en forringelse af motortilstanden, ikke kunne høres fra den udvendige side. "Motorerne er lydisolerede, så folk kan bogstaveligt talt gå forbi dem uforstyrret. Dette er måske også en årsag til, at ventilatorer og blæsere i vand- og spildevandsbehandlingsindustrien ofte bliver overset, selvom de udfører en opgave, der er lige så afgørende som for eksempel det arbejde, som pumperne, der anvendes i drikkevandsforsyningen, udfører.”
Brendon Teague besluttede sig til sidst for at udstyre ni blæserenheder i Marsh Mills med vibrationsdiagnose fra ifm. Dette første trin er derfor logisk og ikke overraskende.
Der pumpes luft ind i luftningsbassinet ved hjælp af kraftige blæsere - op til 390 kubikmeter i minuttet hos Marsh Mills.
Tilstandsovervågning: overvågning af anlæggets tilstand
"Jeg har samarbejdet med ifm i lang tid for a sikre South West Water's anlæg mod uforudsete nedetider ved hjælp af tilstandsovervågning," siger Brendon Teague. Sammen med hans team har han installeret over 200 VSE100 evalueringsenheder plus de accelerationssensorer, der er forbundet med dem, i South West Water's vand- og spildevandsrensningsanlæg.
Vibrationsovervågningssystemet består af accelerationssensorer og en evalueringsenhed. Sensorerne – South West Water anvender sensorer af typen VSA001 – er placeret i relevante positioner i systemet og sender dataene til evalueringsenheden, i dette tilfælde VSE100. Sidstnævnte evaluerer permanent information fra op til fire sensorer og sender relevante koblingssignaler til styresystemet, når grænseværdier overskrides. Dataene og alarmer kan også sendes til et centralt kontrolrum via et Ethernet-interface.
Nemmere fejlfinding og vedligeholdelsesplanlægning på afstand
En maskines tilstand bliver permanent registreret ved hjælp af vibrationsdiagnose. Takket være overvågningen af vibrationer, der opstår i tids- og frekvensområdet, bliver begyndende skader registreret på et tidligt tidspunkt og kan analyseres i realtid ved hjælp af ifm’s egen software i en mere detaljeret FFT-analyse (Fast Fourier-transformation). Fordi en nøjagtig frekvens kan tildeles de enkelte anlægskomponenter eller skadesbilleder, er den nogle gange tidskrævende fejlfinding på stedet ikke længere nødvendig, og vedligeholdelsesarbejde kan forberedes effektivt, selv på afstand. Dette minimerer drastisk mængden af arbejde og nedetider.
Sensorer hjælper med at nå virksomhedens mål
"Det er en reel fordel at have en central oversigt over alle relevante maskiners status ved hjælp af softwaren og at blive informeret, så snart en værdi overskrider en kritisk grænse," siger Brendon. Stedets vedligeholdelseschef kan dermed hurtigt få en opdatering af situationen, vurdere behovet for handling og, i en nødsituation, informere vedligeholdelsesteamet på stedet. "Tilstandsovervågning i denne form hjælper os allerede med at nå virksomhedens mål, der relaterer til miljøvenlig behandling af vand og spildevand.
Ved at detektere skader på et tidligt tidspunkt har vi ofte været i stand til at reagere i tide og dermed undgå nedetider og dyre reparationer. Generelt set, forventer vi, at vi på grund af implementeringen af tilstandsovervågning kan reducere omkostningerne til vedligeholdelse og udskiftning af skadede aktiver med gennemsnitlig £100.000 til £150.000 om året.”
Tilstandsovervågning: standard på nyinstallerede maskiner
For at få endnu mere gavn af fordelene med tilstandsovervågning i fremtiden har South West Water defineret tilstandsovervågning på pumper og ventilatorer som en teknisk standard. "Hvert nyt anlæg skal i overensstemmelse dermed udstyres med sensor- og evalueringsteknologi, der kan integreres i vores eksisterende infrastruktur. Dette skaber ikke kun større operativ klarhed for store, vigtige rensningsanlæg, men hjælper os også med at bibeholde kvaliteten effektivt og holde alt i perfekt stand i mindre rensningsanlæg i landdistrikter."
Fremtiden: samarbejde via IoT-platformen
Brendon Teague kan udmærket forestille sig at skifte til den nye ifm moneo IoT-platform som et yderligere udviklingstrin. Med moneo kan selv komplekse sensor-infrastrukturer nemt klares samtidig med, at det valgfrie moneo RTM-modul giver vidtrækkende muligheder for en endnu mere omfattende vibrationsanalyse. "I kombination med de nye edgeGateways fra ifm og dermed muligheden for at gøre data tilgængelige i et cloud-miljø ville jeg være i stand til at dele de relevante data endnu mere effektivt med mine vedligeholdelseskolleger i forsyningsområdet, så vedligeholdelseskvaliteten og reaktionshastigheden i tilfælde af en alarm igen ville øges betydeligt."
Vibrationssensorer på blæsermotorerne detekterer begyndende defekter, længe før der opstår større skade.
South West Water bruger ca. 200 VSE100 evalueringsenheder til overvågning af maskinerne i deres vand- og spildevandsrensningsanlæg.
Konklusion
South West Water har med deres omfattende tilstandsovervågningssystem været i stand til effektivt at forhindre alvorlige fejl i den kritiske vandforsyning og udstyr til spildevandsbehandling som f.eks. pumper, centrifuger og ventilatorer. Dette sparer virksomheden for betydelige omkostninger til reparation eller udskiftning af udstyr. Samtidig understøtter anlægsovervågning virksomhedens mål med hensyn til ansvarlig brug af vand som en ressource.