South West Water – Monitorowanie stanu w całym obiegu wody
Raport dot. zastosowań
Jak South West Water osiąga swoje cele biznesowe dzięki monitorowaniu drgań.
South West Water dostarcza niezawodne i wydajne usługi wysokiej jakości w zakresie wody pitnej i ścieków dla około 1,7 miliona mieszkańców Kornwalii, Devonu, Wysp Scilly oraz części Somerset i Dorset. Aby sprostać potrzebom swoich klientów, firma magazynuje wodę w ponad 20 zbiornikach i uzdatnia ją w około 40 stacjach uzdatniania wody w celu produkcji wody pitnej dla regionu.
South West Water obsługuje również 650 oczyszczalni ścieków. Wśród nich znajduje się zakład Marsh Mills na obrzeżach miasta Plymouth. Około jedna trzecia ścieków pochodzących od 230000 mieszkańców miasta jest tutaj oczyszczana na kilku etapach, a następnie wprowadzana z powrotem do obiegu wody. Po wstępnym uzdatnianiu mechanicznym South West Water stosuje uzdatnianie biologiczne z wykorzystaniem procesu osadu czynnego w Marsh Mills. Mikroorganizmy rozkładają substancje organiczne rozpuszczone w wodzie. „Jako że są to mikroorganizmy tlenowe, ważne jest, aby do wody stale dodawana była wystarczająca ilość tlenu, aby proces rozkładu mógł przebiegać w wymaganej jakości”, mówi Brendon Teague, kierownik ds. konserwacji opartej na stanie w South West Water. Zadanie to jest przeprowadzane przez dziewięć dmuchaw Rootsa, które dostarczają dużą ilość powietrza przy niskim ciśnieniu. Dzięki łącznej mocy 615kW tłoczą one do 390 litrów sześciennych powietrza na minutę do zbiorników osadu czynnego.
Wentylatory – niesłusznie lekceważony element wyposażenia
„Dotychczas każda dmuchawa i silnik były kontrolowane mniej więcej raz w miesiącu pod kątem konieczności ich konserwacji. Nie można było jednak uniknąć awarii instalacji pomiędzy okresami konserwacji, ponieważ uszkodzenia łożysk były albo nieprzewidziane, albo powstały pomiędzy kolejnymi przeglądami”.
Kolejny problem polega na tym, że hałasu, który mógłby wskazywać na uszkodzenie silnika, nie da się usłyszeć z zewnątrz. „Silniki są dźwiękoszczelne, więc można dosłownie przechodzić obok nich bez żadnych utrudnień. Być może jest to również jeden z powodów, dla których wentylatory i dmuchawy w branży uzdatniania wody i oczyszczania ścieków są często lekceważone, mimo że wykonują one równie ważne zadania, jak na przykład pompy stosowane w systemach zaopatrzenia w wodę pitną”.
Brendon Teague w końcu postanowił wyposażyć dziewięć dmuchaw w Marsh Mills w urządzenia do diagnostyki drgań firmy ifm. Jest to logiczne posunięcie, które nie jest zaskoczeniem.
Powietrze jest pompowane do zbiornika napowietrzającego przez potężne dmuchawy – do 390 metrów sześciennych na minutę w Marsh Mills.
Monitorowanie stanu: kontrolowanie kondycji urządzeń
„Od dawna współpracuję z ifm, aby zabezpieczyć zakłady South West Water przed nieprzewidzianymi przestojami dzięki zastosowaniu monitorowania stanu”, mówi Brendon Teague. Wraz ze swoim zespołem w zakładach uzdatniania wody i oczyszczania ścieków należących do South West Water zainstalował ponad 200 jednostek oceniających VSE100 oraz podłączonych do nich akcelerometrów.
System monitorowania drgań składa się z akcelerometrów i jednostki oceniającej. Czujniki – w South West Water używa się czujników typu VSA001 – są umieszczone w odpowiednich miejscach w systemie i przekazują dane do jednostki oceniającej, w tym przypadku VSE100. Jednostka oceniająca stale analizuje informacje z maksymalnie czterech czujników, a w przypadku przekroczenia wartości granicznych wysyła odpowiednie sygnały przełączające do systemu sterowania. Dane i alarmy mogą być również przekazywane do centralnej sterowni poprzez interfejs Ethernet.
Łatwiejsze zdalne rozwiązywanie problemów i planowanie konserwacji
Za pomocą diagnostyki drgań kondycja maszyny jest ciągle rejestrowana. Dzięki monitorowaniu pojawiających się drgań w czasie i zakresie częstotliwości początkowe uszkodzenia są rejestrowane na wczesnym etapie i można je analizować w czasie rzeczywistym za pomocą własnego oprogramowania firmy ifm poprzez bardziej szczegółową analizę FFT (Fast Fourier Transformation). Poszczególnym komponentom urządzeń lub schematom uszkodzeń można przypisać dokładną częstotliwość, dzięki czemu nie jest już konieczne czasochłonne usuwanie usterek na miejscu, a prace konserwacyjne można efektywnie przygotować, także zdalnie. To znacznie minimalizuje ilość pracy i przestojów.
Czujniki pomagają osiągnąć cele firmy
„Posiadanie centralnego przeglądu stanu wszystkich istotnych maszyn za pośrednictwem oprogramowania i otrzymywanie powiadomień, gdy tylko jakaś wartość przekroczy limit krytyczny, jest prawdziwą korzyścią”, mówi Brendon. Dzięki temu kierownik ds. konserwacji może szybko uzyskać aktualne informacje na temat sytuacji, ocenić konieczność podjęcia działań, a w nagłych przypadkach powiadomić zespół konserwatorów na miejscu. „Monitorowanie stanu w tej postaci już teraz pomaga nam w osiąganiu celów firmy związanych z ekologicznym uzdatnianiem wody i oczyszczaniem ścieków.
Wczesne wykrycie uszkodzeń pozwala nam często zareagować na czas, a tym samym uniknąć przestojów i kosztownych napraw. Ogólnie mówiąc, szacujemy, że dzięki wdrożeniu monitorowania stanu możemy zmniejszyć koszty konserwacji i wymiany uszkodzonych urządzeń średnio o 100000 do 150000 funtów rocznie”.
Monitorowanie stanu: standard przy nowo zainstalowanych urządzeniach
Aby w przyszłości czerpać jeszcze większe korzyści z zalet monitorowania stanu, South West Water określiło monitorowanie stanu pomp i wentylatorów jako standard techniczny. „Wszystkie nowe urządzenia muszą być odpowiednio wyposażone w technologię czujników i elektronikę diagnostyczną, które można zintegrować z naszą istniejącą infrastrukturą. Zapewnia to nie tylko większą pewność działania dużych, ważnych oczyszczalni, lecz także pomaga w efektywnym i skutecznym zapewnianiu jakości i utrzymaniu wszystkiego w doskonałym stanie w mniejszych oczyszczalniach na obszarach wiejskich”.
Przyszłość: współpraca poprzez platformę IoT
W ramach dalszego rozwoju Brendon Teague może z pewnością wyobrazić sobie przejście na nową platformę ifm moneo IoT. Dzięki moneo nawet złożone infrastruktury czujników można łatwo opanować, podczas gdy opcjonalny moduł moneo RTM oferuje daleko idące możliwości dla jeszcze bardziej wszechstronnej analizy drgań. „W połączeniu z nowymi rozwiązaniami edgeGateways od ifm, a tym samym możliwością udostępniania danych w chmurze, mógłbym jeszcze skuteczniej udostępniać istotne dane moim kolegom z działu konserwacji w obszarze dostaw, dzięki czemu jakość konserwacji i szybkość reakcji w przypadku alarmu ponownie znacznie by wzrosły”.
Czujniki drgań na silnikach dmuchaw wykrywają pojawiające się usterki na długo przed wystąpieniem poważnych uszkodzeń.
South West Water wykorzystuje około 200 jednostek oceniających VSE100 do monitorowania urządzeń w swoich stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków.
Wniosek
Dzięki kompleksowemu systemowi monitorowania stanu South West Water mogło skutecznie zapobiegać poważnym awariom krytycznych urządzeń dostarczania wody i oczyszczania ścieków, takich jak pompy, wirówki i wentylatory. Pozwala to firmie uniknąć znacznych kosztów związanych z naprawą lub wymianą sprzętu. Równocześnie monitorowanie urządzeń wspiera cele firmy w zakresie odpowiedzialnego korzystania z wody jako zasobu.