Midvaal Water Company – Monitorowanie stanu zapewnia regionalne dostawy wody w RPA
Raport dot. zastosowań
Mimo iż około dwie trzecie powierzchni Ziemi jest pokryte wodą, równie duża część światowej populacji żyje na obszarach, na których występuje niedobór wody. Wody gruntowe są coraz bardziej zanieczyszczone z różnych powodów. W rezultacie woda pitna jest najczęstszą przyczyną chorób na całym świecie. Jeśli obecne trendy użytkowania nie ulegną zmianie, w 2030 r. świat będzie miał tylko 60% potrzebnej wody.
Dlatego celem ifm musi być pomoc klientom w oszczędzaniu wody. Innowacyjne rozwiązania automatyzacji są łatwe do wdrożenia i pomagają firmom osiągnąć oszczędności wody, energii i konserwacji.
Pięć nowszych zestawów silnik-pompa (szara obudowa silnika) zostało wyposażonych w czujniki IO-Link i rozwiązania do monitorowania stanu. Trzy starsze zestawy były wykorzystywane do produkcji podczas instalacji nowych zestawów.
Nowoczesny, prosty system zdalnego monitorowania
We wrześniu 2019 r. organizacja non-profit postanowiła odnowić jedną ze swoich stacji pomp wysokiego podnoszenia. Tradycyjnie stacje te były wyposażone w czujniki analogowe i standardową infrastrukturę. „W przeszłości podłączenie pompy w stacji do sterownika PLC zajmowało naszemu technikowi tydzień ze względu na złożoną strukturę okablowania” – powiedział Mark Richards, kierownik ds. konserwacji w Midvaal. „Ponadto, ze względu na znaczną ilość kabli, łatwo mogło dojść do awarii okablowania, co skutkowało skomplikowanymi przeróbkami”.
Midvaal potrzebował innowacyjnego i prostszego rozwiązania, które umożliwiłoby niezawodne sterowanie pompami i silnikami stacji pomp wysokiego podnoszenia, a także zdalne monitorowanie w celu zaplanowania terminowych zadań konserwacyjnych, zapewniając wydajność i zachowując wartość stacji pomp w perspektywie długoterminowej.
W ramach projektu pilotażowego pięć zestawów z silnikami i pompami zostało wyposażonych w czujniki sterujące i monitorujące, a także odpowiednią infrastrukturę. Każdy z tych zestawów składa się z silnika o mocy 600 KW z zasilaniem 3,3 KV i pompy, która może podnieść 43 000 litrów wody na minutę na wysokość 60 metrów. Ponadto wdrożono monitorowanie stanu, kontrolę poziomu miski olejowej i monitorowanie ciśnienia na wlocie i wylocie.
Zdjęcie 1: Stacja pomp wysokiego podnoszenia Midvaal Water. Zdjęcie 2: Kilka czujników mierzy wartości ciśnienia, temperatury i drgań.
Doświadczenie firmy ifm w zakresie monitorowania drgań: wszystko z jednego źródła
Kilka czynników skłoniło Midvaal do wyboru ifm jako partnera w zakresie automatyzacji do realizacji projektu. „Firma ifm początkowo zaprezentowała nam swoje rozwiązanie na targach i od razu nas przekonała. Inteligentne okablowanie z mniejszym zapotrzebowaniem na kable, możliwość przesyłania danych do sterownika PLC przez Ethernet i przechowywanie danych historycznych w elektronice diagnostycznej stanowiły dla nas prawdziwą wartość dodaną” – powiedział Richards. „Współpraca oznaczała również, że nie musieliśmy zatrudniać zewnętrznego eksperta od wibracji, ponieważ ifm zapewnił profesjonalne doradztwo i pełne wsparcie wdrożeniowe, np. poprzez zapewnienie, że wszystkie wartości graniczne zostały ustawione prawidłowo. Nawet dziś eksperci ifm pomagają nam swoją wieloletnią wiedzą w zakresie diagnostyki drgań, gdy potrzebujemy pomocy w analizie danych historycznych”.
Wraz z biurem inżynieryjnym Wasterspec cc i integratorami systemów z APJ Automation, eksperci ifm wdrożyli rozwiązanie do automatyzacji i monitorowania stanu. Obejmuje ono czujniki drgań VSA001, których dane są analizowane przez jednostkę diagnostyczną VSE151. W połączeniu z czujnikami temperatury dostarczają one wymaganych danych w celu zapewnienia ciągłego monitorowania stanu systemu i widoczności wymagań konserwacyjnych silnika i pompy. Ponadto czujniki ciśnienia PG2454 służą do monitorowania ciśnienia na wlocie i wylocie pompy – zarówno zdalnie, jak i na miejscu za pomocą wyświetlacza analogowego.
Czujnik ciśnienia PG2454 pokazuje aktualną wartość na łatwym do odczytania wyświetlaczu na miejscu, a także przesyła ją cyfrowo za pośrednictwem konwertera IO-Link DP2200.
Czujniki ciśnienia i temperatury są podłączone do masterów IO-Link AL1122 przy użyciu standardowej technologii złącz M12. Ten typ mastera posiada interfejs EtherNet/IP umożliwiający jednoczesny transfer danych do sterownika PLC i systemu IT. To samo dotyczy danych z czujników drgań, ponieważ jednostka diagnostyczna VSE151 również komunikuje się bezpośrednio ze sterownikiem PLC i systemem IT za pośrednictwem interfejsu EtherNet/IP.
Czas instalacji skrócony o 80 procent do jednego tygodnia
Czas instalacji czujników został znacznie skrócony dzięki IO-Link. „W przypadku technologii przewodowej czas instalacji pięciu zestawów pomp i silników wynosił pięć tygodni. Dzięki nowoczesnej strukturze okablowania, która opiera się głównie na IO-Link, wymagany czas to również jeden tydzień – ale dla wszystkich pięciu pomp” – powiedział Richards. Oprócz oszczędności czasu instalacji, stan stacji pomp można teraz monitorować zdalnie. Oprogramowanie do monitorowania stanu jest również dostarczane przez ifm. „Od czujnika, przez infrastrukturę, aż po poziom IT, ifm zapewnia zintegrowany system z jednego źródła. Oznacza to, że mamy jeden punkt kontaktowy w ifm w przypadku wszystkich pytań, które mogą się pojawić i otrzymujemy szybkie i kompetentne wsparcie przez cały czas.”
Przed zastosowaniem IO-Link potrzebne były dwie szafy z kartami analogowymi (po lewej) do rejestrowania wartości czujników. Okablowanie każdej pompy trwało tydzień. Dzięki IO-Link (po prawej) potrzeba mniej kabli i mniej miejsca. Mastery IO-Link i VSE zbierają dane z czujników i przesyłają je do sterownika PLC przez Ethernet/IP. Firma Midvaal Water była w stanie skrócić czas instalacji o 80 procent.
Wniosek
Rozwiązanie do monitorowania silnika i pompy spełnia wymagania klienta w zakresie konserwacji predykcyjnej, monitorowania stanu online, kontroli poziomu w zbiorniku i monitorowania ciśnienia na wlocie i wylocie. Ponadto czas wyszukiwania usterek został skrócony dzięki IO-Link i mniejszej liczbie zakończeń. Pomaga to osiągnąć niezawodną ochronę cennych zasobów silników i pomp. Midvaal Water Company jest słusznie bardzo dumna z tego, co osiągnęła, posiadając zakład, który jest jedną z najbardziej innowacyjnych przepompowni w RPA.
Wszystkie wartości można monitorować na wyświetlaczu na miejscu i zdalnie.
