CVA – Hidrocentrale digitalizate
Compania energetică CVA se bazează pe soluțiile de monitorizare a stării marca ifm
Compania energetică Compagnia Valdostana delle Acque (CVA), cu sediul în Valea Aosta din Italia, produce energie electrică folosind surse regenerabile, în special prin valorificarea puterii apei. Energia este generată, în principal, în cele 32 de hidrocentrale din zonă, cu o capacitate totală de peste 900 MW, la care se vor adăuga peste 800 MW proveniți din energie eoliană și fotovoltaică până în 2027. Pentru a asigura funcționarea fiabilă a tuturor centralelor electrice controlate de la distanță, compania apelează la senzori și software de la specialistul în automatizare ifm.
Încă de la înființarea sa, în 2001, CVA a generat în medie aproximativ trei miliarde de kilowați oră de energie electrică pe an. Hidrocentrala cu cea mai mare producție anuală este centrala Valpelline, care a fost construită în anii 1950 și este alimentată de rezervorul Place Moulin. Un baraj înalt de 155 de metri delimitează lacul, a cărui capacitate utilizabilă este de 93 de milioane de metri cubi de apă. Datorită diferenței de altitudine de 1.000 de metri dintre baraj și centrala electrică, apa ajunge la turbine prin conductă la o presiune de 100 de bari.
Rețea sistemică
Energia hidroelectrică astfel generată este suficientă pentru a acționa două turbine de 65 de megawați care produc anual până la 330 de gigawați oră. Aceste date de performanță fac ca centrala electrică Valpelline să fie importantă nu doar pentru aprovizionarea cu energie a populației din Valea Aosta, ci și pentru planurile energetice strategice ale Italiei: datorită faptului că poate fi pusă în funcțiune în cazul unei pene de curent, aceasta este una dintre centralele electrice care ar contribui la restabilirea rețelei italiene de 220 kilovolți într-un astfel de scenariu.
Nicio eventuală defecțiune nu trebuie să treacă neobservată
Cu atât mai mult, inginerii CVA trebuie să asigure în permanență funcționalitatea acestei centrale și a altor centrale electrice CVA, după cum subliniază Antonino Sannolo, inginerul responsabil al Diviziei de inginerie electromecanică din cadrul Departamentului Operațiuni. „Printre altele, departamentul nostru este responsabil de întreținerea a aproximativ 70 de generatoare de energie hidroelectrică. Pentru a putea planifica cu precizie lucrările de întreținere, trebuie să fim în permanență informați despre starea centralelor. În acest scop, efectuăm teste nedistructive asupra principalelor componente mecanice, precum și inspecții termice, controale de protecție electrică, verificări electrice ale generatoarelor și teste de vibrații pe suporturile turbinelor. Orice defecțiune în curs de dezvoltare care nu este detectată ar putea duce la defectarea echipamentului și, prin urmare, la pierderi financiare.”
Monitorizarea stării prin retehnologizare: numeroși senzori de pe turbine și generatoare de energie electrică înregistrează comportamentul vibrațiilor componentelor rotative, precum și temperatura, presiunea și fluxul lichidelor de răcire.
Standardizarea sistemelor de control și de monitorizare
Principala provocare a acestor teste constă în amplasarea geografică a hidrocentralelor, care acoperă întreaga Valea Aosta – o suprafață de aproximativ 3.200 de kilometri pătrați.
„Mai mult, generatoarele nu sunt întotdeauna ușor accesibile, iar o parte dintre ele au fost construite în peșteri din munți”, explică Sannolo. „Cu ajutorul unor companii precum ifm, ne aflăm acum în curs de digitalizare a tuturor centralelor noastre, pentru a reduce efortul de monitorizare și nevoia de inspecții la fața locului.”
În acest sens, sistemele de control și de monitorizare existente ale celor 22 de hidrocentrale hidroelectrice din Valea Aosta urmează să fie modernizate în mod standardizat și să devină disponibile la nivel central la nivel IT. Pentru atingerea acestui obiectiv, centrala electrică Valpelline a fost deja echipată cu senzori de vibrații de la ifm, pentru a urmări în permanență cerințele de întreținere a turbinelor și a generatoarelor de energie electrică. De asemenea, senzori suplimentari monitorizează presiunea și temperatura lichidului de răcire.
Circuitul de răcire și de alimentarea cu apă sunt, de asemenea, monitorizate
În plus, CVA utilizează deja soluții de digitalizare de ultimă generație în mai multe dintre uzinele sale. De exemplu, la uzina Covalou, multe date importante ale instalației sunt înregistrate de senzorii ifm și transmise la nivel IT pentru a asigura funcționarea centralei hidroelectrice de 41 de megawați construită în 1926. Pe lângă temperatură și presiune, aici se monitorizează și debitul lichidului de răcire. În combinație cu datele provenite de la senzorii de vibrații, se poate obține astfel o imagine de ansamblu precisă a stării de funcționare a centralei.
Platforma IIoT: analiză centralizată a datelor și alarme
CVA se bazează, de asemenea, pe sisteme de ultimă generație la nivel informatic. Un exemplu în acest sens îl reprezintă moneo, platforma IIoT a ifm. Aceasta nu doar permite configurarea centralizată a setărilor infrastructurilor IO-Link și utilizarea datelor transmise de senzori pentru optimizarea procesului, ci moneo RTM evaluează, de asemenea, datele provenite de la senzorii de vibrații și alertează operatorul instalației dacă sunt depășite pragurile prestabilite.
„Cu ajutorul moneo, putem colecta o gamă variată de date care le permite tehnicienilor noștri să analizeze toate tendințele în materie de vibrații în timp real”, explică Sannolo. „În ultimii ani, am dezvoltat o nouă metodă de analiză care constă, în esență, în reducerea la minimum a verificărilor de stare la fața locului, apelând la acestea doar atunci când sistemele de testare online indică o defecțiune.”
Imaginea 1 + 2: Cu ajutorul moneo, tehnicienii de întreținere de la CVA analizează în detaliu datele de la fiecare hidrocentrală.
Imaginea 3: Datele de la toate sistemele electronice de diagnosticare ifm sunt colectate la nivel central, la nivel IT, unde sunt analizate cu ajutorul moneo, platforma IIoT a ifm.
Obiectivul pe termen lung: întreținerea predictivă
Integrarea tuturor acestor date într-un sistem centralizat le permite tehnicienilor și inginerilor CVA să urmărească și să compare mai ușor toate informațiile, în orice moment. „Transferăm toate aceste informații primite de la senzori într-o bază de date. Pe termen lung, dorim să instituim o adevărată mentenanță predictivă. Credem că punctul de pornire pentru acest obiectiv ambițios este implementarea unei bune analize a vibrațiilor.”
Cu ajutorul moneo|Industrial AI Assistant, ifm oferă deja posibilitatea de a utiliza inteligența artificială pentru a monitoriza foarte precis starea de funcționare a instalațiilor și de a reacționa chiar mai devreme la daune iminente. Pentru a face acest lucru, instrumentele utilizează date anterioare pentru a învăța starea normală a instalațiilor. Bazându-se pe aceste cunoștințe, SmartLimitWatcher poate monitoriza cu precizie comportamentul dinamic al oscilațiilor, în timp ce PatternMonitor examinează valorile individuale ale datelor relevante - cum ar fi temperatura, presiunea sau debitul - pentru a detecta tendințe de creștere sau scădere, volatilitate în creștere sau modificări majore.
Senzori fiabili chiar și în condiții dificile
„Per total, suntem foarte mulțumiți de produsele de la ifm. În timpul testelor și în timpul punerii în funcțiune, am realizat că acestea sunt potrivite pentru utilizarea în medii industriale precum al nostru”, rezumă Manuel Bonjean, persoana de contact pentru automatizarea centralei hidroelectrice a CVA.
„Senzorii funcționează perfect în mediile umede, precum cele întâlnite în hidrocentralele noastre, dar și la temperaturile foarte scăzute întâlnite adesea în iernile alpine. Soluțiile oferite de ifm ne permit să ne monitorizăm din ce în ce mai bine sistemele. În plus, am reușit, de asemenea, să standardizăm tehnologia senzorilor utilizată în toate hidrocentralele noastre, ceea ce a redus semnificativ numărul și variația pieselor de schimb din stoc. Acest lucru reduce cheltuielile și face ca planificarea întreținerii să fie mult mai ușoară pentru departamentul nostru de întreținere.” Antonino Sannolo mai adaugă: „La început am cumpărat doar componente de la ifm. Ulterior, când ne-am dat seama că putem obține de la ei și un sistem la cheie, precum și expertiza pentru analiza vibrațiilor bazată pe IT, am decis să lucrăm și mai îndeaproape cu ifm și să realizăm împreună instalarea și punerea în funcțiune la fața locului. Faptul că ne putem baza în continuare pe expertiza și sprijinul lor chiar și după ce toate sistemele au fost implementate, este cu siguranță un lucru pe care nu orice furnizor de sisteme îl poate oferi în această formă.”
O parte dintre hidrocentralele CVA au aproape 100 de ani vechime, altele sunt dificil de accesat și toate sunt răspândite în toată Valea Aosta.
Concluzie
Cu ajutorul unor soluții de digitalizare eficiente și integrate, ifm sprijină compania energetică CVA în operarea instalațiilor necesare pentru a aproviziona populația și companiile din Valea Aosta cu energie electrică produsă în mod sustenabil – în mod sigur și continuu.
