Endesa – digitalizirane hidroelektrarne
Družba Endesa pelje konvencionalno hidroelektrarno v digitalno dobo
Rešitve za avtomatizacijo družbe ifm zagotavljajo večjo učinkovitost, hkrati pa tudi večjo varnost in trajnost
Špansko podjetje Endesa je eden vodilnih evropskih dobaviteljev energije in je močno zavezano obnovljivim virom za proizvodnjo energije. Da bi zagotovili zanesljivo in učinkovito delovanje obstoječih elektrarn, med katerimi so nekatere zgodovinske, tudi v prihodnosti, podjetje izvaja dosledno strategijo digitalizacije kot del preoblikovanja v industrijo 4.0. Endesa pri tem računa na strokovno znanje strokovnjaka za avtomatizacijo, podjetje ifm.
Učinkovita posodobitev zgodovinskih elektrarn
Družba Endesa prek svoje hčerinske družbe Enel Green Power España upravlja skupno 174 hidroelektrarn po vsej Španiji. Z nameščeno zmogljivostjo 5.350 megavatov ti objekti letno proizvedejo približno 9.000 gigavatnih ur električne energije. Številne hidroelektrarne so bile zgrajene v začetku 20. stoletja in so prvotno delovale izključno ročno. Zaradi napredne digitalizacije ter vse večjih zahtev po učinkovitosti, varnosti in trajnosti se je družba Endesa soočila s kompleksno nalogo nadgradnje vseh lokacij v skladu z najnovejšimi standardi.
»Naš cilj je preoblikovati konvencionalne elektrarne v najsodobnejše objekte. Z uporabo sodobne tehnologije digitalizacije pridobivamo večjo preglednost v naših obratih in lahko proaktivno ukrepamo. To povečuje splošno varnost oskrbe z energijo,« pojasnjuje Julian Alberto Alonso, vodja oddelka za vzdrževanje in tehnične storitve na področju vode pri družbi Endesa.
Stoletje hidroelektrarn – in še več
Eden od Endesinih pionirjev na področju digitalizacije je hidroelektrarna El Carpio v španski provinci Cordoba. Pri tem je povezava med tradicijo in sodobnostjo še posebej močna: ta arhitekturna in tehnična znamenitost že skoraj stoletje proizvaja zeleno energijo. Tri turbine izkoriščajo tok reke Guadalquivir za proizvodnjo električne energije. »Odločili smo se za uporabo napredne instrumentacije in avtomatizacije, da bi optimizirali delovanje te precej oddaljene elektrarne, jo učinkovito spremljali in vzdrževali. Cilj je bil čim bolj zmanjšati izpade in optimizirati cikle vzdrževanja,« pravi Antonio Roldán Reina, tehnični vodja prediktivnega vzdrževanja pri družbi Endesa.
Digitalizacija z ifm in IO-Link – iz dobrih razlogov
Da bi izpolnili ambiciozne cilje posodobitve, sta se družba Endesa in njena hčerinska družba Enel Green Power España odločili za tesno sodelovanje s strokovnjakom za avtomatizacijo, podjetjem ifm. »Za rešitev podjetja ifm smo se odločili zaradi njene zanesljivosti v ekstremnih pogojih,« nadaljuje Antonio Roldán Reina. »Naše hidroelektrarne se soočajo z visokimi temperaturami in vlažnostjo, vendar so senzorji ifm doslej delovali brezhibno. Poleg tega je družba ifm že od začetka našega sodelovanja zagotavljala zanesljivo tehnično podporo.«
Uvedba IO-Link za prenos podatkov je bila še ena ključna poteza na poti digitalizacije. Odprti industrijski komunikacijski standard IO-Link, katerega soustanovitelj je družba ifm, je že dolgo uveljavljen v industrijskem sektorju – in to z razlogom: dvosmerna komunikacija omogoča prilagodljivo konfiguracijo oddaljenega senzorja prek enote IO-Link master. Poleg tega senzorji IO-Link zagotavljajo več informacij kot običajni senzorji, na primer o stanju naprave, temperaturi senzorja ali delovnih ciklih. Prav tako zagotavljajo več procesnih vrednosti hkrati: tlačni senzorji posredujejo tudi podatke o temperaturi medija, merilniki pretoka pa zaznavajo trenutno stopnjo pretoka, temperaturo, tlak medija in skupno prostornino. To zmanjšuje potrebo po dodatnih merilnih točkah ter zmanjšuje napor, čas in stroške namestitve.
Ker se podatki prenašajo digitalno in brez motenj, sta natančnost in zanesljivost vrednosti v primerjavi z analognim prenosom boljši. Poleg tega povezava IO-Link omogoča priročen prenos shranjenih parametrov iz enote IO-Link master v nov senzor med zamenjavo enakih naprav. To zmanjšuje število človeških napak in skrajšuje čas izpada.
Zapletenost ožičenja se je zmanjšala za 30 %
Druga prednost je decentralizirano zbiranje podatkov prek terensko združljivih enot IO-Link master, ki zbirajo informacije na kraju samem in jih posredujejo v konsolidirani obliki. Rezultat je znatno zmanjšanje zapletenosti ožičenja – tako med senzorji in enoto IO-Link master v hidroelektrarni kot od nadrejene enote do krmilnika ali IT-ravni. To omogoča celovito digitalno komunikacijo od senzorja do IT-ravni v najkrajšem možnem času.
»Z IO-Link smo zmanjšali zapletenost ožičenja za približno 30 odstotkov. K temu je treba dodati še večjo zanesljivost delovanja, ki jo dosežemo s stalnim spremljanjem stanja senzorjev,« poudarja Antonio Roldán Reina. »Obsežna ponudba izdelkov IO-Link podjetja ifm nam prav tako omogoča, da vse komponente za naše rešitve avtomatizacije dobimo od enega samega dobavitelja, kar še dodatno poenostavi implementacijo.«
Slika 1: Stanje generatorjev hidroelektrarne se danes natančno spremlja s senzorsko tehnologijo.
Slika 2: Enote IO-Link master in ocenjevalne enote za senzorje vibracij zbirajo podatke in jih v konsolidirani obliki posredujejo na IT-raven.
Slika 3: Podatki iz senzorjev vibracij se analizirajo na IT-ravni. To omogoča optimizacijo postopkov vzdrževanja.
Analiza 3.000 podatkovnih točk v dejanskem času na elektrarno
»Da bi lahko natančno spremljali stanje generatorjev v posodobljenih elektrarnah, se družba Endesa zanaša na širok nabor senzorjev ifm. Merilniki tlaka, temperature in merilniki pretoka ter senzorji za analizo delcev in vlage vedno zagotavljajo pravilno in zanesljivo uporabo hladilnih maziv. Senzorji vibracij zaznajo zgodnje znake morebitnih poškodb na kritičnih točkah stroja. Predvsem slednji so zdaj temelj našega programa prediktivnega vzdrževanja,« ugotavlja Antonio Roldán Reina.
Endesa zbira približno 3.000 podatkovnih točk v dejanskem času na elektrarno v osrednjem informacijskem sistemu, kjer se informacije analizirajo z uporabo umetne inteligence. »Zdaj lahko odkrijemo grozeče poškodbe generatorja, kar nam omogoča proaktivno načrtovanje vzdrževanja, ki ga izvajamo med načrtovanimi zaustavitvami,« pojasnjuje prednosti strokovnjak za vzdrževanje družbe Endesa.
Odločilen korak k proizvodnji energije 4.0
Koristi se širijo tudi na organizacijsko raven: »V vseh naših hidroelektrarnah bomo standardno uvedli rešitve ifm. To nam omogoča optimizacijo zaloge senzorjev in znatno zmanjšanje izpadov v primeru okvar,« poroča Julian Alberto Alonso. Družba Endesa ima koristi tudi od partnerskega sodelovanja s strokovnjakom za avtomatizacijo, ki temelji na zaupanju. »Tehnologija družbe ifm nam je skupaj s trdnim sodelovanjem, ki temelji na znanju, izkušnjah in zaupanju, omogočila, da smo naredili velik korak na poti k industriji 4.0.«
Zaključek
V zadnjih treh letih je družba Endesa približno polovico svojih nameščenih zmogljivosti elektrarn opremila z rešitvami za avtomatizacijo družbe ifm. S celovito digitalizacijo Endesa spodbuja večjo učinkovitost in varnost pri trajnostni proizvodnji energije.
