Viedās motoru vadības sistēmas: kā tās uzlabo energoefektivitāti, motora veselību un paredzamo apkopi

Motors var darboties uzticami un joprojām tērē enerģiju. Tas var darboties pilnā ātrumā, ja procesam nepieciešama tikai daļēja izvade, tas var palikt ieslēgts dīkstāves periodos vai laika gaitā patērēt vairāk enerģijas mehānisku vai procesa problēmu dēļ. Tajā pašā laikā daudzas iekārtas apkopo strāvas, sprieguma, kļūdu un darbības laika datus, nepārvēršot šo informāciju par noderīgu apkopes vai kontroles lēmumu.

Tā ir viedo motoru vadības sistēmu patiesā vērtība. "Gudrs" pats par sevi netaupa enerģiju. Ietaupījumi un uzticamības uzlabojumi rodas, mērot motora un procesa darbību, pieņemot pareizo vadības lēmumu un vajadzības gadījumā mainot darbības uzvedību.

Šajā rokasgrāmatā galvenā uzmanība ir pievērsta šai praktiskajai ķēdei: motora dati, diagnostika, kontroles darbība, enerģijas vai uzticamības rezultāts un visbeidzot ieguldījumu atdeve.

Ko patiesībā nozīmē “viedā motora vadība”?

Viedā motora vadība ir labāk saprotama kā iespēju grupa, nevis kā viena universāla produktu kategorija. Atkarībā no lietojumprogrammas sistēma var izmantot viedo mīksto starteri, amainīgas frekvences piedziņa (VFD), inteliģenta motora vadības ierīce vai to kombinācija ar PLC un HMI.

Viedais mīkstais starteris galvenokārt pārvalda iedarbināšanu un apturēšanu. Tas var samazināt palaišanas strāvu un mehānisko triecienu, un daudziem modeļiem ir pievienota pārslodzes aizsardzība, diagnostika, notikumu informācija un sakari. Tomēr, kad motors sasniedz darba ātrumu, motors parasti darbojas ar līnijas frekvenci. Samazināta palaišanas strāva nav automātiski jāuzskata par ikgadēju ekspluatācijas enerģijas ietaupījumu.

VFD kontrolē izejas frekvenci un spriegumu, lai tas varētu regulēt motora ātrumu normālas darbības laikā. Šī ir būtiskā atšķirībaenerģijas lietojumi. Ja sūknim, ventilatoram, konveijeram vai procesam visu laiku nav nepieciešama pilna jauda, ​​VFD var mainīt motora darbības punktu, lai tas atbilstu faktiskajam pieprasījumam.

Viedā motora pārvaldības ierīce var mazāk koncentrēties uz ātrumu, bet vairāk uz aizsardzību, strāvas un siltuma datiem, darba stundām, kļūdu vēsturi un tīkla redzamību. Piemēram, fiksēta -ātruma konveijeram labāka informācija par pārslodzi un defektiem var būt vērtīgāka nekā mainīgs ātrums.

Terminoloģija var būt mulsinoša, jo ražotāji ne vienmēr izmanto "viedā motora kontrolieri" vienādi. Atlasiet pēc funkcijas, nevis pēc vārda "gudrs". Ja jums ir nepieciešams dziļāks ierīču salīdzinājums, skatiet mūsuViedais motora kontrolieris salīdzinājumā ar tradicionālo starteri: atšķirības, lietojumprogrammas un atlases rokasgrāmata.

No kurienes patiesībā rodas motora enerģijas atkritumi

Pirms kontroliera izvēles noskaidrojiet, kur tiek tērēta enerģija.

Darbojas ātrāk, nekā prasa process

Mainīga{0}}pieprasījuma sūkņi un ventilatori ir izplatīti piemēri. Motors var darboties ar pilnu ātrumu, kamēr vārsts vai slāpētājs ierobežo jaudu. Process saņem mazāku plūsmu, bet motors joprojām darbojas ar tādu pašu ātrumu. Ja process pieļauj mainīgu-ātruma regulēšanu, motora ātruma maiņa var būt efektīvāka, nekā radīt pārmērīgu jaudu un pēc tam to ierobežot.

Lielgabarīta vai nepietiekami noslogoti motori

Datu plāksnītes jauda norāda motora nominālu, nevis faktisko slodzi katrā darba stundā. Motors, kas lielāko dzīves daļu pavada viegli noslogots, var būt pelnījis rūpīgāku pārskatīšanu. Strāva, jauda, ​​ražošanas ātrums un slodzes profils ir jānovērtē kopā, pirms izlemjat, vai izmēru maiņa vai vadības izmaiņas ir pamatotas.

Nevajadzīgi darba laiki

Ne katram ietaupījumam ir nepieciešams VFD. Tukšgaitas konveijers, rezerves sūknis vai ventilācijas ventilators var vienkārši darboties ilgāk nekā nepieciešams. PLC plānošana, atļaujas, bloķēšanas un pieprasījuma loģika var novērst nevajadzīgu izpildlaiku. Dažās ražotnēs labākā enerģijas kontroles darbība ir vienkārši apturēt iekārtas, kad procesam tas nav vajadzīgs.

Mehāniskas vai procesa problēmas

Gultņu berze, bloķēšana, novirze vai procesa pretestības palielināšanās var palielināt motora strāvu vai jaudu tai pašai ražošanas jaudai. Augstāks rādījums neliecina par konkrētu mehānisku bojājumu, bet atkārtojama tendence salīdzināmos darbības apstākļos ir iemesls izmeklējumam.

Kuras viedo motoru funkcijas tieši ietaupa enerģiju?

Viena no svarīgākajām atšķirībām ir starp funkciju, kas maina enerģijas patēriņu, un funkciju, kas sniedz tikai informāciju.

Tiešās enerģijas{0}}taupīšanas funkcijas maina iekārtas darbību. Piemēri: mainīga -ātruma kontrole, uz pieprasījumu- balstīta vadība, automātiskā plānošana un slēgta-cilpas spiediena, plūsmas vai temperatūras kontrole.

Apsveriet sūkni ar kontrolētu spiedienu{0}}. Sensors mēra spiedienu, PLC salīdzina to ar nepieciešamo uzdoto vērtību, un VFD maina motora ātrumu. Tāpēc mazāks pieprasījums var radīt mazāku ātrumu, nevis nepārtrauktu pilna ātruma darbību. Ietaupījums rodas, mainot darbības nosacījumus, nevis pievienojot tīkla savienojumu vai displeju.

Netiešās funkcijas ietver pašreizējās uzraudzību, slodzes uzraudzību, kļūdu vēsturi, veiktspējas tendences un stāvokļa uzraudzību. Šīs funkcijas var atklāt problēmu, taču kādam vai kaut kam ir jārīkojas, pamatojoties uz informāciju. Ja pārraudzība atklāj nevajadzīgu izpildes laiku un tiek mainīta vadības loģika, var ietaupīt enerģiju. Ja tiek apkopoti un ignorēti tie paši dati, patēriņš nemainās.

Citas funkcijas ir iespējojošas funkcijas. Sakari, LCD, attālā programmaparatūras pārvaldība un mākoņa savienojums var atvieglot sistēmas integrēšanu vai uzturēšanu, taču tie paši par sevi nav enerģijas taupīšanas mehānismi.

Šī atšķirība arī novērš nereālas enerģijas prasības. Rezultāts ir atkarīgs no slodzes veida, esošās vadības metodes, darba stundām un faktiskā procesa pieprasījuma.

Kā viedā motora vadība uzlabo motora veselību

Tie paši dati, ko izmanto enerģijas analīzei, var arī palīdzēt apkopes komandām izprast motora stāvokli.

Pašreizējās un slodzes tendences var atklāt ilgstošu pārslodzi vai mehāniskā pieprasījuma izmaiņas. Sprieguma uzraudzība var noteikt zemspriegumu, pārspriegumu, fāzes nelīdzsvarotību vai fāzes zudumu. Siltuma informācija var parādīt, vai motors uzkrāj pārmērīgu termisko spriegumu, taču temperatūra vienmēr jāinterpretē kopā ar slodzi, apkārtējiem apstākļiem un dzesēšanu.

Kļūdu vēsture ir īpaši noderīga, ja tas pats brauciens atkārtojas līdzīgos apstākļos. Viens pārslodzes brauciens var būt atsevišķs notikums. Atkārtoti pārslodzes gadījumi augsta ražošanas apjoma laikā var norādīt uz izmēru, procesa vai mehānisku problēmu, kas ir pelnījusi pamatcēloņa izmeklēšanu.

Darba stundas, iedarbināšana, apstāšanās un darba cikls arī uzlabo apkopes plānošanu. Tie palīdz komandām pāriet no kalendārā{1}}tikai apkopes intervāliem uz apkopi, pamatojoties uz faktisko aprīkojuma izmantošanu.

No motora datiem līdz paredzamajai apkopei

Datu vākšana nav paredzama apkope. Praktiskā darbplūsma ir: apkopot, noteikt bāzes līniju, noteikt novirzes, noteikt prioritātes un rīkoties.

Sāciet ar datiem, kas var pamatot lēmumu. Noderīgas ievades var ietvert strāvu, spriegumu, jaudu, temperatūru, slodzi, darba stundas, iedarbināšanu un apturēšanu, kā arī brauciena vēsturi. Vairāk datu automātiski nav labāks, ja neviens nezina, kāds lēmums tam būtu jāatbalsta.

Pēc tam izveidojiet normālu bāzes līniju. 30 A rādījums automātiski nav veselīgs vai neveselīgs. Tas ir jāsalīdzina ar motora parasto diapazonu pie līdzīgas slodzes, ātruma un ražošanas apstākļiem. Pilnībā piekrauta konveijera salīdzināšana ar tukšgaitas konveijeru var radīt viltus trauksmes pat tad, ja abi rādījumi ir tehniski pareizi.

Pēc tam meklējiet divu veidu izmaiņas: pēkšņas novirzes un pakāpeniskas tendences. Pēkšņs strāvas pieaugums var attaisnot tūlītēju pārbaudi. Pakāpeniska paaugstināšana nedēļu laikā līdzīgos ražošanas apstākļos var būt noderīgāka, plānojot apkopi pirms brauciena.

Visbeidzot, pārvērsiet trauksmes signālus darbībās. Katram svarīgam trauksmes signālam ir jābūt nopietnībai, īpašniekam, noteiktai pārbaudei un slēgšanas nosacījumiem. Vairāk trauksmes signālu nerada labāku apkopi. Darbināmas trauksmes to dara.

Kā VFD, PLC un HMI darbojas kopā

Noderīga viedā motora vadības arhitektūra atdala vadību, lēmumu pieņemšanu un redzamību.

TheVFDir motora vadības slānis. Tā saņem komandas un kontrolē ātrumu vai griezes momentu, vienlaikus nodrošinot darbības un kļūdu datus.

ThePLCir lēmumu slānis. Tas nolasa procesa ievades, salīdzina tās ar iestatītajām vērtībām, izpilda bloķēšanu un secības, pēc tam nosūta komandas piedziņas vai motora kontrollerim.

TheHMIvai SCADA sistēmair redzamības slānis. Tas sniedz operatoriem piekļuvi statusam, tendencēm, trauksmēm, uzdotajiem punktiem un kļūdu vēsturei.

Rūpnieciskie tīkli, piemēram, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP un PROFIBUS, ļauj komandām, statusam un diagnostikai pārvietoties starp šīm ierīcēm. Protokola izvēlei ir nozīme, jo tehniski piemērots diskdzinis joprojām var būt slikti modernizēts, ja tas neatbilst instalētajam PLC, tīklam, sakaru modulim vai nepieciešamajiem datu punktiem.

Produktu izvēlei šī sadaļa ir dabiska vieta, kur lasītājus savienot ar CHENTUOVFD, PLC, unHMIkategorijām. Mērķis nav izvēlēties trīs produktus neatkarīgi. Tas apstiprina, ka ierīces var darboties kā viena vadības sistēma.

Kur viedā motora vadība nodrošina vislielāko vērtību

Iekārtas nosaukums vien nenosaka, vai ir vērts veikt jaunināšanu. Darbības profilam ir lielāka nozīme.

Sūkņi:Mainīgas -plūsmas vai spiediena-vadāmas sistēmas ir ļoti piemērotas VFD kontrolei, ja darbības laikā mainās pieprasījums. Pastāvīgas -plūsmas sūknim, kam ir tikai palaišanas problēma, tā vietā var būt nepieciešams mīkstais starteris.

Ventilatori un HVAC:Kad gaisa plūsma vai spiediens mainās atkarībā no temperatūras, noslogojuma vai procesa pieprasījuma, ātruma kontrole var sniegt lielāku vērtību nekā pilna ātruma darbība ar slāpētāja ierobežojumu.

Konveijeri:Enerģija var nebūt galvenais ieguvums. Kontrolētam paātrinājumam, mainīgam ražošanas ātrumam, iestrēgumu noteikšanai, pārslodzes uzraudzībai un secībai var būt lielāka nozīme.

Kompresori:Novērtējiet spiediena pieprasījumu, iekraušanas un izkraušanas uzvedību, minimālos darbības ierobežojumus un specifisko kompresora konstrukciju, pirms lietojat mainīgu{0}}ātruma kontroli.

Maisītāji un apstrādes iekārtas:Receptes, griezes momenta un ātruma prasības var attaisnot regulējamu vadību, ja dažādiem produktiem vai procesa posmiem ir nepieciešami atšķirīgi darbības apstākļi.

Tāpēc pareizais jautājums nav "Vai šī iekārta izmanto motoru?" Tas ir "Kas mainās normālas darbības laikā, un kuram vadības mainīgajam vajadzētu reaģēt?"

Kā aprēķināt, vai jauninājums ir tā vērts

Sāciet ar izmērītu bāzes līniju. Reģistrējiet motora nominālu, vidējo izmērīto jaudu, darba stundas, slodzes profilu, elektroenerģijas ātrumu, apkopes vēsturi un attiecīgo dīkstāves laiku. Neuzskatiet datu plāksnītes kW kā faktisko darba jaudu.

Vienkāršu ikgadējo enerģijas aprēķinu var sākt ar:

Ikgadējais enerģijas izmaksu ietaupījums=(esošā vidējā ieejas jauda — jauna vidējā ievades jauda) × gada darbības stundas × elektroenerģijas likme

Jebkurš piemērs ir uzskatāms par ilustratīvu, jo faktiskie rezultāti ir atkarīgi no lietojuma.

Pēc tam uzmanīgi pievienojiet citas priekšrocības. Apkopes ietaupījumi un izvairīties no dīkstāves var būt svarīgi, taču tos ir grūtāk pārbaudīt nekā elektroenerģijas izmaksas. Izmantojiet konservatīvus pieņēmumus, nevis piešķiriet katrai iespējamai nākotnes neveiksmei naudas ietaupījumu.

Sākotnējam finanšu ekrānam:

Vienkārša atmaksa=Projekta pieauguma izmaksas ÷ Verificēts gada ieguvums

Projekta papildu izmaksās jāiekļauj vairāk nekā kontroliera izmaksām. Apsveriet paneļa izmaiņas, aizsardzību, inženieriju, programmēšanu, sakaru aparatūru, nodošanu ekspluatācijā un visas dzesēšanas vai uzstādīšanas izmaiņas.

Bieži sastopamās ROI kļūdas ietver nereāla slodzes profila izmantošanu, pieņemot, ka motora nominālā jauda ir vienāda ar faktisko jaudu, minimālā procesa ātruma ignorēšana un pieņemšana, ka katra VFD lietojumprogramma ietaupa tādu pašu procentuālo daļu.

Modernizācijas kontrolsaraksts pirms jaunināšanas

Pirms viedās motora vadības sistēmas izvēles savāciet pietiekami daudz informācijas, lai aprakstītu lietojumu, nevis tikai motoru.

Motora dati:datu plāksnītes fotoattēls, spriegums, pilnas{0}}slodzes strāva, kW vai ZS, frekvence, apgr./min, noslodze un motora tips.

Ielādēt datus:sūknis, ventilators, konveijers, kompresors, maisītājs vai cita veida mašīna, kā arī palaišanas griezes moments, nepieciešamais apgriezienu diapazons, slodzes svārstības, palaišana stundā un darba stundas.

Elektriskā sistēma:barošanas spriegums un frekvence, augšpuses aizsardzība, zemējums, paneļa telpa, ventilācija, apkārtējās vides apstākļi un korpusa prasības.

Automatizācijas sistēma:PLC zīmols un modelis, HMI vai SCADA, pieejamais I/O, esošais sakaru protokols un tīkla arhitektūra.

Dati un piekļuve:nepieciešamie diagnostikas punkti, attālās piekļuves noteikumi, lietotāja atļaujas, programmaparatūras politika, dublēšanas prasības un datu īpašumtiesības.

Skaidrs datu plāksnītes fotoattēls un precīzs apraksts par to, ko slodze dara parastas maiņas laikā, parasti ir noderīgāks nekā ziņojums, kurā teikts tikai "30 kW motors".

Kad viedā motora vadība var nebūt ieguldījumu vērta

Vairāk inteliģences automātiski nav labāks inženierijas lēmums.

Jauninājumam var būt ierobežota vērtība, ja motoram ir maz darba stundu, slodze ir patiesi fiksēta, esošais starteris jau nodrošina atbilstošu aizsardzību un nav noderīgu ātruma vai procesa izmaiņu. Var būt arī grūti pamatot, kad paneļa un integrācijas izmaiņas ir dārgas vai kad iekārta apkopos jaunus datus, bet neplāno tos izmantot.

Vispirms novērtējiet problēmu. Ja prasība ir tikai uzticams fiksēts -startēšanas un apturēšanas ātrums, vienkāršāks risinājums var palikt pareizais.

Galīgais lēmums: sāciet ar motora problēmu, nevis produktu

Izmantojiet četras darbības:

• Definējiet problēmu:enerģija, palaišana, uzticamība, uzraudzība vai procesa kontrole.
• Izmēriet esošo uzvedību:izmantot darbības datus, nevis pieņēmumus.
• Izvēlieties nepieciešamo spēju:starteris, viedais mīkstais starteris, VFD, motora vadība vai PLC/HMI integrācija.
• Pārbaudiet rezultātu:salīdzināt reālos enerģijas, procesu un apkopes datus pēc izmaiņām.

Ja novērtējat modernizāciju vai jaunu motora vadības lietojumprogrammu,CHENTUOvar palīdzēt sašaurināt produktu klasi un automatizācijas konfigurāciju. Sāciet ar motora datu plāksnīti, slodzes veidu, darba stundām, nepieciešamo ātruma diapazonu, strāvas regulatoru vai VFD modeli, PLC zīmolu, sakaru prasībām un daudzumu.

FAQ

 

 

Vai viedie motoru kontrolieri patiešām ietaupa enerģiju?

Daži to dara tieši, bet citi atbalsta tikai enerģijas optimizāciju. VFD var tieši samazināt patēriņu, mainot motora ātrumu, samazinot procesa pieprasījumu. Uzraudzība, kļūdu reģistrēšana un komunikācija ir netieši rīki, jo ietaupījumi notiek tikai pēc tam, kad dati noved pie darbības izmaiņām.

Vai viedais motora kontrolieris ir tas pats, kas VFD?

Nē. "Viedā motora kontrolieris" var attiekties uz dažāda veida viedajām motora vadības ierīcēm. VFD īpaši kontrolē izejas frekvenci un spriegumu nepārtrauktai ātruma kontrolei. Lai iegūtu detalizētu salīdzinājumu, skatiet mūsuViedais motora kontrolieris pret tradicionālo startericeļvedis.

Kuras motora lietojumprogrammas visvairāk gūst labumu no mainīgas{0}}ātruma kontroles?

Lietojumprogrammas ar būtiskām pieprasījuma svārstībām ir labākais sākumpunkts, jo īpaši mainīgas -plūsmas sūkņi, ventilatori, HVAC sistēmas un procesi, kuros mainās ražošanas ātrums. Fiksētas-ātruma slodzes bez lietderīgām izmaiņām var iegūt maz no ātruma kontroles.

Kādi motora parametri jāuzrauga paredzamajai apkopei?

Parastie parametri ietver strāvu, spriegumu, jaudu, termisko statusu, darbības laiku, iedarbināšanu un apturēšanu un izslēgšanas vēsturi. Visnoderīgākais parametrs ir tāds, ko var salīdzināt ar parasto darbības bāzes līniju un saistīt ar apkopes darbību.

Vai esošu motoru sistēmu var aprīkot ar viedajām vadības ierīcēm?

Bieži jā, bet tas nav tikai kontroliera nomaiņa. Pirms aparatūras izvēles pārbaudiet motora datus, slodzes uzvedību, padevi, aizsardzību, paneļa telpu, dzesēšanu, PLC un HMI integrāciju, sakaru protokolus un nodošanas ekspluatācijā prasības.

Kāda informācija man jāsniedz, izvēloties VFD vai motora kontrolieri?

Norādiet motora datu plāksnītes fotoattēlu, spriegumu, pilnas-slodzes strāvu, kW vai HP, slodzes veidu, darba stundas, nepieciešamo ātruma diapazonu, esošo kontrolleri vai VFD modeli, PLC/HMI zīmolu, sakaru protokolu, daudzumu un galamērķi. Tas sniedz piegādātājam pietiekami daudz konteksta, lai sāktu jēgpilnu atlasi, nevis minētu tikai motora jaudu.

Bezmaksas konsultācija