工业实用效率

集成:是否应将压缩空气监测与控制相结合?

在我以前的那样文章,我讨论了将成为压缩空气控制系统和监控系统内部客户的人。他们是非常不同的人。维修是控制的客户,而能源工程是监控的客户。我还讨论了在同一个系统中结合监控和控制可能出现的潜在问题。在本文中,我将更加详细地介绍如何构建同时处理控制和监视的实际系统。

由于人员和基础设施是稀缺资源,我将围绕以下场景组织本文:

  1. 工厂有一个EMCS或SCADA系统和一个人看它。
  2. 工厂没有EMC或SCADA,系统,但有一个带有可用审计员的供应商。

在本文中,我将不讨论特定于oem的方法或新兴的基于云的数据记录器。以后的文章将讨论这些问题,因为现在市场上出现了一些尚未被证实的新产品。我将讨论由第三方以一种“与供应商无关”的方式进行的监视。

植物与EMCS或SCADA系统和人员来看

我将在水泥厂使用一个带有多个压缩机房和不同品牌压缩机的大型工厂的示例项目,并通过不同的压缩机经销商略微支持。这增加了对控制和监控问题的复杂性。它显示了控制Integrator如何尝试进行监控。

一个专业的压缩空气集成商在管理控制两个压缩机房间的6台压缩机方面做得很好,并在控制器中嵌入了一些监控功能。参见下面的系统图。该控制系统于2012年安装,基于Allen Bradley control Logix PLC,这是一种健壮、强大、行业标准的控制器,带有触摸屏显示器。PLC接收来自传感器的模拟输入,包括电机电流和压力,计算出功率、流量和效率(从安培和速度计算)等实时值,并显示操作界面功能,而不是趋势记录。工厂的人机界面软件进行监控,从PLC中提取数据。总的来说,它就像一个典型的大型定制集成项目,拥有压缩空气的专业知识。然而,监控和控制之间有一个模糊的划分。

像这样的系统的长期运行很困难,压缩机的变化和压缩机的类型。2018年,该工厂决定用两个新的一款旧式压缩机替换四个旧压缩机,从另一个品牌中替换了两个新的压缩机。幸运的是,他们确实将Integrator致电重新编程并重新推荐系统以最佳地操作新的压缩机。此时,积分器必须更改PLC中的监视计算值。由于监控功能与控制面板分开,并由客户拥有,因此数据仍然可用。

不幸的是,发送到HMI系统的监视数据不准确。新VFD压缩机上未正确计算电源。此外,数据上的时间戳不正确。它似乎截止了约60倍(分钟被记录为小时)。就个人而言,我将首选直接进入植物SCADA系统的模拟输入,如果有的话,透明计算。该工厂也不信任来自控制器/监控PLC的电源和流量值。

图1

图1.具有集成控制和监控的压缩空气系统简化图。点击在这里扩大。

监测/控制集成的优势如下:

  1. 正在衡量正确的东西。
  2. 输入有保险丝保护,所以如果控制器故障也不会引起问题。
  3. 没有本地数据库,因此控制器未结束未使用的数据的“岛”。

监测系统的缺点如下:

  1. 这些公式对用户和能源工程师未知,因此不值得信任。
  2. 特别是如果需要一个新的输入模块,比如远程流量计。
  3. 顾客自己不能做。
  4. 德制压缩机和主控PLC之间存在网络接口问题。

改进建议如下:

  1. 电线电流发射器(CTS)和其他仅监控的变送器到工厂的模拟输入模块,并直接从HMI轮询数据。需要安装冗余压力变送器,因为一个用于控制。
  2. 如果压缩机室内没有工厂模拟输入模块,可以将原始值直接连接到HMI,并在工厂HMI上进行缩放和计算。
  3. 它应该知道kpi是否已经漂移,并在预定的偏差发出警报。

工厂没有EMCS或SCADA系统,但有供应商支持和审核员

这个场景的一个例子是中型航空部件制造商。他们完全升级了他们的系统,安装了新的压缩机,存储,过滤,干燥机和主控。幸运的是,一个专业的审计人员设计了这个系统,因此它有正确的配置和控制,以高效和可靠的运行,和最好的可用技术的控制和监测,这是适合的现场。见下图。

图2

图2:压缩空气系统的图,具有单独的控制和监控。点击在这里扩大。

当地的支持对设备和工程服务很好,但客户没有足够大的设施管理人员来处理数据收集方面,也没有人员来分析数据。当地的设备供应商能够提供一个基本的主控制器,并在很多争吵后,使它工作。但他们肯定没有能力为客户开发一个监控系统。

考虑到其基础设施和工作人员,对该项目采取的方法是协同作用,将最佳可用的适当技术与工厂相匹配。该项目的要素如下:

  1. 这遵循了2017年ABP文章中确定的设计原则。分级VFD压缩机的多压缩机系统”。
  2. 湿侧储存
  3. 雾消除器
  4. 再生(鼓风机吹扫)烘干机,用于能源管理。
  5. 主控制器,基于Allen Bradley plc,目标测序算法。
  6. 监控系统:流量、电流、压力、露点趋势。

下一幅图是控制系统和监控系统。

监视系统

监测系统是为长期监测而设计的,对于系统的各个方面的调试是必不可少的。由于它是在新设备启动之前安装的,所以数据立即可用。临时数据记录器不需要安装。该系统进行了如下调试和验证:

  1. 干燥器露点需求控制工作正常,冷却清除关闭后,需求控制打开(供应商反对这个…)
  2. 当卸载时,放大器最初太高。
  3. 音序器适当的操作。

监视系统非常简单,他们可以通过训练来查看系统是否失调,并可以联系外部资源在那个时候提供帮助。目前,客户还没有运行从压缩机室到工厂以太网集线器的以太网。在此之后,他们只需在web浏览器上点击监控系统的固定IP地址,就可以看到所有的监控数据和kpi。他们还可以下载数据。

改进建议如下:

  1. 完整的以太网连接。
  2. 使用数据收集系统的火车操作员和工程。
  3. 当未来的升级可用时,通过蜂窝调制解调器将监控系统数据连接到基于云的服务器。

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下载幻灯片并观看免费网络广播的录制学习:

    工厂为什么要建立压缩空气质量规范
    的空气质量差
    设置压缩空气监测计划
  • 选择ISO 8573纯度类规范,通过采样和质量分析保持符合性
  • 什么忽略压缩空气处理可以做一个系统,包括危险和费用
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    5个安装提示,用于流动和千米米 - 网络研讨会录制

    下载幻灯片并观看免费网络广播的录制学习:

    • 安装流量表和千瓦表的最新提示
    • 这些装置应该安装在工厂的什么地方,如何安装
    • 测量数据工厂需要识别优化机会
    • 如何解释流量,压力,温度和kW测量的例子

    带我去参加网络研讨会

    当植物没有EMC或SCADA系统时,一些更喜欢具有控制器和监控系统的简单性。这些类型的系统通常使用嵌入式控制器运行专有软件,而不是PLC。这对于一个较小的项目具有优势,因为它比定制PLC具有单独的监控叠加更快和更便宜。每个植物都有不同的情况,有些植物对处理器的类型矛盾。我发现植物越小越小,工业IT系统的整合越少,使用非PLC产品越容易。在客户更喜欢这种方法的情况下,您需要使用具有重要历史的系统集成监控和控制,并且了解如何正确实现它的供应商。在一天结束时,人们比技术更重要,可靠的控制比数据更重要。与供应商合作,了解如何首先实施主控件,并监控第二个。理想情况下都是。

    我知道市场上的几个综合控制/监测系统。一些压缩机OEM具有集成监控的主控制器。并且有几个有一个有的第三方控制器供应商。使用OEM或第三方控制员的决定真的归结为人们。谁能实现和支持它最好?一个第三方供应商的产品(空中领导者)如下所示。市场上有其他产品具有相似的功能,包括OEM提供的和第三方产品。在控制控制时进行监控具有很大的好处,因此当IT系统不太积分或没有时间或金钱来实现基于PLC的系统时,请考虑这些类型的系统。

    但是在你认为一个联合控制/监控专有系统最适合你之前,想想大型工厂面临的集成问题。他们过去规模小,IT技术不发达。他们最终拥有了许多不同的控制器和数据记录系统。他们早就失去了获取数据所需的软件、手册和电缆,这些数据变得毫无用处。随着“自动化孤岛”的不断扩大,规模较小的工厂最终也可能面临同样的困境。随着时间的推移,数据集成将是必要的。最终,许多“较小”的工厂将投入资金,并实施一个通用的、全厂范围的SCADA和/或EMCS系统。因此,对于那些还没有完整的SCADA或EMCS系统的小型电厂,我强烈建议实现一个通用的SQL数据库来轮询这些系统和重要数据的趋势。我建议将公共监控数据库放在与控制器分离的系统上。然后,一些数据可以通过基于云的集成提供给远程办公室,甚至一些外部服务。 And it can be ported-over to the new common SCADA or EMCS system once it is implemented.

    一对夫妇评论“云”集成。随着我写这篇文章,市场正在迅速变化。设备OEM和第三方控制器供应商正在开始提供基于云的服务。但是,这真的没有解决“数据群岛”问题。它只是将岛屿移动到云端!挑战将是数据的集成,无论是本地还是远程存储。考虑哪种架构使其最容易集成数据,保护它,并使其可轻松使用。

    最后,考虑项目后端的审核员的价值。它们应该能够帮助实施监控,以便清楚地显示出证明该项目合理的关键性能指标,如kW/100 scfm或泄漏负荷。它们还可以增加测试和调试控制的价值,以便它们按预期操作。

    Airleader示意图

    点击在这里扩大。

    建议

    1. 从一个合格的压缩空气专家那里获得技术支持,以正确地设置监控。
    2. 如果不需要标准的PLC,集成监控系统是个好主意,只要供应它的公司有丰富的经验。
    3. 无论哪种情况,都应该使用能够将远程监控集成到产品中的供应商,并将这些数据提供给合适的人。
    4. 请您的审核员协助项目的监控和调试阶段。

      欲了解更多信息,请联系压缩工程公司总裁Tim Dugan,电话:(503)520-0700,电子邮件:tim.dugan@comp-eng.com.或者访问http://compression-engineering.com/

      要阅读本文的第一部分,可靠性:压缩空气监测应该与控制相结合吗?,点击在这里

      阅读更多空压机技术的文章,请访问www.aperbestpractics.com/technology/air-crespressors.