工业实用效率

简介:案例控制和离心式空气压缩机管理

下午好。请给我们病例控制的历史。公司是如何以及何时开始经营的?

John Craddock于1986年在印第安纳州埃文斯维尔开始了这项业务,这是我们今天所在的地方。案例开始作为工业自动化公司,愿意自动化的几乎任何过程。事实上,当PLC在工业自动化世界中获得牵引力时,案例是该计划推出时的第一个Allen Bradley系统集成商之一。

到20世纪90年代初,我们认识到压缩空气行业对自动化控制日益增长的需求,并在1992年,我们开发了我们的第一个离心式空气压缩机控制器。不久之后,我们开发了负荷分担多离心式空压机作为一个集成系统的解决方案。从那时起,我们开始专注于空气压缩机的自动化。今天,我们提供强大的、可扩展的解决方案来控制所有品牌和型号的单独空压机,以及全系统自动化解决方案来管理空压机,最大化系统效率。

我们通过Rockwell Automation的多年前通过Rockwell Automation继续与Allen Bradley的关系继续。今天,我们是一个用于压缩空气自动化的罗克韦尔自动化OEM合作伙伴。

成为罗克韦尔自动化的合作伙伴能为客户带来什么好处?

除了压缩空气系统外,许多工厂在整个操作过程中使用罗克韦尔的艾伦-布拉德利产品进行自动化。这是我们精通这些技术的保证,这很重要,因为工厂人员都经过培训来支持它。在很多情况下,我们的系统与他们基于洛克威尔/艾伦-布拉德利的监督系统紧密相连。

如果空压机控制系统出现故障,这也是一个优势,因为部件唾手可得。我们可以快速解决问题,从而提高正常运行时间。此外,我们能够提供可扩展的解决方案,与其他罗克维尔解决方案集成到今天和未来作为工厂网络的一部分。

如何在管理方面结构的案例控件?

如今,卢和戴文共同管理着公司的日常事务。我们共有13名员工,包括5名全职工程师,还有德文和卢。我们的工程团队是独一无二的,他们不仅是PLC/HMI编程专家,而且对离心式空气压缩机、旋转螺杆和往复式机组也很了解。这是在全系统压缩空气自动化之外的。

卢纽约

德文·沙利文
Lou York,Director,Devin Sullivan,工程副总裁,案例控制(左右)。

请告诉我们案例控制的控制技术。

我首先要说的是,我们都知道,一个公司的压缩空气需求概况永远不会与它的供应侧能力完美匹配。此外,没有一种万能的方法来管理多台离心式空气压缩机,以实现节能和提高压缩空气系统的可靠性。

了解到这一点,我们开发了我们的旗舰产品AirMaster™,这是一个开放的平台和高度可配置的主控制器,用于有效管理离心式空气压缩机的负载分担,以及其他类型的空气压缩机。

但是,主控制方案需要与本地控制器集成的需要。因此,我们还提供与主控制器无缝工作的本地控制器。这些包括我们的Airlogix®用于离心式空气压缩机和AirStarPD用于旋转螺杆和往复式压缩机。我们还提供控制器管理任何类型的压缩空气系统干燥机和多个集箱。控制器建立在基于Allen-Bradley的开放平台上。

我们还提供远程监控和现场服务,以帮助工厂优化他们的压缩空气系统,并保持他们的机器运行。

例图1

在一个AirMaster™主控制器的主屏幕的顶部显示的是三个离心式空气压缩机和两个旋转螺杆机组的性能数据依次运行。屏幕底部显示了干燥器的状态、压力和露点水平,以及用于压缩空气系统冷却回路的水泵。点击这里扩大。

为什么离心式空气压缩机的综合控制是一种优势?

通常设置多台离心式空压机只是为了简单地对空气需求做出反应,这就要求系统不仅要满足新的需求,还要弥补主集箱耗尽的空气。这通常会导致过多的供气,导致绕过空气进入大气。其结果是能源的浪费。

无油空气压缩机的选择和选型-网络研讨会记录

下载幻灯片和观看免费网络广播的录音来了解:

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带我去网络研讨会

离心式空压机的高效运行不能仅靠调整压力设定点来实现。当压力上升到给定的设定点以上时,进口阀将调整到关闭位置。顺便说一下,当压力超过设定值时,旁通阀会打开。

要实现离心式空压机的真正潜力,重要的是要适当地协调机器的运行。因此,我们经常使用前馈、预测控制策略来更好地控制每台机器,并使整个压缩空气供应系统与需求相匹配,而不是让机组对需求做出反应。

我们的目标是对离心式空气压缩机进行优化,以确保它们尽可能高效地工作,这意味着我们采用了一些方法来减少或消除排气,降低系统压力,并防止机组不必要地空载运行。

你们的控制技术如何最小化/消除离心式空气压缩机不必要的吹气?

它以每个离心式空气压缩机的动态节气门限制(DTL)开始,这是一种控制算法,设计用于自动调节空气密度和排出压力。

我们这样做是因为很多离心式空气压缩机都是根据环境温度最高时的最坏情况设置的。如果同一台机器使用的是一个固定的油门限制,它将不会调整为更冷、更密集的环境空气和更大的气流质量,从而导致空气压缩机进入喘振状态,需要排气。

然而,DTL的使用充分利用了空压机进口节流能力,并在较冷的进口条件下有效地提高了节流率,在较热的条件下减少了节流率。此外,在整个动态进口条件下,DTL提供了优越的保护,防止空气压缩机喘振。

然后我们将把每台机器上的本地控制器连接到主控制器上,这样空气压缩机就会朝着一个共同的设定点一起工作,而不是为了让空气进入头部而互相追逐或争斗。通过严密的空压机集成,充分利用每台单独空压机的进口节流能力,尽量减少或消除通过排气阀旁通的空气。

图2

Airlogix本地控制器的主屏幕显示DTL最小限制,该DTL最小限制基于进入空气压缩机及其排出压力的空气密度自动计算和调整。仪表中的绿色区域表示基于这些条件操作的机器的节气门范围。它还显示临界变量,例如振动和系统压力。

请描述一下你所说的集成空气压缩机是什么意思

一般来说,当压力上升,空压机需要减容时,机组调节一台空压机的进气阀关闭,以减少进入系统的流量。当节流机关闭进口阀门到一个最小点,它通常会开始排气。然后,AirMaster将调整第二台空气压缩机上的进气阀,而不是让第一台空气压缩机排气。第二个空压机则成为节气门机,并在多个机组上重复此过程。

只要对空气的需求摆动在系统总节流能力范围内,就不需要吹出空气。如果需求不在节流能力范围内,在给定的时间内只有一台空压机将旁路。在此期间,剩余的空压机保持DTL提供的功率降低。压缩机的空载和停机时间取决于现场具体的运行条件。我们的主控制器还可以将固定速度和变速驱动旋转螺杆空气压缩机和往复式机械集成为一个自动化压缩空气系统。说到底,它是关于消除系统低效和浪费昂贵的空气。

另一种节约空气和能源费用的方法是通过降低系统压力。Case Control的技术是如何实现这一点的?

您越是能够控制头部的压力并降低压力变化,机会越多,可以降低压缩空气系统的头部压力设定点。

我们利用主控制器自动调节离心式空气压缩机的进气阀,以匹配系统压力,从而使集箱压力控制更加严密。这与许多其他情况的不同,一个标准定序器调整本地控制器的设定值基于上升和下降的压力,这导致了很多系统可变性。

在能源成本方面,我们用电机电流而不是气流来衡量,因为许多工厂没有气流计。电机电流与流经机器的气流量成正比。在离心式空气压缩机上,随着对压力的需求增加,对气流的需求也在增加,以使其不处于喘振状态。当我们严密控制集箱并降低空压机的排气压力时,这就转化为更少的能源消耗,否则将用于防止机器出现喘振。

防止离心式空气压缩机卸载的策略是什么?

许多公司的离心式空气压缩机都是空载运行的,以防需要空气来满足需求的激增。当需要空气时,空压机将由空载状态变为满载状态。这是一种尝试,以减少启动和停止大马力发动机,并提供空气更快。然而,这不是一个好的做法,因为它消耗30%到40%的机器电力时,空载运行。当空载运行时,所有消耗的能量都被浪费了。我们已经看到离心式空气压缩机在空载状态下连续运行数小时,甚至数天,浪费了数千美元。

我们使用自动化来避免使用一个空气压缩机,长时间完全卸载。相反,系统将根据其他机器的输出卸载,停止,停止,停止和启动一个空气压缩机,而不是将多个空气压缩机绕过空气。结果,我们能够减少负载/卸载循环的数量,并最大限度地减少所消耗的电力量。这也稳定了系统压力。

Airlogix控制器

图示为离心空气压缩机上的AirLogix控制器。这台机器是与AirMaster主控制器联网的三个单元之一。

跟我们说说远程监控。为什么终端用户有兴趣让外部公司监控他们的系统?

显然,离心式空气压缩机是高度复杂的机器,具有很多需要注意的移动部件。当我们实际使用拨号调制解调器提供远程服务和支持时,我们必须对几十年前认识到这几十年前。

对远程监测的兴趣只是因为工业物业互联网(IIOT)继续重塑行业。今天,我们通过VPN提供24小时远程支持服务,或其他模拟或蜂窝调制解调器连接。客户通常会根据工厂安全策略推动我们提供的服务类型。

在某些情况下,工厂将主动评估其压缩空气系统的健康。为此,我们将审查几个月的历史数据,包括警报事件,跳闸设定点,关闭和装卸频率,以命名为几个。我们将为每个空气压缩机提供详细的报告,以及系统的整体健康,以及提供评论,以便他们可以做出关于预测性维护的明智决策。

许多工厂指望我们帮助排除问题,如进口/旁通阀校准问题,止回阀,肮脏的进口过滤器,内/后冷却器性能,压缩机喘振诊断。例如,我们的本地控制器发现进气阀超出校准或根本不起作用是很常见的,这可能会导致一系列问题。在这种情况下,我们将远程诊断问题并提供解决问题的建议。我们还可以远程控制机器,做需要做的事情,比如触摸进气阀/旁通阀来诊断问题。

在其他情况下,我们将监控压缩空气系统和微调事物,以优化系统,从而恢复确保空气压缩机的入口阀正常工作以确保适当的负载共享和节能。

自拨号调制解调器日以来,很多很大。对压缩空气系统控制有何看法是什么样的?

对我们来说,一个很大的领域是帮助企业层面的决策者更好地了解他们的压缩空气系统,以及他们可以在效率和成本节约方面实现什么。

曾几何时,公司层面的人不知道他们有一个压缩空气系统,但这正在改变。在这方面,我们还有很长的路要走,但我们与相当多的公司合作,他们欣赏我们可以做的事情,这就是为什么我们继续建立在这种模式上。

展望未来,我们将继续强调压缩空气系统指标的可视化。可视化使决策者能够快速、轻松地看到他们的压缩空气系统正在发生什么。这对于系统在过去一个月或一年中所消耗的电量和所花费的成本尤为重要,更不用说维护费用了。

例如,我们将基于13个月的系统历史建立一个耗电量基线。然后,我们的软件用红绿条形图显示信息,以显示系统在能源消耗方面的位置。如果数据在绿色区域,说明一切正常。如果是红色,这是一个评估和做出改变的机会。

我们还兴奋地将不仅仅是压缩空气系统的控制,还兴奋,而且还有冷却塔和真空系统等其他公用事业。我们现在正在与一些公司合作,将所有公司带到一个平台上,以更好地管理它。我们肯定认为是一个增长领域。

感谢您的见解,案例控制。

如需更多信息,请联系Lou York,电子邮件:lou.york@casecontrols.com;电话:812-422-2422,或来访www.casecontrols.com

所有照片由病例控制提供。

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