Новости
Преимущества интеллектуального управления арматурой приводом IQ3 в условиях экстремально низких температур
Введение
Приводы Rotork IQ хорошо известны в качестве основы интеллектуального управления арматурой. В дополнение к уникальным свойствам приводов Роторк (двойное уплотнение клеммного блока, настройка без вскрытия корпуса через инфракрасный порт и по Bluetooth, регистрация данных и возможность прогнозирования технического обслуживания) последнее поколение IQ3 имеет широкий спектр диагностической информации о функционировании привода и арматуры, и возможностей связи для получения большего количества данных как на месте установки, так и в диспетчерской.
Беспроводная двухсторонняя связь с использованием непроникающего пульта настройки – самый безопасный доступ к данным управления активами в приводах Роторк.
Сертифицированная для работы при экстремально низких температурах от -61ºC конструкция IQ3 обеспечивает множество функций, которые могут быть полезны при эксплуатации в этих условиях.
На сегодняшний день в нефтегазовой промышленности ставится акцент на уменьшение численности персонала для обслуживания удалённых объектов. Зачастую на таких объектах применяют возобновляемые источники энергии. В таких условиях функциональность и энергоэффективность приводов Rotork IQ3 являются ещё более актуальными и востребованными.
Решение проблемы надёжности оборудования при использовании подогрева
Традиционно в оборудовании, используемом при низких температурах окружающей среды, установлены внутренние подогреватели для компенсации охлаждения оборудования во время простоя. Эта практика возникла, когда электрическое оборудование имело плохую герметизацию и могло быть повреждено образовавшимся конденсатом внутри корпуса. Она применяется и сегодня с оборудованием, в которое попадает влага при вскрытии корпуса для настройки выключателей и ввода в эксплуатацию на месте установки. Также возможны проблемы, связанные с надёжностью некоторых электронных компонентов при очень низких температурах. Как правило, внутренний нагреватель требует подключения электрического питания мощностью 120 Вт, постоянно подключённого к каждому приводу.
В некоторых случаях, когда применение внутреннего подогревателя невозможно, для обогрева приводов применяются термочехлы с греющим кабелем. При этом сам термочехол должен иметь соответствующую защиту от воздействия окружающей среды и иметь, в случае необходимости, соответствующую сертификацию для применения в опасных зонах. При использовании термочехла, как и в случае с внутренним нагревателем, требуется постоянная подача электрического питания мощностью от 160 Вт, предназначенного для обогрева привода.
В случае, если предприятие использует возобновляемые источники энергии - как во многих отдалённых местах – это постоянное потребление электроэнергии может быть проблемой для источника силового питания. Даже в установках, использующих сети электроснабжения без ограничения мощности, появляется возможность обеспечить экономию энергии в течение определённого периода времени.
Таким образом существуют несколько видов недостатков применения оборудования с внутренним или внешним подогревом:
- требуется постоянная подача электрического питания для обогрева привода, что приводит к повышенным расходам электроэнергии
- в случае отсутствия питания в течение продолжительного времени требуется длительное время на прогрев оборудования до его рабочей температуры
- при продолжительном отсутствии питания возможно образование конденсата на внутренних компонентах привода, что повышает риск преждевременного выхода из строя
- при использовании термочехлов требуется отдельный провод для питания термочехла и соответствующая защита термочехла от воздействия окружающей среды
В этих условиях наиболее высокую надёжность может продемонстрировать оборудование, которое исключает попадание влаги внутрь корпуса, а также имеет соответствующие рабочие характеристики для работы при экстремально низких температурах без необходимости подогрева.
Конструкция привода IQ3 обладает такими характеристиками. Это обеспечивается корпусом с двойным уплотнением в сочетании с настройкой привода и вводом его в эксплуатацию без вскрытия корпуса. Отдельно изолированный клеммный блок предоставляет возможность подключения всех требуемых на объекте кабелей без риска контакта внутренних деталей привода с окружающей средой.
Настройка выключателей и ввод в эксплуатацию выполняются пультом настройки без вскрытия корпуса привода. Это обеспечивает полную герметичность привода с момента отправки с завода и исключает проникновение влаги в корпус на месте установки. Специальное исполнение привода IQ3 для использования при экстремально низких температурах от -61ºC успешно выдержало испытания и прошло сертификацию без применения внутренних или внешних устройств обогрева. Тщательное тестирование электроники приводов и окна дисплея подтверждают надёжность работы при экстремально низких температурах, в том числе и после длительного простоя с отключённым питанием. Для повышения надёжности работы приводы оснащены автоматической системой самодиагностики и дисплеем с сигнальными индикаторами.
Эффективное управление по сети
Для традиционного подключения каждого привода требуется семь жил для управления и индикации в режиме открыть/ закрыть. Для современного уровня управления и индикации требуется семнадцать жил для подключения привода к системе управления.
В этих условиях возможность сокращения расходов на подключение реализуема применением цифровой сети управления. Уменьшение сложности подключения, снижение затрат на проектирование, монтаж, ввод в эксплуатацию, строительство эстакад под кабели и увеличение объёма передаваемых данных способствуют разработке и развитию цифровых технологий. Роторк был первым в этой области и система Роторк Pakscan является первой системой, специально разработанной для управления арматурой.
Функции управления и контроля арматуры увеличили значение передачи данных по сети в связи со значительным количеством данных, доступных к получению от приводов IQ3. Приводы расположены в важнейших областях работы предприятия, и информация, которую они предоставляют, имеет особую ценность для оценки технического состояния процесса. Таким образом, сбор и анализ всей этой информации дает существенный вклад в возможности менеджеров по управлению своими производственными активами (в данном случае – запорно-регулирующей арматурой), увеличение эффективности и снижению стоимости владения.
Полный потенциал этого большого объёма информации ограничен объёмом данных, доступных при традиционном способе подключений проводов. Это означает, что профилактическое обслуживание, включая ручную проверку устройств, по-прежнему будет требоваться постоянно. Тем не менее, развитие сетей (как проводных, так и беспроводных) в настоящее время означает, что все эти данные доступны для организации упреждающего обслуживания. Это обеспечит оптимальное использование производственных мощностей, и даст возможность выявления потенциальных угроз выхода оборудования из строя и ремонта до незапланированной аварийной остановки процесса. Технология интеллектуального привода Роторк IQ3 предоставляет полный перечень данных о работе и диагностике привода в соответствии с самыми высокими стандартами отрасли.
Окно индикации привода позволяет производить настройки рабочих параметров и отображать информацию об арматуре, приводе и процессе в режиме реального времени непосредственно на приводе. Этот дисплей может отображать текущее и историческое состояние, характеристики процесса и результат диагностики. Например, данные об изменениях рабочего крутящего момента арматуры могут быть отображены и проанализированы. Энергонезависимый журнал работы привода имеет достаточно места для хранения всей этой информации.
Эта информация полностью доступна на приводе и может быть передана на ПК с бесплатным программным обеспечением Insight 2 с помощью пульта настройки. Информация также может быть передана в полном объёме по сети Pakscan, так что оператор может выполнить проверку, не выходя из диспетчерской, экономя время и расходы, связанные с посещением большого количества арматуры, установленной на большой территории, или приводной арматуры в удалённых или опасных расположениях.
Каждая сеть Pakscan (проводная или беспроводная) управляется мастер-станцией Pakscan, которая связывает технологическую установку или объект с системой диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA) или другой управляющей системой. Информация, передаваемая по сети Pakscan, сохраняется в мастер станции в модуле LTD (долгосрочный регистратор данных). Регистрируемая в LTD информация может быть сохранена для дальнейшего использования и позволяет отследить каждую команду и обновление состояния для каждого устройства в сети Pakscan. Эта информация может быть использована как часть общей системы управления производственными активами предприятия. Кроме того, программное обеспечение Роторк Invision предназначено для работы с Pakscan и, как правило, используется в качестве местной панели управления и инструмента для диагностики и технического обслуживания.
Загрузка и анализ
Современные регистратор данных, дисплей и средства связи были внедрены в ответ на запросы конечных пользователей о необходимости получения большего объёма данных, как в поле, так и комнате управления. Стремление знать, что происходит на заводе, определило конструкцию новых каналов связи в приводе – сетевые карты имеют доступ к большему количеству информации.
Большое количество информации доступно к загрузке из регистратора данных и переносу на ПК с диагностической программой Insight2. С помощью пульта настройки по инфракрасному порту или по Bluetooth можно передать данные с десяти приводов в ПК. Данные регистратора данных можно так же передать по беспроводному протоколу Rotork Pakscan. Мастер станция Pakscan, подключённая по Ethernet позволяет, связаться из комнаты управления по локальной сети или интернету по IP адресу. В ней установлены стандартные Web-страницы, позволяющие отобразить состояние и диагностику мастер станции, полевой сети (проводной или беспроводной) и каждого привода в сети.
Существует множество разных типов арматуры, и каждая из них имеет уникальный график крутящего момента.
Диагностический экран дисплея, отображает текущий крутящий момент и положение
Например, не смазанный винтовой шток арматуры увеличивает равномерно значение крутящего момента по всему ходу арматуры. Программа Insight2 может быть использована для определения такого рода ситуаций и для планирования технического обслуживания с минимальным воздействием на производство и улучшением управлением активами.
Управление производственными активами и поддержка клиентов
Возможность объективно анализировать эту информацию и определять ключевые области, имеющие важное значение для конкретных требований каждого отдельного объекта является необходимым условием для эффективного управления производственными активами. Rotork может обеспечить эту функцию в качестве составной части своей программы поддержки клиентов, и о её ценности можно судить по данным, предоставленным клиентами, показывающим среднее сокращение проблем в арматуре и приводах на 20% , и сокращение расходов на обслуживание в первый год применения такого сервиса операторами установок на 30%.
В настоящее время эта сторона сервиса предусматривает посещение объекта для сбора данных из сети, однако, варианты дальнейшего улучшения сервиса предполагают прямую связь между Мастер-станцией Pakscan и Роторк через Интернет или облако. Это даёт возможность обеспечить прямой доступ для группы управления производственными активами ко всем регистраторам данных в режиме реального времени, улучшая способность обеспечить ответственный, эффективный и экономичный сервис. Например, прямой доступ может быть особенно полезно на ранних этапах программы поддержки для получения точной картины будущих потребностей в обслуживании и замене деталей, учитывая, что на одном объекте могут быть существенные различия между условиями работы различных приводов.
В результате программы поддержки клиентов с дистанционным доступом к приводу 24 часа 7 дней в неделю появляются многочисленные преимущества. Использование прямого доступа позволяет сразу передавать определённые сигналы и уведомления от определённых приводов напрямую команде поддержки, обеспечивая точный ответ и быстрое устранение потенциальной проблемы. Приводы, запрограммированные под заданные параметры сигнализации, будут иметь возможность общаться с командой поддержки только при необходимости, что обеспечит эффективную работу предприятия с уверенным спокойствием операторов.
Прямой доступ изо дня в день вносит существенный вклад в достижение целей наилучшего управления производственными активами. К ним относятся предотвращение непредвиденного простоя и защита инвестиций за счёт оптимизации технического обслуживания со специальной поддержкой критически важных отдельных устройств. Хорошо обслуживаемое и эффективное оборудование имеет большее значение в работе предприятия, и позволяет сотрудникам тратить меньше времени на обслуживание, максимизировать жизненные циклы оборудования, увеличивая доход от инвестиций.
Авторы:
Илья Лавров, главный инженер
Дмитрий Файншмидт, руководитель отдела поддержки продаж, «Роторк РУС», Москва
читайте также
Вебинары
Выставки
