工业实用效率

一体化:压缩空气监测是否应与控制相结合?

作者Tim Dugan，压缩工程公司p.e.

在我之前文章我讨论了压缩空气控制系统和监测系统的内部客户。manbetx客户端12-5下载他们是非常不同的人。维修是控制的客户，能源工程是监控的客户。我还讨论了在同一系统中组合监视和控制时可能出现的潜在问题。在本文中，我将更详细地介绍如何构建处理控制和监视的实用系统。

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EMCS或SCADA系统，但有一个供应商和一个可用的审计员。

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，因为此时一些新产品即将上市，但还没有经过验证。我将讨论由第三方以“供应商不可知”的方式进行的监视。

配备EMCS或SCADA系统的工厂和人员

我将以水泥厂为例，这是一个有多个压缩机房间和不同品牌压缩机的大型工厂，由不同的压缩机经销商略微支持。这增加了控制和监控问题的复杂性。它展示了控制集成商是如何进行监控的。

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。请参阅下面的系统图。该控制系manbetx客户端12-5下载统安装于2012年，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。PLC接收来自传感器(包括电机电流和压力)的模拟输入，计算功率、流量和效率(通过电流和速度计算)等实时值，并显示操作员界面功能，而不是趋势记录。工厂的HMI软件进行监控，从PLC中提取数据。总的来说，它是一个典型的大型定制集成项目，具有压缩空气专业知识。然而，监控和控制之间有一个模糊的划分。

由于工作人员和压缩机类型的变化，这样的系统的长期运行是困难的。2018年，该工厂决定用另外两个品牌的新压缩机替换四个旧压缩机。幸运的是，他们确实召回了集成器重新编程和重新调试系统，以最佳地运行新的压缩机。那时，积分器必须改变PLC中的监测计算值。由于监控功能与控制面板分离，由客户拥有，因此数据仍然可用。

不幸的是，发送到HMI系统的监控数据并不准确。新VFD压缩机功率计算不正确。此外，数据上的时间戳不正确。它似乎相差了大约60倍(分钟被记录为小时)。就我个人而言，我更希望模拟输入直接进入工厂SCADA系统，如果有透明计算的话。电站也不相信来自控制器/监控PLC的功率和流量值。

图1

图1所示。压缩空气系统集成控制和监测的简化图。点击在这里扩大。

监测/控制一体化的优势如下:

  1. 正确的事情正在被衡量。
  2. 输入有保险丝保护，所以如果它们失效了，不会对控制器造成问题。
  3. 没有本地数据库，因此控制器并没有成为一个未使用数据的“孤岛”。

监测系统的弱点如下:

  1. 这些公式对用户和能源工程师都是未知的，因此不可信。
  2. 特别是当需要一个新的输入模块时，比如远程流量计。
  3. 客户不能自己做。
  4. 德国产压缩机与主PLC之间存在网络接口问题。

改善建议如下:

  1. 电线电流变送器(CTs)和其他仅监控变送器到工厂的模拟输入模块，并直接从HMI轮询数据。需要安装一个冗余压力变送器，因为一个是用于控制的。
  2. 如果工厂的模拟输入模块在压缩机室不可用，修补原始值直接通过HMI，并在工厂的HMI做缩放和计算。
  3. 它应该知道kpi是否有偏差，并在预先确定的偏差时发出警报。

工厂没有EMCS或SCADA系统，但有供应商支持和审核员

该场景的一个示例是一家中型航空航天组件制造商。他们完全升级了他们的系统，安装了新的压缩机、存储、过滤、干燥器和主控制器。幸运的是，一个专家审计师设计了该系统，因此它有正确的配置和控制，以高效和可靠的运行，并有最佳可用的控制和监测技术，适合现场。见下图。

图2

图2:具有单独控制和监控的压缩空气系统的示意图。点击在这里扩大。

当地对设备和工程服务的支持很好，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，并在许多争吵后，使它工作。但他们肯定没有能力为客户开发一个监控系统。

在这个项目上采取的方法是协同的，将最佳可用的、适当的技术与工厂匹配，考虑到他们的基础设施和员工。项目的组成部分如下:

  1. 这遵循了2017年ABP文章中确定的设计原则，”适用于多压缩机系统的VFD压缩机尺寸”。
  2. Wet-side存储
  3. 除雾器
  4. 再生(风机吹扫)干燥机，调整为能源管理。
  5. 主控制器，基于艾伦布拉德利plc，目标序列算法。
  6. 监测系统:流量、电流、压力和露点趋势。

下一个图形显示了控制系统和监控系统。manbetx客户端12-5下载

监控系统

为长期监测而设计的监测系统对系统各方面的调试至关重要。由于它是在新设备启动之前安装的，因此可以立即获得数据。不需要安装临时数据记录器。该系统进行了以下调试和验证:

  1. 干燥器露点需求控制正常工作后，冷却清洗关闭和需求控制打开(供应商对此进行了斗争…)
  2. 在空载时，安培最初过高。
  3. 音序器适当的操作。

监控系统非常简单，他们可以通过培训来查看系统是否出了问题，并在那时联系外部资源提供帮助。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。之后，他们只需要在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。

改善建议如下:

  1. 完整的以太网连接。
  2. 培训操作工和工程人员如何使用数据收集系统。
  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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< h3 > <跨风格= "颜色:# 76143 e;“>压缩空气中的安全与质量:为什么你应该关注-网络研讨会记录

下载幻灯片并观看免费网络直播的录制来学习:

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为什么植物应该建立一个压缩空气质量规范
  • Setting a Compressed Air Monitoring Plan
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    选择ISO 8573纯度等级规范并通过取样和质量分析保持符合性
    忽略压缩空气处理会对系统造成什么影响，包括危险和费用
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    5流量和千瓦仪表安装提示-网络研讨会记录

    下载幻灯片并观看免费网络直播的录音，学习:

    • 安装流量和千瓦仪表的最新提示
    • 这些设备应该安装在工厂的什么地方，如何安装
    • 工厂需要测量数据来确定优化机会
    • 举例说明如何解释流量，压力，温度和kW的测量

    带我去参加网络研讨会

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    当电厂没有EMCS或SCADA系统时，有些电厂更喜欢简单地集成控制器和监控系统。这些类型的系统通常使用运行专有软件的嵌入式控制器，而不是PLC。这对于较小的项目来说是有好处的，因为它比带有独立监控覆盖层的定制PLC实现起来更快、更便宜。每个工厂都有不同的情况，有些对处理器的类型是矛盾的。我发现，工厂越小，工业IT系统的集成度越低，就越容易使用非plc产品。在客户更喜欢这种方法的情况下，您需要使用具有集成监视和控制的重要历史记录的系统，以及知道如何正确实现它的供应商。归根结底，人比技术更重要，可靠的控制比数据更重要。首先与了解如何实施主控制的供应商合作，然后再进行监控。在理想的情况下。

    我知道市场上有几种综合控制/监控系统。一些压缩机oem有集成监控的主控制器。而且有几个第三方控制器供应商有一个。使用原始设备制造商或第三方控制器的决定实际上取决于人。谁能最好地实现和支持它?下图是一个第三方供应商的产品(Air Leader)的示意图。市场上还有其他产品具有类似的功能，包括oem和第三方产品。在实现控制时进行监控具有很大的好处，所以当IT系统集成程度较低或没有时间或金钱来实现基于plc的系统并进行单独的监控时，请考虑这些类型的系统。

    但是，在您假定联合控制/监控专有系统最适合您之前，请考虑大型工厂所面临的集成问题。它们过去规模很小，IT技术也不发达。他们最终拥有了许多不同的控制器和数据记录系统。他们早就失去了从每个人那里获取数据所需的软件、手册和电缆，这些数据变得毫无用处。规模较小的工厂在发展和增殖“自动化孤岛”时，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现一个通用的全厂SCADA和/或EMCS系统。因此，对于还没有完整的SCADA或EMCS系统的小型工厂，我强烈建议实现一个通用的SQL数据库，对每个系统进行轮询，并对重要数据进行趋势分析。我建议在一个独立于控制器的系统上使用公共监控数据库。然后，通过基于云的集成，一些数据可以提供给远程办公室，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.

    关于“云”集成的一些评论。在我写这篇文章的时候，市场正在迅速变化。设备oem和第三方控制器供应商开始提供基于云计算的服务。然而，这并不能真正解决“数据孤岛”问题。它只是把岛屿移到云里!挑战将是数据的集成，无论是本地存储还是远程存储。考虑什么样的体系结构可以更容易地集成数据、保护数据，并让所有用户都可以轻松地使用数据。

    最后，考虑项目后端的审核员的价值。他们应该能够帮助实施监测，以便能够清楚地显示和趋势显示证明项目合理性的关键性能指标，如千瓦/100 scfm或泄漏负荷。它们还可以在测试和调试控制中增加价值，以便按照预期运行。

    Airleader示意图

    点击在这里扩大。

    建议

    1. 从有资格的压缩空气专家那里获得技术支持，以建立适当的监控。
    2. 如果不需要标准的PLC，集成的监控系统也是一个好主意，只要供应商有丰富的经验。manbetx客户端12-5下载
    3. 在这两种情况下，请使用能够将远程监控集成到产品中的供应商，并将数据提交给正确的人。
    4. 请您的审核员协助项目的监控和调试阶段。

      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:压缩空气监测是否应与控制相结合?，点击在这里．

      阅读更多空气压缩机技术的文章,请访问www.ghtac.com/technology/air-compressors．

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