EN
Πώς ο Συμπιεστής Αέρα PMSM Ικανοποιεί τις Απαιτήσεις Μεταβλητού Όγκου Αέρα σε Συστήματα Γραμμής Παραγωγής Εργοστασίων Πολλαπλών Μονάδων
Σε ένα εργοστάσιο με πολλαπλές μονάδες, η ζήτηση συμπιεσμένου αέρα σπάνια παραμένει σταθερή. Οι μηχανές συσκευασίας λειτουργούν κυκλικά, τα σταθερά συναρμολόγησης ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται, οι σταθμοί αποστράγγισης ανοίγουν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και μια απλή αλλαγή βάρδιας μπορεί να τροποποιήσει το προφίλ φόρτισης εντός λίγων λεπτών. Ένας Αερόσυμπιεστής PMSM μπορεί να βοηθήσει ένα εργοστάσιο να ακολουθήσει αυτήν την μεταβαλλόμενη ζήτηση, όταν συνδυάζεται με ένα στοιχείο συμπιεστή κατάλληλου μεγέθους, κινητήρα μεταβλητής συχνότητας (VFD), χωρητικότητα δεξαμενής αέρα και συντονισμένη λογική ελέγχου. Το σημαντικό δεν είναι απλώς να εγκατασταθεί ένας ταχύτερος κινητήρας· είναι να καταστεί το σύνολο του συστήματος συμπιεσμένου αέρα ικανό να ανταποκρίνεται προβλέψιμα.
Από την άποψη της τεχνικής πώλησης, το πρώτο ερώτημα δεν είναι «Ποια ισχύς κινητήρα χρειάζεστε;». Είναι «Ποια σταθερότητα ροής αέρα και πίεσης απαιτείται για κάθε κατάσταση παραγωγής;». Ένας Αερόσυμπιεστής PMSM είναι πιο χρήσιμο όταν καθορίζεται από μετρηθέντα σημεία λειτουργίας, αντί για μία μόνο εκτίμηση μέγιστης παροχής.
Γιατί οι γραμμές πολλαπλών μονάδων δημιουργούν δύσκολο προφίλ ζήτησης αέρα
Πολλαπλές μονάδες παραγωγής συνδεδεμένες σε ένα κοινό αγωγό δημιουργούν τόσο αργές αλλαγές ζήτησης όσο και γρήγορες διαταραχές. Μία γραμμή μπορεί να απαιτεί σταθερή πίεση στον κοινό αγωγό για τους ενεργοποιητές, αλλά ο συνολικός όγκος αέρα της μπορεί να μεταβάλλεται από μία χαμηλή βασική φόρτιση σε μία σύντομη κορυφή όταν πολλαπλοί σταθμοί ενεργοποιούνται ταυτόχρονα. Οι συμπιεστές σταθερής ταχύτητας αντιδρούν συνήθως μέσω κύκλων φόρτισης/εκφόρτισης, ρύθμισης της εισόδου ή ελέγχου απόρριψης. Αυτές οι μέθοδοι μπορεί να διατηρούν την πίεση, αλλά μπορούν να σπαταλούν εισερχόμενη ισχύ κατά τη διάρκεια μακρών περιόδων μερικής φόρτισης.
Ένα Αερόσυμπιεστής PMSM ο κινητήρας με μεταβλητή συχνότητα (VFD) επιτρέπει τη ρύθμιση της ταχύτητας του συμπιεστή, ώστε η παρεχόμενη παροχή να ακολουθεί το τμήμα της ζήτησης που απομένει. Πιο ακριβώς, αυτό είναι εφικτό εντός του εγκεκριμένου εύρους ταχυτήτων του συμπιεστή και εντός των ορίων θερμοκρασίας, ηλεκτρικής ισχύος, καθώς και των ορίων αντιστροφής ροής (surge) ή ελάχιστης ροής της ολοκληρωμένης μηχανής. Η θεώρηση της ονομαστικής ισχύος του κινητήρα ως σταθερής τιμής είναι κατάλληλη για προκαταρκτικό σχεδιασμό· όμως, όταν ληφθούν υπόψη η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η εξαερισμός και ο κύκλος λειτουργίας, το πραγματικό διαθέσιμο εύρος συνεχούς λειτουργίας μπορεί να μεταβληθεί σημαντικά.
Ξεκινήστε με έναν χάρτη ζήτησης, όχι με την πινακίδα ονομαστικών τιμών του κινητήρα
Πριν επιλέξετε ένα Αερόσυμπιεστής PMSM , καταγράψτε τουλάχιστον μία εκπροσωπητική εβδομάδα παραγωγής. Καταγράψτε την πίεση στην κεφαλή, τη συνολική παροχή, την κατανάλωση kW του συμπιεστή, την κατάσταση της μηχανής, τη βάρδια και τις σημαντικότερες αλλαγές παρτίδας σε κοινό χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια, προσδιορίστε τέσσερις τιμές: την ελάχιστη σταθερή ζήτηση, την κανονική λειτουργική ζήτηση, την επαναλαμβανόμενη σύντομη αιχμή ζήτησης και τη μεγαλύτερη περίοδο χαμηλής ζήτησης. Σημειώστε επίσης εάν οι πτώσεις πίεσης οφείλονται σε έλλειψη προσφοράς, ανεπαρκή αποθήκευση, κακή τοποθέτηση ρυθμιστή ή γεγονός στον απορροφητικό κλάδο που καταναλώνει αέρα υπερβολικά γρήγορα.
Αυτός ο χάρτης διαχωρίζει έναν συμπιεστή βασικής φόρτισης από έναν συμπιεστή ρύθμισης. Σε πολλές διατάξεις με πολλαπλές μονάδες, η πιο πρακτική διαμόρφωση είναι μία ή περισσότερες αποδοτικές μηχανές σταθερής χωρητικότητας για τη βασική φόρτιση, συν Αερόσυμπιεστής PMSM ως μηχανή ρύθμισης. Η μηχανή ρύθμισης απορροφά τις συνηθισμένες μεταβολές, ενώ οι μηχανές βασικής φόρτισης λειτουργούν κοντά στο αποδοτικό τους εύρος. Γενικά, αυτό είναι ευκολότερο να ελεγχθεί από το να ζητείται από κάθε συμπιεστή να ακολουθεί ανεξάρτητα το ίδιο σήμα πίεσης.
Ταιριάξτε τον έλεγχο της παροχής με τον έλεγχο της πίεσης
Η μεταβλητή ροή αέρα δεν σημαίνει ότι κάθε διακύμανση πίεσης πρέπει να προκαλεί αμέσως αλλαγή στην ταχύτητα. Ορίστε μια ρεαλιστική ζώνη πίεσης στον κεφαλικό αγωγό, και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε τα όρια κλίμακας του μετατροπέα συχνότητας (VFD), τη ζώνη αδράνειας (deadband) και την αποθήκευση στον δεξαμενή για να αποτρέψετε την αστάθεια ελέγχου (hunting). Ένα Αερόσυμπιεστής PMSM πρέπει να λαμβάνει αναφορά ταχύτητας που αντικατοπτρίζει ένα φιλτραρισμένο σήμα ζήτησης του συστήματος, όχι ηλεκτρικό θόρυβο ή μια παροδική διαταραχή σε μία ομάδα ενεργοποιητών.
Ίσως σκέφτεστε ότι μια πολύ στενή ζώνη πίεσης προσφέρει αναγκαστικά ισχυρότερη προστασία της παραγωγής. Το πρόβλημα είναι ότι ένας υπερβολικά επιθετικός βρόχος ελέγχου μπορεί να κάνει το Αερόσυμπιεστής PMSM να επιταχύνει και να επιβραδύνει επανειλημμένα, αυξάνοντας τη θερμότητα και μειώνοντας τη σταθερότητα του ελέγχου. Μια ελαφρώς ευρύτερη, αλλά επαληθευμένη ζώνη πίεσης, επαρκής όγκος δεξαμενής και ρύθμιση στο σημείο χρήσης προστατεύουν συχνά τον εξοπλισμό διαδικασίας αποτελεσματικότερα.
Χρησιμοποιήστε τη δεξαμενή αέρα ως συστατικό στοιχείο ελέγχου
Η χωρητικότητα της δεξαμενής δεν είναι απλώς μια γραμμή στον κατάλογο μεγεθών δεξαμενής. Παρέχει αποθηκευμένο αέρα για σύντομο χρονικό διάστημα, ενώ η Αερόσυμπιεστής PMSM αλλάζει την ταχύτητα και μειώνει την πιθανότητα να προκαλέσουν ταυτόχρονες κινήσεις κυλίνδρων μια πτώση στην πίεση της κεφαλής. Τοποθετήστε αισθητήρες εκεί όπου αντικατοπτρίζουν την πίεση που βλέπουν πραγματικά οι κρίσιμοι χρήστες, και ελέγξτε την πτώση πίεσης σε αφυγραντήρες, φίλτρα, διακλαδώσεις σωληνώσεων και βαλβίδες απομόνωσης. Ένας ελεγκτής δεν μπορεί να αντισταθμίσει καθαρά μια σοβαρά περιορισμένη διαδρομή διανομής.
Συντονίστε πολλαπλούς συμπιεστές αντί να δημιουργείτε συγκρούσεις ελέγχου.
Για ένα πολυμονάδικο σύστημα, αναθέστε σαφείς ρόλους. Οι βασικές μηχανές πρέπει να ξεκινούν και να σταματούν σύμφωνα με καθορισμένα κατώφλια σταθερής ζήτησης. Ο Αερόσυμπιεστής PMSM πρέπει συνήθως να ρυθμίζει την ταχύτητα εντός ενός καθορισμένου εύρους ταχυτήτων. Ένας κύριος ελεγκτής ή ένας κατάλληλα διαμορφωμένος ελεγκτής εγκατάστασης πρέπει να αποφασίζει ποια μηχανή έχει προτεραιότητα, να επιβάλλει ελάχιστους χρόνους λειτουργίας και αναστολής, να περιστρέφει την κύρια ευθύνη όπου είναι κατάλληλο και να αποτρέπει περισσότερους από έναν συμπιεστές από το να προσπαθούν να ρυθμίσουν την ίδια μικρή αλλαγή φορτίου.
Η έρευνα για τη βελτιστοποίηση του βιομηχανικού συμπιεσμένου αέρα έχει καταγράψει σημαντική βελτίωση σε μελετηθέν σύστημα όταν ο ελεγκτής κύριου ελέγχου διατάσσει τους συμπιεστές για να αποφευχθεί υπερβολικός χρόνος ανενεργού λειτουργίας. Αυτό δεν εγγυάται το ίδιο αποτέλεσμα σε κάθε εργοστάσιο, αλλά υποστηρίζει μια πρακτική αρχή: αξιολογήστε τη σειρά λειτουργίας, όχι μόνο την ετικέτα απόδοσης απόδοσης ενός μεμονωμένου συμπιεστή. Αερόσυμπιεστής PMSM .
Καθορίστε τον κινητήρα και τον μετατροπέα σύμφωνα με τις πραγματικές συνθήκες του εργοστασίου.
AΣύγχρονου Κινητήρα Μονίμων Μαγνητών (PMSM) μπορεί να προσφέρει υψηλή απόδοση και ελεγξιμότητα σε εφαρμογές μεταβλητής ταχύτητας, αλλά η ενσωμάτωσή του απαιτεί ακόμα μηχανικούς ελέγχους. Επιβεβαιώστε ότι το σύστημα μόνωσης του VFD και του κινητήρα είναι συμβατό, ότι η διάταξη καλωδίων και γείωσης ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του προμηθευτή του μετατροπέα, ότι η θήκη και η μέθοδος ψύξης είναι κατάλληλες για το δωμάτιο συμπιεστών και ότι οι λειτουργίες προστασίας καλύπτουν υπερφόρτωση, υπερθέρμανση, απώλεια φάσης, βραχυκύκλωμα προς γη, και απώλεια επικοινωνίας.
Για το Αερόσυμπιεστής PMSM ελέγξτε το επιτρεπόμενο εύρος ταχυτήτων, τις περιοχές σταθερής ροπής και σταθερής ισχύος, τη διάταξη των κουζινέτων, την ψύξη σε χαμηλή ταχύτητα και τη συμπεριφορά επανεκκίνησης μετά από διακοπή τάσης. Μην υποθέτετε ότι ένας συμπαγής κινητήρας εξαλείφει την ανάγκη διαχείρισης θερμότητας. Σε ένα ζεστό δωμάτιο συμπιεστών, η θερμοκρασία του εισερχόμενου αέρα και η εξαερισμός του περιβλήματος μπορούν να επηρεάσουν τόσο την απόδοση του συμπιεστή όσο και τη μείωση ισχύος του μετατροπέα.
Εκτελέστε εκκίνηση βάσει των λειτουργικών καταστάσεων, όχι μόνο με δοκιμή χωρίς φορτίο
Εκτελέστε εκκίνηση ενός Αερόσυμπιεστής PMSM κατά τις πραγματικές καταστάσεις που πρέπει να καλύψει: προθέρμανση, κανονική παραγωγή, συγχρονισμένα γεγονότα υψηλής ζήτησης, διαλείμματα, επανεκκίνηση γραμμής και παράδοση της βασικής λειτουργίας του συμπιεστή. Καταγράψτε την παροχή, την πίεση, τα kW, την ταχύτητα, τη θερμοκρασία και το ιστορικό συναγερμών. Δοκιμάστε τι συμβαίνει όταν αποτύχει ένας αισθητήρας ή χάνεται μια σύνδεση επικοινωνίας· η λειτουργία αντιστάθμισης πρέπει να προστατεύει την παραγωγή, αντί να αφήνει τη μηχανή να ταλαντώνεται.
Εδώ είναι που η συνολική δαπάνη κατά τη διάρκεια της ζωής του συστήματος γίνεται πιο σαφής. Η τιμή αγοράς έχει σημασία, αλλά ο χρόνος αδράνειας, η αστάθεια της πίεσης, οι περιττές ενεργοποιήσεις και η απώλεια ενέργειας κατά τη λειτουργία χωρίς φορτίο μπορούν να κοστίσουν περισσότερο κατά τη διάρκεια ζωής του συστήματος. Η διαχείριση της ενέργειας κατά το πρότυπο ISO 50001 προσφέρει μια χρήσιμη πειθαρχία: καθορίστε μια βασική γραμμή, μετρήστε την απόδοση, αντιδράστε στα αποτελέσματα και επαληθεύστε το αποτέλεσμα μετά από κάθε αλλαγή ελέγχου.
Ένας Πρακτικός Κατάλογος Επιλογής
- Μετρήστε την απαίτηση συμπιεσμένου αέρα σε κατάσταση βάσης, κανονική, αιχμής και περατωτική πριν από τον καθορισμό των διαστάσεων του Αερόσυμπιεστής PMSM .
- Καθορίστε εάν η μηχανή είναι συμπιεστής εξομάλυνσης, συμπιεστής βάσης ή μονάδα αναμονής.
- Επαληθεύστε το εύρος ταχυτήτων του μετατροπέα συχνότητας (VFD), την ψύξη, την προστασία, τον σχεδιασμό των καλωδίων και τα όρια του συμπιεστή.
- Ορίστε τις ζώνες πίεσης, τους ρυθμούς αύξησης και τη χωρητικότητα του δεξαμενού σε συνδυασμό, αντί να τα ρυθμίζετε ξεχωριστά.
- Χρησιμοποιήστε συντονισμένη σειρά ενεργοποίησης ώστε ο Αερόσυμπιεστής PMSM να μην ανταγωνίζεται άλλους συμπιεστές.
- Πραγματοποιήστε την παράδοση σε πραγματικές καταστάσεις παραγωγής και συγκρίνετε την κατανάλωση kW και τη σταθερότητα της πίεσης με τη μετρηθείσα βασική γραμμή.
Συμπέρασμα
Ένα Αερόσυμπιεστής PMSM είναι πιθανότερο να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις μεταβλητής ροής αέρα όταν αποτελεί μέρος ενός μετρήσιμου, συντονισμένου συστήματος. Ο κινητήρας και ο μετατροπέας συχνότητας (VFD) παρέχουν ελεγχόμενη ταχύτητα· ο δέκτης, η κεφαλή, οι αισθητήρες και η κύρια λογική μετατρέπουν αυτή τη δυνατότητα σε σταθερή παροχή αέρα. Για μια γραμμή παραγωγής με πολλαπλές μονάδες, αυτή η προσέγγιση μπορεί να βελτιώσει την ανθεκτικότητα της διαδικασίας και να δημιουργήσει μια στέρεα βάση για βελτιστοποίηση της ενέργειας, χωρίς να προβαίνει σε αιτιολογημένες υποσχέσεις για εξοικονόμηση ενέργειας που εξαρτώνται από συγκεκριμένο τοποθεσία.
