A energia hidrelétrica é a fonte de energia renovável mais utilizada e desempenha um papel importante na geração de eletricidade em algumas regiões. Yokogawa fornece produtos e soluções de controle e instrumentação para usinas hidrelétricas em todo o mundo.
Desafios
Desafio do cliente
Uma usina hidrelétrica é composta por vários equipamentos, como turbinas hidráulicas, reguladores, bombas, unidades de pressão de óleo e sistemas de resfriamento. Inspeções regulares são essenciais para a manutenção desses equipamentos. Nos últimos anos, o número de itens de inspeção aumentou significativamente, pois agora também é recomendável verificar itens que não costumavam ser verificados, como o status operacional das instalações auxiliares. Além disso, a entrada manual de dados envolve o risco de erros de entrada no livro-razão.
Embora os clientes realizem manutenção preventiva por meio de manutenção regular, mudanças inesperadas nas condições podem levar a falhas nos equipamentos. As contramedidas para falhas inesperadas são essenciais para evitar um desligamento não planejado da usina de energia e aumentar a eficiência da manutenção.
Por outro lado, embora os equipamentos críticos já sejam monitorados on-line, é difícil modificar o sistema de monitoramento existente para incorporar itens adicionais. Portanto, os clientes querem um sistema que possa coletar os dados necessários com facilidade, sem precisar modificar muito o sistema de operação e monitoramento existente.
Nossa solução
Yokogawa oferece as seguintes soluções para ajudar a realizar uma operação eficiente da usina hidrelétrica.
Coleta de dados adequada durante a operação
- Confiabilidade comprovada e superior Estabilidade de longa duração:
A detecção adequada é a base de uma operação estável. A alta confiabilidade e o Estabilidade de longa duração dos instrumentos de campo da Yokogawa, como transmissores de pressão e medidores de vazão, são comprovados por um longo histórico. - Meios de medição simplificados:
Yokogawa Sushi Sensor é uma solução de sensor de IIoT para manutenção de ativos. Ele realiza comunicação sem fio de longa distância sem a necessidade de projetar uma rede. A solução sem fio Sushi Sensor permite que os dados de condição necessários sejam coletados com eficiência de equipamentos dispersos para manutenção de equipamentos. - Fontes flexíveis de entrada de dados, fácil engenharia da tela de monitoramento:
O sistema modular GM10 Aquisição de dados da Yokogawa é compatível com entradas universais, permitindo a coleta de dados por meio de vários sinais padrão do setor de uma variedade de dispositivos e fabricantes. O GM10 também suporta entradas de dados de comunicação, como Modbus/TCP e Modbus/RTU, e permite que os dados de vários equipamentos existentes sejam consolidados e supervisionados na sala de monitoramento.
Graças à conectividade sem fio ISA100, o GM10 minimiza o custo de fiação. Por exemplo, o módulo multifuncional sem fio de campo FN510 suporta entradas analógicas de 4 a 20 mA, permitindo que os valores medidos sejam recuperados de equipamentos existentes em uma área remota. Como o sistema host ISA100 suporta o protocolo Modbus, é fácil consolidar dados remotos no GM10. Enquanto isso, o software de registro de dados GA10 facilita a criação da tela de monitoramento. - Prevenção de erros de entrada e compreensão de tendências de longo prazo:
Os dados medidos são coletados automaticamente e registrados continuamente no GM10 e, em seguida, exibidos usando o GA10. Isso ajuda a evitar erros de leitura durante as patrulhas e erros de entrada humana ao agregar dados. As tendências de longo prazo dos dados medidos podem ser visualizadas para ajudar os operadores a entender as tendências.
Aprimoramento de eficiência operacional
- Diminuição do ônus das patrulhas:
O monitoramento on-line contínuo elimina a verificação de instrumentos e reduz a carga de patrulhas do operador. - Melhoria da comunicação entre a sede e o local:
O monitoramento remoto na sede é possível por meio de uma linha de comunicação pública ou privada. A equipe pode, então, usar os dados monitorados para dar instruções apropriadas para inspeções e fornecer orientação técnica adequada ao local da fábrica sempre que necessário.
Uso adicional de dados
- Previsão de falhas em equipamentos com inteligência artificial:
A função de detecção de anomalias baseada em IA do GA10 aprende as condições normais e verifica continuamente se há algum comportamento anormal. Analisando vários parâmetros em tempo real e comparando-os com as condições normais, ele pode detectar sinais de falhas antes que ocorra uma falha no equipamento. Os clientes podem trabalhar na manutenção preditiva de instalações sem conhecimento especializado.
Yokogawa resolve os desafios operacionais dos clientes com uma combinação de um sistema de aquisição de dados, tecnologia sem fio e sensores de precisão altamente confiáveis. Em comparação com a construção de um sistema em grande escala, o mínimo de cabeamento/fiação adicional e o trabalho de instalação reduzem muito o tempo de espera para a implantação, bem como o custo.
Tecnologias capacitadoras
Sushi Sensor Wireless Solution
Desafio do cliente
Uma usina hidrelétrica a fio d'água não tem um reservatório como uma represa, mas leva a água do rio diretamente para a usina para gerar eletricidade. Se pedras ou areia forem arrastadas para a entrada de água, elas podem causar desgaste e danos à turbina hidrelétrica. Portanto, esses sólidos devem ser removidos antes que a água de entrada chegue à turbina. Quando se espera um fluxo lamacento devido a uma chuva forte, é necessário fechar a porta de controle de entrada e parar de receber água. Para isso, os transmissores de nível por radar sem contato, que podem medir o nível de água de rios, represas etc., são geralmente usados para acionar a ação.
No entanto, como há pouca correlação entre o nível de água do rio e o teor de areia da água, o controle da posição da comporta dependendo apenas do nível de água do rio pode fazer com que grandes quantidades de areia entrem na planta, o que pode danificar o equipamento ou causar uma parada. Na pior das hipóteses, o equipamento principal pode ser soterrado pelo solo e pela areia, levando muito tempo para se recuperar. Portanto, é necessário um controle adequado das comportas.
Nossa solução
Redução de danos ao equipamento
A turbidez da água do rio é medida com o Medidor de Turbidez por Dispersão de Luz em Superfície TB400G da Yokogawa, ao mesmo tempo em que o nível da água é medido com um medidor de nível de água. Ao usar um turbidímetro para medir a quantidade de areia que está prestes a entrar na usina devido ao fluxo lamacento, o nível da água e a turbidez juntos são usados como parâmetros para controlar a posição da comporta de controle de entrada. Como resultado, uma grande quantidade de sedimentos pode ser detectada com antecedência, as comportas podem ser fechadas rapidamente e a entrada de água pode ser interrompida, reduzindo assim os danos aos equipamentos.
Implementação rápida a baixo custo
Em geral, as comportas de entrada estão localizadas longe da sala de monitoramento, de modo que a conexão com fio causa um alto custo e um trabalho de cabeamento difícil. Com o registrador de dados GM10 e a plataforma de computação industrial IIoT FA-M3 V, a duração e o custo do trabalho são bastante reduzidos, e os dados medidos podem ser coletados pela sala de monitoramento remoto por meio de um sistema sem fio de campo ISA100.
Aumento da disponibilidade
Quando a quantidade de areia que flui para o rio diminui depois que a captação de água é interrompida, as comportas podem ser abertas para retomar a captação de água, ajudando assim a melhorar a disponibilidade da usina hidrelétrica.
Melhoria eficiência operacional
A automação da abertura e do fechamento das comportas reduzirá o trabalho necessário para a operação da comporta. Além disso, a plataforma de computação IIoT industrial e-RT3 Plus ou o software de registro de dados GA10 permite a visualização dos dados medidos e o monitoramento remoto por meio de uma rede pública ou independente. Além disso, os dados monitorados remotamente podem ser usados para reduzir o trabalho de inspeção de patrulha e ajudar a simplificar a comunicação entre a fábrica e o escritório central.
Tecnologias capacitadoras
FN510 Field Wireless Multi-Function Module
FN110-R1 Field Wireless Gateway
VJET Ethernet/RS-485 Converter
FA-M3 Programmable Logic Controller
Desafio do cliente
Monitoramento e controle remoto confiável de duas ou mais usinas hidrelétricas localizadas em locais distantes
Nossa solução
Yokogawa instala módulos de E/S remotos e utiliza uma topologia de anel redundante de fibra óptica para garantir comunicações confiáveis entre o sistema de controle de produção integrado e os dispositivos de campo.
Tecnologias capacitadoras
Collaborative Information Server (CI Server)
Yokogawa O CI Server permite a melhoria imediata da eficiência da produção por meio do Transformação digital e a redução da manutenção operacional, ao mesmo tempo em que cria uma estrutura Transformação digital.
STARDOM Procecss Control PLC/RTU
Configurações duplamente redundantes e de baixo consumo de energia estão disponíveis para o CLP híbrido/UTR inteligente STARDOM. O STARDOM é compatível com HART, Modbus, FOUNDATION™ fieldbus e outros protocolos de rede.
CENTUM VP Distributed Control System
O sistema de controle integrado CENTUM VP garante o desempenho da planta sem interrupções e "somente com tempo de atividade" para obter produtividade e lucratividade ideais no campo de energia renovável.
FA-M3 Range-free Multi-controller
Um controlador lógico programável (PLC) de alto desempenho que combina velocidades de processamento muito altas com recursos de controle estáveis. Ele pode ser utilizado para monitorar e controlar a operação de turbinas eólicas individuais.
Recursos
- Yokogawa forneceu sistemas de controle, monitoramento e proteção para a modernização da fábrica.
- A Fine engenharia e os produtos da Yokogawa fizeram uma operação bem-sucedida sem nenhum problema ou desligamento.
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