La energía hidroeléctrica es la fuente de energía renovable más utilizada y desempeña un papel fundamental en la generación de electricidad en algunas regiones. Yokogawa suministra productos y soluciones de control e instrumentación para centrales hidroeléctricas de todo el mundo.
Desafíos
Desafío del cliente
Una central hidroeléctrica se compone de numerosos equipos, como turbinas hidráulicas, reguladores, bombas, unidades de presión de aceite y sistemas de refrigeración. Las inspecciones periódicas son esenciales para su mantenimiento. En los últimos años, el número de elementos de inspección ha aumentado considerablemente, ya que ahora se recomienda comprobar también elementos que antes no se comprobaban, como los estados de funcionamiento de las instalaciones auxiliares. Además, la introducción manual de datos conlleva el riesgo de errores de introducción en el libro mayor.
Aunque los clientes realicen un mantenimiento preventivo a través del mantenimiento periódico, los cambios inesperados en las condiciones pueden provocar fallos en los equipos. Las contramedidas ante fallos inesperados son esenciales para evitar una parada imprevista de la central y aumentar la eficacia del mantenimiento.
Por otra parte, aunque los equipos críticos ya se supervisan en línea, es difícil modificar el sistema de supervisión existente para incorporar elementos adicionales. Por ello, los clientes desean un sistema que pueda recopilar fácilmente los datos necesarios sin tener que modificar en gran medida el sistema de funcionamiento y supervisión existente.
Nuestra solución
Yokogawa ofrece las siguientes soluciones para ayudar a conseguir un funcionamiento eficiente de las centrales hidroeléctricas.
Recogida adecuada de datos durante el funcionamiento
- Fiabilidad probada y calidad superior Estabilidad a largo plazo:
Una detección adecuada es la base de un funcionamiento estable. La alta fiabilidad y Estabilidad a largo plazo de los instrumentos de campo de Yokogawa, como transmisores de presión y caudalímetros, están demostradas por un largo historial. - Medios de medición simplificados:
Yokogawa Sushi Sensor es una solución de sensores IIoT para el mantenimiento de activos. Permite la comunicación inalámbrica a larga distancia sin necesidad de diseñar una red. La solución inalámbrica Sushi Sensor permite recopilar de forma eficiente los datos de estado necesarios de equipos dispersos para su mantenimiento. - Fuentes de entrada de datos flexibles, fácil Ingeniería de la pantalla de monitorización:
El sistema modular GM10 Obtención de datos de Yokogawa admite entradas universales, lo que permite la recopilación de datos a través de diversas señales estándar del sector procedentes de una gran variedad de dispositivos y fabricantes. El GM10 también admite entradas de datos de comunicación, como Modbus/TCP y Modbus/RTU, y permite consolidar y supervisar los datos de diversos equipos existentes en la sala de supervisión.
Gracias a la conectividad inalámbrica ISA100, el GM10 minimiza el coste del cableado. Por ejemplo, el módulo multifunción inalámbrico de campo FN510 admite entradas analógicas de 4-20 mA, lo que permite recuperar valores medidos de equipos existentes en una zona remota. Como el sistema host ISA100 admite el protocolo Modbus, es fácil consolidar los datos remotos en el GM10. Por su parte, el software de registro de datos GA10 facilita la creación de la pantalla de monitorización. - Prevención de errores de introducción de datos y captación de tendencias a largo plazo:
Los datos medidos se recogen automáticamente y se registran continuamente en el GM10, y luego se visualizan con el GA10. Esto ayuda a evitar errores de lectura durante las patrullas y errores humanos de introducción de datos al agregarlos. Las tendencias a largo plazo de los datos medidos pueden visualizarse para ayudar a los operadores a comprender las tendencias.
Mejora de Eficiencia operativa
- Reducción de la carga de patrullas:
La supervisión continua en línea elimina la comprobación de instrumentos y reduce la carga de las patrullas de operarios. - Mejora de la comunicación entre la central y las instalaciones:
La supervisión remota en la sede central es posible a través de una línea de comunicación pública o privada. El personal puede utilizar los datos monitorizados para dar las instrucciones adecuadas para las inspecciones y proporcionar el asesoramiento técnico adecuado al emplazamiento de la planta siempre que sea necesario.
Mayor uso de los datos
- Predicción de fallos en los equipos con inteligencia artificial:
La función de detección de anomalías basada en IA del GA10 aprende las condiciones normales y comprueba continuamente cualquier comportamiento anómalo. Al analizar múltiples parámetros en tiempo real y compararlos con las condiciones normales, puede detectar indicios de fallos antes de que se produzca una avería en el equipo. Los clientes pueden trabajar en el mantenimiento predictivo de las instalaciones sin necesidad de conocimientos especializados.
Yokogawa resuelve los retos operativos de los clientes con una combinación de sistema de adquisición de datos, tecnología inalámbrica y sensores de precisión de alta fiabilidad. En comparación con la construcción de un sistema a gran escala, el mínimo cableado adicional y el trabajo de instalación reducen en gran medida el tiempo de implantación y los costes.
Tecnologías facilitadoras
Sushi Sensor Wireless Solution
Desafío del cliente
Una central hidroeléctrica de pasada no tiene un embalse como una presa, sino que toma el agua del río directamente en la central para generar electricidad. Si entran piedras o arena en la toma de agua, pueden desgastar y dañar la turbina hidráulica. Por lo tanto, estos sólidos deben eliminarse antes de que el agua de entrada llegue a la turbina. Cuando se prevé un caudal fangoso debido a fuertes lluvias, es necesario cerrar la compuerta de control de la toma y dejar de tomar agua. Para ello, se suelen utilizar transmisores de nivel de radar sin contacto, que pueden medir el nivel del agua de ríos, presas, etc., para activar la acción.
Sin embargo, como hay poca correlación entre el nivel de agua del río y el contenido de arena del agua, controlar la posición de la compuerta dependiendo sólo del nivel de agua del río puede hacer que entren en la planta grandes cantidades de arena, lo que puede dañar los equipos o provocar una parada. En el peor de los casos, el equipo principal puede quedar sepultado por la tierra y la arena, tardando mucho tiempo en recuperarse. Por lo tanto, es necesario un control adecuado de las compuertas.
Nuestra solución
Reducción de daños en los equipos
La turbidez del agua del río se mide con el turbidímetro de luz de dispersión superficial TB400G de Yokogawa al mismo tiempo que se mide el nivel del agua con un medidor de nivel de agua. Al utilizar un turbidímetro para medir la cantidad de arena que está a punto de entrar en la planta debido al flujo fangoso, el nivel del agua y la turbidez se utilizan conjuntamente como parámetros para controlar la posición de la compuerta de control de la toma. Como resultado, se puede detectar a tiempo una gran cantidad de sedimentos, cerrar rápidamente las compuertas y detener la entrada de agua, reduciendo así los daños en los equipos.
Instalación rápida a bajo coste
En general, las compuertas de toma se encuentran lejos de la sala de monitorización, por lo que la conexión por cable ocasiona un coste elevado y un trabajo de cableado difícil. Con el registrador de datos GM10 y la plataforma informática industrial IIoT FA-M3 V, la duración del trabajo y el coste se reducen considerablemente, y los datos medidos pueden ser recogidos por la sala de monitorización remota a través de un sistema inalámbrico de campo ISA100.
Mayor disponibilidad
Cuando la cantidad de arena que fluye hacia el río disminuye tras la interrupción de la toma de agua, las compuertas pueden abrirse para reanudar la toma de agua, contribuyendo así a mejorar la disponibilidad de la central hidroeléctrica.
Mejora Eficiencia operativa
La automatización de la apertura y cierre de las compuertas reducirá el trabajo necesario para su funcionamiento. Además, la plataforma informática industrial IIoT e-RT3 Plus o el software de registro de datos GA10 permiten la visualización de los datos medidos y la supervisión remota a través de una red pública o independiente. Además, los datos monitorizados a distancia pueden utilizarse para reducir el trabajo de inspección de las patrullas y ayudar a agilizar la comunicación entre la planta y la oficina central.
Tecnologías facilitadoras
FN510 Field Wireless Multi-Function Module
FN110-R1 Field Wireless Gateway
VJET Ethernet/RS-485 Converter
FA-M3 Programmable Logic Controller
Desafío del cliente
Realización fiable de la supervisión y el control remotos de dos o más centrales hidroeléctricas situadas lejos unas de otras.
Nuestra solución
Yokogawa instala módulos de E/S remotos y utiliza una topología de anillo redundante de fibra óptica para garantizar unas comunicaciones fiables entre el sistema de control de producción integrado y los dispositivos de campo.
Tecnologías facilitadoras
Collaborative Information Server (CI Server)
Yokogawa CI Server permite una mejora inmediata de la eficiencia de la producción a través de Transformación digital y la reducción del mantenimiento operativo, al tiempo que construye un marco digital Transformación.
STARDOM Procecss Control PLC/RTU
Hay disponibles configuraciones redundantes duales y de bajo consumo para la RTU híbrida PLC/inteligente STARDOM. STARDOM es compatible con HART, Modbus, FOUNDATION™ fieldbus y otros protocolos de red.
CENTUM VP Distributed Control System
El sistema de control integrado CENTUM VP garantiza un rendimiento de la planta sin interrupciones "sólo tiempo de actividad" para una productividad y rentabilidad óptimas en el campo de las energías renovables.
FA-M3 Range-free Multi-controller
Un controlador lógico programable (PLC) de alto rendimiento que combina velocidades de procesamiento muy elevadas con funciones de control estables. Puede utilizarse para supervisar y controlar el funcionamiento de aerogeneradores individuales.
Recursos
- Yokogawa suministró sistemas de control, supervisión y protección para la modernización de plantas.
- Los productos de Fine Ingeniería y Yokogawa funcionaron con éxito sin ningún problema ni parada.
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