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Applicazioni avanzate di “Condition Monitoring” nel settore eolico

- Introduzione di ABB e dei sistemi di controllo.
- Le tendenze attuali e dei sistemi di automazione
- Il condition monitoring - Incrementare l’automazione delle apparecchiature di produzione, i benefici del condition monitoring integrato
- Il caso applicativo sui generatori eolici.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
SAVE ottobre 2016 Nuove prospettive di applicazione per i PLC di elevate prestazioni

Pubblicato
da Benedetta Rampini
SAVE 2016Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 19-20 ottobre 2016 Gli atti dei convegni e più di 7.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilità 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED © ABB Slide 1 October 27, 2016 Federico Mastropietro, PACT, 20 Ottobre 2016 Condition monitoring su turbine eoliche
Prestazioni prevedibili ed integrate © ABB Slide 2 October 27, 2016 ' Introduzione di ABB e dei sistemi di controllo ' Le tendenze attuali ' Il condition monitoring ' Il caso eolico Agenda © ABB Slide 3 October 27, 2016 ABB (Asea Brown Boveri)
A global leader in power and automation technologies
Leading market positions in main businesses ~135,000 Employees countries +100 Formed in 1988 Merger of Swiss (BBC, 1891)
and Swedish (ASEA, 1883)
engineering companies In revenue billion 36 $ Present in Organized in 4 Global Divisions © ABB Group
October 27, 2016 | Slide 3 © ABB Slide 4 October 27, 2016 ABB portfolio solutions for a Digital Factory
From process to packaging, with energy & productivity solutions Robots for Picking, Packing, Palletizing Motors, Drives, Mechanical power transmission Safety and Protection Instrumentation & Analyzers Hygienic Master RacerPack FlexPicker PalletPack UPS, AVC, RPC SynRM Power distribution, protection & quality Ultra-Kleen Thomas & Betts MNS iS MES, DCS, PLC, Controls MES Batch Management 800xA AC500 Jokab Safety MV and LV SWG Transformers LV Drives © ABB Group
October 27, 2016 | Slide
21 © ABB Slide 5 October 27, 2016 Prodotti e sistemi di automazione PLC PLC ' DCS DCS D im e nsi on e Complessità Discreto Discreto/Distribuito Distribuito © ABB Slide 6 October 27, 2016 ' Decentralizzazione ' Indipendenza decisionale dei componenti remoti ' Maggiore scambio dati con le unità centrali ' Velocità di risposta ' Flessibilità Tendenze dell''industria'. © ABB Slide 7 October 27, 2016 ' e tendenza dei sistemi di automazione
Condition monitoring, controllo e MES per crescere insieme nella Industry 4.0 ' Importante risparmio: Manutenzione, il principale costo controllabile in un impianto ' Prestazione prevedibili e manutenzione predittiva, per un più sicuro e veloce ROI Risparmio dei costi di manutenzione tramite predizione Predittiva Preventiva Correttiva La manutenzione predittiva può far risparmiare fino
al dieci volte rispetto ad una strategia correttiva Incremento della produttività tramite prestazione Integrata Stand-alone Off-line Il sistema integrato di condition monitoring massimizza le
tempistiche e l''efficienza, incrementando le prestazioni On-line © ABB Slide 8 October 27, 2016 ' Monitoraggio on-line permanente delle
apparecchiature chiave, con controllo integrato ' Protezione + previsione molto anticipata ... molto
tempo prima che il danno si verifichi (!) ' Consente la manutenzione programmata in modo
efficiente, piuttosto che un riparazione spontanea
ad evento L''uso predittivo del Condition Monitoring System Diagnostic Simple Analysis RMS Grad C Pre-Warning Warning Alarm OFF © ABB Slide 9 October 27, 2016 AC500 condition monitoring
Il Modulo FM502-CMS nella piattaforma AC500 PLC Standard
PM592-ETH with
4 GByte flash interna, web
server
, ... Modulo FM502-CMS Terminal Unit per moduli funzionali:
per FM502, sensori, I/O,
serial Interface and ETH;
Fino a due slot di
espansione di
comunicazione,
ethernet o
fieldbus.
Ulteriori I/O e
Terminal Unit © ABB Slide 10 October 27, 2016 Incrementare l''automazione delle apparecchiature di produzione
I benefici del condition monitoring integrato ' Il modulo FM502 permette l''integrazione del condition monitoring predittivo sulla
piattaforma PLC AC500 ' Questo rende le prestazioni delle macchine e della produzione più affidabili e
prevedibili, minimizzando i costi operativi e di servizio Affidabilità prevedibile © ABB Slide 11 October 27, 2016 FM502 CMS permette un ulteriore incremento dell''efficienza produttiva tramite: ' Data logging (es. Per il monitoraggio ed il miglioramento dei parametri qualitativi
in real time) ' I/O precisi (24 bit ADC) per prestazioni operative controllate ' migliore efficienza Affidabilità prevedibile Massima efficienza Incrementare l''automazione delle apparecchiature di produzione
I benefici del condition monitoring integrato © ABB Slide 12 October 27, 2016 ' La previsione riduce al minimo le fermate in caso di guasti e di manutenzioni
programmate ' Protezione rapida evita danni non diagnosticabili con la sola previsione '
Incremento della disponibilità della macchina (o del processo) Affidabilità prevedibile Massima efficienza Elevata disponibilità Incrementare l''automazione delle apparecchiature di produzione
I benefici del condition monitoring integrato © ABB Slide 13 October 27, 2016 ' I/O precisi (24 bit ADC) per le migliori prestazioni di controllo ' I/O anche integrati nel controllore, senza aggravio di costi Affidabilità prevedibile Massima efficienza Elevata disponibilità Prestazioni sotto controllo Incrementare l''automazione delle apparecchiature di produzione
I benefici del condition monitoring integrato © ABB Slide 14 October 27, 2016 ' Condition monitoring, protezione e sicurezza in un unico approccio integrato di
automazione ' Tutto nello stesso controllore e con un unico tool di ingegneria Affidabilità prevedibile Massima efficienza Elevata disponibilità Prestazioni sotto controllo Sicurezza integrata Incrementare l''automazione delle apparecchiature di produzione
I benefici del condition monitoring integrato © ABB Slide 15 October 27, 2016 ' Prestazioni previsibili ' Verifica le condizioni chiave di funzionamento e registra i data-log localmente su
4 GB flash; può inviare i dati al cloud comunicazioni per consentire ulteriori e
analisi off-line, il training, la documentazione e l'ottimizzazione ' Attiva i veri concetti Industry 4.0 e IoTSP: servizi remoti e big data Affidabilità prevedibile Massima efficienza Elevata disponibilità Prestazioni sotto controllo Sicurezza integrata Costi operativi più bassi Incrementare l''automazione delle apparecchiature di produzione
I benefici del condition monitoring integrato © ABB Slide 16 October 27, 2016 ' Condition monitoring predittivo: la grande mole di dati dopo la misura è inviata alla
CPU per la diagnostica avanzata o per comunicazione, permettendo la predizione con
trend e KPIs. ' Protezione del dispositivo: reazione in tempi brevi tramite il controllo, per una protezione
immediata ' Acquisizione rapida: 0,1''50kHz., usando un formato estremamente compatto (wav). Il modulo di Condition Monitoring: FM502-CMS
Cosa può fare' © ABB Slide 17 October 27, 2016 Modulo Condition monitoring'' FM502
Principi di funzionamento Macchina Rotante
Vibrazione Sensori di accelerazione: ' Interfacce IEPE/ICP (da 0.1Hz) ' +-10V Condition Monitoring System Assi X,Y,Z
Sensori di vibrazione © ABB Slide 18 October 27, 2016 ' Pompaggio ' Acciaio: laminatoio. ' Protezione dalle vibrazioni e surriscaldamento,
predizione
' Data logging di misure qualitative ' Turbine ' Compressori, grandi ventilatori Modulo Condition monitoring : FM502-CMS
Alcune applicazioni d''esempio ' Others © ABB Slide 19 October 27, 2016 Il caso applicativo sui generatori eolici Cosa si vuole evitare © ABB Slide 20 October 27, 2016 Il Condition Monitoring sui beni importanti Un esempio: ' Eventuali guasti sulle turbine eoliche, come indicato ad esempio da un noto organismo
internazionale di Quality Assurance: ' Generatore 23% ' Riduttore 32% ' Pale del rotore <10% ' Qualche indicazione sui costi provocati da un guasto di un riduttore: ' Un nuovo riduttore costa circa '160.000 ' Il tempo di approvvigionamento è di circa 6 mesi ' Per eseguire la sostituzione serve una autogru in loco, il costo è di circa ' 30.000 Perchè serve un condition monitoring' © ABB Slide 21 October 27, 2016 Case study: il modulo FM502-CMS di condition monitoring
Windfarm ' AC500 CMS separati, ma connessi con WTC ' Rilevazione di tutti i parametri rilevanti di
funzionamento della turbina eolica ad es. la
direzione e velocità del vento, potenza, velocità
del rotore, temperature di cuscinetti e olii,
pressioni dell'olio ' Monitoraggio della trasmissione meccanica
registrando i segnali di vibrazione dei cuscinetti
principali, del riduttore (ingranaggi e cuscinetti),
del generatore, della torre ' Il sistema acquisisce automaticamente svariate
«fotografie» al giorno, archivi di dati grezzi,
parametri e analisi dei risultati (KPI) nei file di log ' Connettività: ' Web Server integrato con interfaccia
dedicata al CMS ' Panel CP600, locale o remotato ' Trasferimento dati on demand © ABB Slide 22 October 27, 2016 Modulo di Condition monitoring FM502-CMS
Visualizzazione CP600 / web server


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