Заботе об окружающей среде общество уделяет все большее внимание, и потребителям важно, насколько эффективно и бережно компании расходуют ресурсы: энергию и воду. Для производителей насосов этот вопрос очень актуален. Чтобы преуспевать на этом требовательном и динамичном рынке, производители насосов должны создавать «умные» решения по насосным системам. В статье приведен пример компании, которая использует автоматизированные насосные станции с целью сократить потребление энергии и других ресурсов.
Задача
Скважины природного газа имеют свои уникальные и индивидуальные характеристики. Даже в пределах одного и того же газового месторождения некоторые скважины добывают много, в то время как другие стабильно добывают небольшой объем газа. Также производительность скважины меняется с течением времени в зависимости от факторов окружающей среды. В каком-то смысле газовая скважина - это живое существо, и использование универсального метода добычи природного газа не даст хороших результатов.
Предпосылкой к решению по автоматизации насосных установок стал индивидуальный подход, который активно начала использовать компания ATFAB, эксперт по проектированию систем управления со значительным опытом работы в применении насосных станций (Фолл-Бранч, штат Теннесси, США). К ATFAB обратилась компания по добыче природного газа из восточной части Соединенных Штатов с поиском решения по автоматизации процесса откачивания. Цели – повысить эффективность добычи, сервисной работы и технического обслуживания, а также получить возможность контролировать процесс дистанционно.
Решение
Совместно с компанией Schneider Electric ATFAB разработала автоматизированное решение для насоса-качалки с программируемым логическим контроллером Modicon™ M241 (PLC), частотным преобразователем (VFD) Altivar™ 320 и человеко-машинным интерфейсом (HMI) Magelis™ XBT N400 и XBT-RT500.
В ATFAB обратили внимание, что распределение времени цикла включения/выключения насоса не всегда оптимально, и время, необходимое для перекачки воды, постоянно варьируется в зависимости от текущих условий. «Некоторые скважины показали более чем 50-процентную экономию энергии из-за отсутствия необходимости запускать их строго по времени», - отметил Джефф Торнбург, операционный менеджер ATFAB. «Мы разработали решение, позволяющее насосным системам работать с использованием трехфазных двигателей вместо однофазных, что позволило получить дополнительную экономию энергии и затрат на техническое обслуживание за счет исключения пуска под нагрузкой».
Алгоритм в логическом контроллере PLC позволяет насосной системе учиться у самой себя и настраиваться в соответствии с уникальными характеристиками скважины, которой она управляет. После каждого цикла PLC проверяет, как работала насосная станция, и пересчитывает, как долго она будет оставаться в нерабочем состоянии, а также определяет продолжительность рабочего времени для следующего цикла с учетом текущих условий.
Результаты
ATFAB и Schneider Electric работали с производителем природного газа в течение нескольких лет, чтобы разработать программное обеспечение, которое решило бы все поставленные задачи. Результатом стало решение по автоматизации насосной станции, которое вычисляет, как долго ей необходимо оставаться в рабочем состоянии в зависимости от условий площадки, когда отключаться по необходимости вместо того, чтобы работать в течение установленного периода.
Автоматизированное решение для насосной станции стало огромным прорывом для заказчика: он добился экономии энергии, более эффективного процесса откачивания и удаленного доступа, что позволило более оперативно обслуживать оборудование.
