Whatsapp
Ірі халықаралық әуежайда 15 минуттық конвейердің істен шығуы 2000-нан астам сөмкені бұрмалап жіберуі мүмкін және әуе компанияларына қайта брондау ақысы, өтемақы және кешіктірілген рейстер үшін жанармайға қосымша ақы ретінде 100 000 долларға дейін шығынға ұшырауы мүмкін. 90 шақырымдық белдеуде сағатына 18 000-нан астам қапшықты өңдейтін Dubai International (DXB) үшін бұл тәуекел күн сайын артып келеді.
Шешім жаңа қозғалтқыштар немесе кеңірек белдіктер емес еді. Бұл ақылды электрониканың жаңартылуы болды -Айнымалы жиілікті жетектер (VFDs)— бұл DXB-ге сұраныс бойынша өзінің массивтік конвейерлік желісін баяулатуға, жылдамдатуға және жұмсақ іске қосуға мүмкіндік берді, энергия төлемдерін шамамен 50%-ға қысқартады және механикалық бұзылуларды 40%-дан астамға азайтты. Негізінде, VFD әуежайлардағы энергияны қалай үнемдейтіні тек киловатт-сағатты қысқартуға қатысты емес; бұл қозғалтқыштың шығысын нақты уақыттағы операциялық сұранысқа сәйкестендіру, тұрақты қуат жүйесін бейімделгіш, интеллектуалды жүйеге айналдыру туралы.
Мұнда нақты деректер мен инженерлік түсініктермен қамтамасыз етілген VFD әуежай логистикасының болашағын қалай қуаттайтынына терең бойлау.
Әуежайдағы багаж жүйелерінің негізгі мәселесі
Әуежайда багажды өңдеу, әрине, болжау мүмкін емес. Жүйе таңғы рейстердің хаотикалық қарбалас сағатынан түн ортасындағы тыныштықтағы өлі тыныштыққа үздіксіз өтуі керек.
Тарихи түрде конвейер таспалары бекітілген жылдамдықпен жұмыс істейтін стандартты айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарды пайдаланды. Бұл ескі жүйелер елеулі операциялық кемшіліктерге ұшырады:
● Жоғары энергия қалдықтары: Моторлар тіпті бір рюкзакты тасымалдау кезінде де 100% сыйымдылықпен жұмыс істеді.
● Қатты механикалық тозу: Тұрақты кенеттен іске қосу және тоқтату белдіктерге, берілістерге және шкивтерге жоғары механикалық кернеу туғызды.
● Жоғары кіріс ток: Тұрақты жылдамдықты қозғалтқышты іске қосу оның толық жүктеме тоғының 600% -на дейінін қажет етеді, бұл энергия төлемдерінің жаппай өсуіне әкеледі.
Дәл осы жерде VFD нақты уақыттағы сұраныс негізінде оның жылдамдығы мен моментін динамикалық реттеу арқылы қозғалтқыштың «миы» ретінде әрекет етеді. VFD әуежайларда энергияны қалай үнемдейтінін түсіну осы негізгі принциптен басталады: энергияны басқа жолмен емес, жұмыс жүктемесіне сәйкестендіру.
Заманауи әуежайлар багажды бақылау үшін автоматтандырылған штрих-код сканерлері мен RFID тегтерін пайдаланады. Сөмке жоғары жылдамдықты сұрыптаушы бағыттағышқа жақындағанда, VFD оны дәл белгіленген ұяшыққа орналастырады, бұл оның дұрыс ұшуға қосылуын қамтамасыз етеді.
Біз бірнеше апта бойы дауласатын бір дизайн шешімі орталықтандырылған архитектураға (ондаған қозғалтқыштарды беретін бір үлкен жетек шкафы) немесе бөлінген тәсілге (әр қозғалтқыштың жанында орнатылған жеке дискілерге) бару болды. Орталықтандырылған опция алдын ала шамамен 20% арзан болды, бірақ бұл шкафта бір модульдің істен шығуы бүкіл сұрыптау сызығын бұзуы мүмкін. Бөлінген дискілер бір бірлік үшін қымбатырақ, бірақ ақауларды оқшаулауды ұсынады. DXB, сайып келгенде, ол технологиялық жағынан сексуалды болғандықтан емес, операциялық топ қарапайым есептеуді жүргізгендіктен, таратылған нұсқаны таңдады: ең жоғары сағаттардағы 15 минуттық үзілістің ықтимал жоғалуы (~ $100 000) бөлінген жабдықтың қосымша құнынан әлдеқайда асып түсті. Бұл шешім кейінірек әуежайдың ішкі инженерлік сатып алу стандарттарына енгізілді.
Конвейер таспаларында қаптар болмаса, олар толық жылдамдықпен жұмыс істеудің қажеті жоқ. VFD жүйелерге «ұйқы» немесе төмен жылдамдық режиміне жұмыс күшінен тыс уақытта кіруге мүмкіндік береді. Дәл осылай VFD іс жүзінде әуежайларда энергияны үнемдейді: сенсорлар 90 секундтан астам нөлдік жүкті анықтаған кезде қозғалтқыш жылдамдығын 20% бос жүріске дейін автоматты түрде азайту арқылы. Энергияны үнемдеу әсері желдеткіштер мен сорғылар сияқты орталықтан тепкіш жүктемелерде ең айқын болғанымен, тіпті тұрақты айналу моменті бар конвейер қосымшаларында жылдамдықты арттыруға мүмкіндік береді.
Қозғалыстың орнына VFD қозғалтқыш жылдамдығын бірнеше секунд ішінде біртіндеп арттырады. Бұл басқарылатын жеделдету белдіктерді үзетін және беріліс қораптарын зақымдайтын механикалық соққыны болдырмайды, бұл әуежайдың физикалық инфрақұрылымының қызмет ету мерзімін күрт ұзартады.
Ешбір технология айырбассыз болмайды. VFD электр желісіне гармоникалық бұрмалануды, шағылысқан кернеу толқындары арқылы қозғалтқышты оқшаулауды кернеуді және ыстық, шектелген конвейер туннельдерінде термиялық дератацияға ұшырауы мүмкін. Бұлардың ешқайсысы мәмілені бұзушылар емес, бірақ олар алдын ала жоспарлауды қажет етеді.
Инженерлік топтар бұл тәуекелдерді желілік реакторларды немесе белсенді сүзгілерді (гармоникалықтар үшін) орнату, инверторлық жұмыс қозғалтқыштарын немесе dV/dt сүзгілерін (оқшаулауды қорғау үшін) белгілеу және кең температура көрсеткіштері бар жетектерді таңдау және желдеткішті басқару (жылуды басқару үшін) арқылы азайтады. Осы үш факторды ертерек шешу уәде етілген энергияны үнемдеу мен сенімділікті орнатудан кейінгі күтпеген тосынсыйларсыз қамтамасыз етеді.
Шынымды айтсам, біз бірінші кезеңде гармоникалық мәселені жете бағаладық. Бастапқы жетектер тікелей қосылғаннан кейін шамамен екі аптадан кейін әуе қозғалысын басқару тобы жақын маңдағы қақпалардағы радар дисплейлерінде үзіліссіз ақаулар туралы хабарлады. Түбір себебін анықтау үшін бізге тағы екі апта қажет болды: VFD-ден жоғары ретті гармоникалар экрандалмаған мотор кабельдері арқылы таралып, радардың L диапазонындағы қабылдағыштарына кедергі келтірді. Түзету үшін әрбір дискіге синусоидалы шығыс сүзгілері мен феррит өзектерін қосу қажет болды, бұл бізге ақшаны да, кестені де талап ететін жаңарту. Егер мен оны қайталай алсам, мен EMC маманын іске қосу кезінде емес, схемалық жобалау кезеңінде әкелетін едім.
Бұл технологияның әсерін түсіну үшін әлемдегі халықаралық жолаушылар тасымалы үшін ең қарқынды әуежайлардың бірі болып табылатын Дубай халықаралық әуежайын (DXB) іздеңіз.
DXB багажды өңдеу жүйесі 90 километрден астам конвейерлерді қамтитын желі бойынша сағатына 18 000 қапты өңдейді. Сырттағы шөлді температурада және сағатына 10 000 жолаушыны құрайтын ең жоғары ағындарды өңдеу кезінде әуежай электр қуатының қымбаттауына және конвейер түйіспелерінің механикалық тозуына байланысты жөндеу жұмыстарының жиі тоқтап қалуына тап болды.
Инженерлік топ кірістірілген өнеркәсіптік фельдбус коммуникациялары (Profinet) бар орталықтандырылмаған VFD бар бұрынғы тұрақты жылдамдықты қозғалтқыштарды қайта жабдықтады. Дискілер фото-көз сенсорларымен жабдықталған орталықтандырылған PLC жүйелеріне тікелей қосылды.
Датчиктер белгілі бір желіде 90 секундтан астам нөлдік жүкті анықтаған кездеVFDқозғалтқышты автоматты түрде 20% бос жүріс жылдамдығына дейін төмендетеді. Сонымен қатар, жұмсақ іске қосу мүмкіндіктері механикалық бұзылуларды 40%-дан астамға азайтты. Жоба командасы нақты қаржылық көрсеткіштерді ашпағанымен, ашық деректерді пайдалану арқылы консервативті қарсы тексеруге болады. Қарастырылып отырған конвейер сегменті орнатылған қозғалтқыш қуатының шамамен 2,8 МВт-ын тартады, шамамен 60% орташа жүктеме коэффициентінде жұмыс істейді және жыл сайын шамамен 7000 сағат жұмыс істейді, бұл болжамды жылдық тұтынуды 4,2 ГВт/сағ құрайды. Дубайдағы өнеркәсіптік электр қуатының тарифі шамамен $0,08/кВт/сағ, бұл жылына шамамен $336,000 энергия құнын құрайды. 50% қысқарту жыл сайын шамамен $168 000 үнемдейді. Қысқартылған техникалық қызмет көрсету еңбегін, аз қосалқы бөлшектерді және аз тоқтап тұруға байланысты айыппұлды қосыңыз және жалпы жылдық пайда $250,000–300,000 диапазонында болуы мүмкін. Шамамен 4 миллион долларды құрайтын қайта жаңартуға салынған инвестицияға (дискілер, орнату, сүзгілер және инженерия) қарсы 18–24 айлық өтеу мерзімі математикалық тұрғыдан сәйкес келеді және инженерлік топ салалық презентацияларда бейресми түрде бөліскен нәрселерге сәйкес келеді.
Өнімділіктегі күрт қарама-қайшылықты көрсету үшін төмендегі кесте дәстүрлі тұрақты жылдамдықты конвейерлік жүйелер мен заманауи жиілік инверторларымен оңтайландырылған жүйелер арасындағы негізгі көрсеткіштерді сипаттайды.
|
Өнімділік көрсеткіші |
Тұрақты жылдамдықты дәстүрлі конвейер |
VFD-оңтайландырылған конвейер жүйесі |
|
Энергияны тұтыну |
Жоғары (100% сыйымдылықпен үздіксіз жұмыс істейді) |
Оңтайландырылған (жылдамдықты масштабтау арқылы 30%-50% азайтады) |
|
Қозғалтқыштың іске қосу тогы |
Номиналды токтың 600% (Тордың жоғарылауын тудырады) |
Басқарылатын (жұмсақ старт арқылы 100%–150%) |
|
Механикалық құрамдастардың тозуы |
Жоғары (белдіктің жиі үзілуі және берілістің бұзылуы) |
Өте төмен (Тегіс сызықтық үдеу қисықтары) |
|
Жүкті орналастыру дәлдігі |
Нашар (механикалық тежегіштерге сүйенеді) |
Өте жақсы (кодермен кері байланыс арқылы миллиметрлік дәлдік) |
|
Жүйе шуының деңгейлері |
Жоғары (тұрақты үйкеліске байланысты >85дБ) |
Төмен (Тыныш әрекеттер, әсіресе төмен жылдамдықта) |
Авиациядағы орталықтандырылмаған VFD-нің өсуі
Әуежайдың заманауи архитектурасындағы маңызды үрдіс орталықтандырылған басқару шкафтарынан орталықтандырылмаған VFD-ге ауысу болып табылады.
Дәстүрлі қондырғыда жүздеген мильдік ауыр, экрандалған мотор кабельдерін орталық басқару бөлмесінен терминал арқылы шашыраңқы жеке конвейер қозғалтқыштарына бағыттау керек. Бұл үлкен кабельдік науаларды қажет етеді және электромагниттік кедергі (EMI) қаупін тудырады.
Орталықтандырылмаған VFD жоғары IP рейтингтерімен (әдетте IP65 немесе IP66) құрастырылған, бұл оларды конвейер қозғалтқышына тікелей немесе оның жанында орнатуға мүмкіндік береді.
● Төмендетілген кабельдік шығындар: Қымбат қорғалған мыс кабельдерді 70%-ға дейін қысқартады.
● Ақаулықтарды тезірек жою:Жетек сәтсіз болса, техникалық қызмет көрсету бригадалары локализацияланған модульдік блокты бірнеше минут ішінде бүкіл басқару шкафын бұзбай ауыстыра алады.
● Жылулық басқару:Кеңістікті және салқындату энергиясын үнемдейтін, жаппай, кондиционерленген басқару бөлмелерінің қажеттілігін жояды.
DXB жаңартуы нақты оқиғаны айтады: VFD тәжірибелік технология емес. Олар екі жылдан аз уақыт ішінде өзін-өзі ақтайтын, механикалық ақауларды 40%-дан астам қысқартатын дәлелденген, банктік инфрақұрылымды жаңартулар.
Әуежай операторлары үшін энергия құнының өсуі және шығарындылар бойынша ережелерді қатайту мәселесі бұдан былай VFD басқаратын конвейерлік жүйелерді қабылдау-қолданбау емес, оларды қаншалықты жылдам қолдануға болатындығында. Инженерлік оқулық қазірдің өзінде жазылған — желілік реакторларды анықтаудан бастап гармониканы азайтуға, шағылысқан толқындарға төтеп беретін инверторлық қозғалтқыштарды таңдауға, техникалық қызмет көрсетуді жеңілдететін орталықтандырылмаған дискілерді орналастыруға дейін.
Dubai International-да жұмыс істеген нәрсе басқа жерде жұмыс істей алады. Технология жетілген. Экономика итермелейді. Миллиондаған сөмкелерді жылжытатын терминалдардың астында тұрақты жылдамдықтан ақылды, бейімделгіш қозғалысқа ауысу қазірдің өзінде жүріп жатыр - дегенмен жаңартуды қайдан бастау керек және қай сызықтар әрбір оператор үшін ашық сұрақ болып қала береді.
