課題
ソリューション
統合コンディションモニタ(ICM)
コンディション･モニタ･ソフトウェア
結果
ダウンタイムの削減
サポート要件を最小化
ロックウェル･オートメーションの統合コンディションモニタ(ICM)ソリューションは、石炭の積み込み作業を年中無休24時間体制で実施し、計画外のダウンタイムを最小限に抑え、最小限の現場の要員で全体的な生産性を向上させます。
NCIGターミナルの概要
ニューカッスル港は、オーストラリアの東海岸で最大のばら積み港であり、世界有数の石炭輸出港です。ニューカッスル･コール･インフラストラクチャー･グループ(NCIG)は、オーストラリアの主要な石炭輸出ターミナルの1つと、近くの鉄道、貯蔵、積み込み施設、および関連するインフラを所有および運営しています。
NCIGのターミナルは2010年から操業しており、ニューサウスウェールズ州のニューカッスル、ハンターバレー、ガネダ、グロスター、西部炭田の炭鉱にサービスを提供し、主に火力および時には冶金用の石炭生産を世界市場に輸出するための港湾インフラへのアクセスを提供しています。
ニューカッスル港からの増加する輸出の要件を満たすために、ターミナルは2013年6月に年間6,600万トン(Mtpa)の総輸出能力を提供するように拡張されました。
NCIGの運用戦略の主な焦点は、最小限のスタッフで年中無休24時間継続的に運用することです。これを達成するために、最新の統合制御システムは、コンディション･モニタ･データへの施設全体のアクセスをタイムリーに提供する必要がありました。ロックウェル･オートメーションのIntegrated Architecture® (統合アーキテクチャ)プラットフォームは、振動および温度監視センサのシームレスな統合を可能にし、NCIGが予防的状態に基づく保守戦略を実装する機能を提供します。
予測モニタの完全性
NCIGターミナルには、インバウンドシステム、ストックヤード、アウトバウンドシステムの3つの主要コンポーネントがあります。インバウンドシステムは、列車を降ろし、石炭をストックヤードエリアに供給します。これには引き込み線とレール･バルーン･ループ、ダンプステーション、および2つのインバウンド･サンプリング･ステーションが組み込まれています。合計5つのストックヤードがあり、4つのスタッカリクレーマが組み合わされています。ストックヤードは、石炭を積み重ね、石炭を貯蔵してから、石炭を回収して埠頭に送ることができます。アウトバウンドシステムは、石炭を船舶に積み込み、2つのバッファビン、2つのアウトバウンド･サンプル･ステーション、2つのシップローダ、および3つの埠頭を組み込んでいます。
石炭備蓄で稼働中のスタッカ/リクレーママシン
コンディション･モニタ･ソリューションの主な目的は、システム障害を予測し、ダウンタイムを防止および最小化するのに役立つ自動システムを提供することでした。NCIGの上級電気技師であるスコット･リデル氏は、次のように述べています。「私たちは1時間に約10,500トンの石炭を船に積み込んでいるため、予期せぬ事故でダウンすると1分ごとに、約175トンの石炭が失われることになります。1時間のダウンタイムは石炭で一杯の列車全体が相当するため、障害が発生する前に予測できる信頼性の高いシステムが必要でした。」
システムの状態を評価し、将来の状態を予測する際に使用される重要な測定値のリアルタイム処理を提供するために、ロックウェル･オートメーションのXM®シリーズのインテリジェントI/Oモジュールが使用されました。
ロックウェル･オートメーションのCompactLogix、SLC、KNX、ICMのプロダクトマネージャであるギャビン･ブラックは次のように述べています。「現場に配備されたコンディション･モニタ･システムは、約2,200のフィールドセンサを使用して問題が発生した場合に事前の警告を提供し、プラント全体の計画外の停止に関連するコストのかかるダウンタイムを回避するために計画されたメンテナンスを実行できるようにします。」
Allen‑Bradleyの加速度計と温度センサは、振動と温度を測定するために使用される2つの主要なタイプのフィールドセンサです。これらのセンサは、XMシリーズの動的測定モジュールに配線され、イーサネットを介してControlLogix®オートメーションコントローラに接続され、フィールドモジュールから情報を迅速に転送しました。
ロックウェル･オートメーションのXMシステムは、全体的な振動、スパイクエネルギー、周波数帯域など、複数のパラメータで振動データを制御システムに提供します。全体的な振動レベルは資産の健全性の一般的な状態を提供しますが、スパイクエネルギーと周波数帯域は基本周波数に固有であり、変更が発生したときにプロセスとメンテナンスの両方のインテリジェントなアドバイスを提供します。
ロックウェル･オートメーションのインテリジェントI/OモジュールのXMシリーズにより、振動および温度モニタセンサのシームレスな統合が可能になります。
コンディション･モニタ･データはプラントのSCADA (監視制御およびデータ収集)システムに使用され、すべての測定ポイントの振動および温度レベルと傾向をリアルタイムで表示し、プラントの計画外の停止を引き起こす可能性がある重要なコンディション･モニタ･イベントをオペレータに警告します。
さらに、振動レベルのデータはプラントHistorianに保存され、詳細なスペクトル振動情報は、コンディションモニタの技術者によって分析されて故障傾向にある機器を検出するロックウェル･オートメーションのEmonitor®ソフトウェアを使用して取得および保存されます。
「Emonitorソフトウェアは、履歴トレンド分析とリアルタイムのデータ表示の両方の機能を提供するため、予測モニタシステムの成功の鍵です。振動レベルをリアルタイムでモニタして「異常」と検出されたものはすべて、さらに調査するためにEmonitorシステムに照会されます」と、リデル氏は述べています。
ターミナルは、無視された場合、多くの場合に壊滅的な障害を引き起こす可能性のある障害の早期検出からすでに恩恵を受けています。「コンディション･モニタ･ソリューションは、チェックしないままにしておくと、計画外の重大なダウンタイムを引き起こす可能性のある、毎年少なくとも10の振動異常を識別します」と、リデル氏は説明します。
ギアボックスカップリングの故障は、異常な振動周波数が検出され、さらに調査された状況の一般的な例です。以下の例では、出力シャフトの回転速度として識別されたブーム･コンベア･ギアボックス全体で低周波振動が検出されました。Emonitorソフトウェアを使用して障害の傾向を取得および分析し、カップリングを取り外してテストし、カップリングの障害を検出しました(ヘアラインクラック)。
他の例では、入力速度の周波数での過度の振動と高調波がギアボックス全体で検出され、入力シャフトベアリングの周囲に過度のクリアランスがあることが示されました。このギアボックス入力シャフトの緩みの障害は、計画外の機器のダウンタイムが発生する前に検証および修復されました。
ニューカッスル港での長期的な石炭積載量の確保
「統合制御およびコンディションモニタは、プラントの日常的な監視の重要な部分であり、計画外のダウンタイムを最小限に抑えるために確認する必要のある障害を示しています」と、リデル氏は述べています。
運転中の石炭列車の荷降ろし
コンディション･モニタ･システムは、ターミナルの既存のネットワークおよび制御システムと統合することにより、資産の信頼性のオープンソースを提供し、自動化された推奨およびアクションの機能を導入します。
コンディション･モニタ･システムは、年間少なくとも10件の保留中の障害を識別し、インシデント当たり平均10時間の修復時間で、節約されたダウンタイムはビジネスにとって非常に重要です」と、リデル氏は述べています。
システムの成功の証として、NCIGは現在、システムでまだカバーされていないプラントの残りの部分にコンディションモニタ機能を拡張しています。
Allen‑Bradley, ControlLogix, Emonitor, DeviceNet, Integrated Architecture, Rockwell Software, およびXMは、Rockwell Automation, Inc.の商標です。
公開 2017年12月6日
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