通过软件可视化改善工厂操作和安全。
工程软件公司

编者注:多米尼克·弗莱是工程软件公司雷·哈迪团队的成员。这个月,他是哈迪的客座专栏作家。

近年来,通过大量监控和数据采集(SCADA)解决方案,工厂流程变得更加复杂,以实现交付成品所需的精确控制。控制室已经从模拟升级为数字,显示给操作员数据。

操作人员现在可以知道哪些泵在运行,各种储罐液位、浓度、流速BETVICTOR体育官网等等。这对于试图达到特定目标的运营商来说是很好的。这可能会对系统的健康产生不利影响。当出现问题时,找出损坏的设备很容易。然而,确定问题的根本原因要困难得多。

确定系统如何交互是很困难的。流程和组件会随着升级的实现而变化。美国能源部(DOE)对泵和新型电机的新标准对整个泵行业都是一个挑战。BETVICTOR体育官网你不能再简单地把旧马达换新的了。还有一些操作上的挑战,比如新电机上不同尺寸的底板。还有一些因素会改变系统的工作方式,比如启动电流、马力(hp)和滑移。

使用更高效的电机,由于更高的泵速,您可能会有更高的能源成本。现在,考虑到操作员所做的所有调整,并问自己:您的系统真的更智能吗?仅仅因为控制室看起来是高科技的,并不意味着底层系统是按照设计运行的。

流体流动软件通过计算系统中的流速和压力,为管道系统的运行提供了清晰的图像。最初,该软件主要用于设计管道系统,但最近,越来越多的工厂人员使用该软件来模拟现有流体管道系统的运行。

1.描绘全局

为了在工厂运行市场中发挥作用,流体流动软件在工厂的整个生命周期内为用户提供足够的信息来设计、建造、操作和维护系统。这将显示达到某个设定点的条件或位置,以及对整个系统的影响。阀门位置可能会改变为一个较低的设定值,但如果它使泵运行超出其可接受的工作范围,或超过最小或最大流速,则可能触发警告。

2.可视化的连接

必须向用户提供管道系统中各部件如何连接的清晰图片。管道示意图显示了储罐、泵、部件、控制阀和管道之间的连接位置。BETVICTOR体育官网管道示意图使用项目设备命名约定标识系统中的每个项目。

3.计算流量、压力

流体流动软件计算管道系统中的平衡流量和压力。它可以处理开环或闭环系统,以及串联、分支和并联流道。尺寸规则和设计限制可以帮助用户在设计过程中对各个管道进行优化或警告。设置和保存各种操作场景,以便用户可以看到系统在各种预期操作条件下的运行情况。

这种方法还允许用户在建造管道系统时进行优化,从而提供更好的最终设计。使用这些计算技术,用户可以快速构建管道系统模型,而不必参与程序的内部工作。

4.沟通规范

沟通是必要的,以确保参与项目的各个小组清楚地了解管道系统如何建造和运行。为了确保系统能够满足最终用户的要求,制定了规范文件,概述了每个项目的设计、建造和测试方法。

在设计过程中,这些信息必须由设计团队的其他成员检查和审查。系统设计完成后,管道系统的所有者必须审查这些信息。与他人沟通的能力确保参与项目的每个人都能获得设计、建造、操作和维护流体管道系统所需的所有信息。

5.建立系统模型

建立系统模型需要输入管道系统中每个项目的详细信息。构建模型所需的许多信息都是在设计过程中获得的。最好在设计过程中创建模型,并在构建和启动过程中保持模型的最新状态。这允许用户翻转一个完整的管道系统模型
作为所需设计包的一部分提供给客户。

6.提供设计文件

项目文件为用户提供了存储和更新管道系统设计细节的能力。例如,在进行初步设计时,确定了管道直径和隔离阀和止回阀的数量。管子的长度和弯头的数量是近似值。一旦走管完成,就可以知道确切的管道长度和弯头数量,并可以更新管道系统模型。

在设计阶段结束时,工程文件可以移交给施工人员,用于构建系统。

7.创建施工文件

在构建过程中,使用设计文档构建和测试系统。为了适应管线的变化或系统设计的变化,经常需要进行现场更改。如果修改涉及增加管道长度、弯头或调整管道尺寸,则可以更新系统模型,并进行计算以显示这些更改对管道系统运行的影响。

在工厂启动和测试期间,该软件为工厂启动工程师提供了一个显示系统如何运行的模型。这些信息在启动过程中非常有用,因为大部分设备测试都是在设备运行在异常操作条件下进行的。可以创建设计模型的副本,并且可以调整操作条件以反映测试将如何运行。

该软件还可以在冲洗管道系统时使用,以清除建筑垃圾。可以创建管道系统模型的副本,启动工程师可以插入冲洗系统所需的过滤器、过滤器和管道跳线。然后,流体流动分析可以计算每个冲洗路径的冲洗速度。此外,流体流动分析还可以计算出在冲洗操作过程中,由于遇到异常操作条件,泵是否偏离了泵曲线。

最后,该程序可以计算平衡管道系统中流量所需的阀门位置。

8.验证管道模型

系统建成并投入运行后,应对管道模型进行验证。装置仪表显示装置是如伟德体育娱乐何运行的。如果模型与观察到的工厂运行条件相匹配,则该模型准确地反映了系统的实际运行情况,是一个有效的模型。

一旦对各种操作条件进行了验证,该模型就可以用于预测在任何可能的操作条件集下的系统运行。

9.故障处理系统操作

在将系统移交给操作工厂之后,可以使用该模型对系统操作进行故障排除。如果管道系统模型的预测结果与观测到的运行数据不一致,那么模型是不正确的,或者管道系统中的某些东西没有按设计运行。

可以创建管道系统阵容,因此模型的设置与实际系统的运行完全相同。通过将操作系统的观测值与管道系统模型进行比较,可以快速地隔离问题,更重要的是,可以确定可以采取什么措施使系统恢复正常运行。

10.对工厂进行改进和改造

在工厂的生命周期内,由于工艺变化,增加新负荷或需要增加容量,将对系统进行调整。使用现有的管道系统模型,项目工程师可以看到所需的变更将如何影响系统的运行。

11.运营培训

工厂操作人员需要知道在各种条件下工厂将如何运行。他们可以通过将工厂置于那种条件下来获得经验,或者他们可以模拟操作。

在许多情况下,管道系统很少在特定条件下(如启动或关闭)进行操作,使操作人员难以获得必要的经验。在其他情况下,由于操作需求,系统不能在该条件下运行。

结论

全面了解管道系统可以更有效、更安全地利用资源。可以对单个组件进行调优,使其在最有效的范围内运行,这也增加了平均故障间隔时间(MTBF)。这允许最终用户对系统的局限性有一个坚定的理解。

总之,这些可以转化为更安全的工作环境,在这里可以计划维护,而不是在紧急情况下匆忙进行维护。这也允许工程师和操作员测试系统,并在模型中而不是在现实生活中犯任何潜在的错误。因此,该模型对于参与系统的任何人来说都是有价值的设计文档。如果模型在设计阶段启动,在施工期间更新,并在工厂的生命周期内进行维护,则始终可以获得管道系统运行的清晰图像。

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