فولاد دیجیتال

قطعی برق بدترین کابوس برای تولیدکنندگان فولاد است. شرکت ABS (Acciaierie Bertoli Safau) با تکیه بر مانیتورینگ ترانسفورماتورهای دیجیتالی شده، درصدد است حرکت الکترون‌ها و در نتیجه فولاد را بدون وقفه استمرار بخشد.

مانیتورینگ، راهکار ایده‌آل صنعت فولاد

دنیل ژیرو آرزو دارد ترانســفورماتورها می‌توانستند با او صحبت کنند و زمانی که به مرحله‌ی شکست/حادثه می‌رسند یا به سرویس نیاز دارند، موضوع را بــه او بگویند. قطع برق او را عصبانی کــرده و هزینه‌ی زیادی نیز به کارفرمای او تحمیل می‌کند. بدون برق، تولید ABS متوقف می‌شود؛ که ضرر و زیان بســیار زیادی را به همراه دارد. دو کوره‌ی قوس الکتریکی در کارخانه‌ی فولادسازی نزدیک شهر اودین در شمال ایتالیا، حدود 200 تن قراضه‌ی فلز را در هر ســاعت ذوب و به فولاد مخصوص و ارزشمند برای استفاده در صنعت خودرو، راه‌آهن یا لوله‌های گاز تبدیل می‌کنند.

با توجه به متوسط قیمت هر تن فولاد، در صورت قطعی برق، ده‌ها هزار یورو در ساعت به شــرکت زیان وارد می‌شود. ژیرو می‌گوید: “گاهی اوقات چند روز طول می‌کشد تا یک ترانسفورماتور معیوب دوباره راه‌اندازی و برقدار شــود. می‌توانید تصور کنید که این زیان چقدر سنگین است.” ژیرو به‌عنوان سرپرست توزیع برق فشار قوی و فشار متوسط، مسئول نگهداری و پایدار و بدون خطا بودن شبکه برق کارخانه شامل 30 مگاوات پست برق و 9 دستگاه ترانسفورماتور روغنی بزرگ است. این کار به هیچ عنوان ساده نیست.

دنیل ژیرو سرپرست توزیع برق فشار قوی و فشار متوسط می‌تواند وضعیت هر ترانسفورماتور را به صورت مستقیم از اتاق کنترل خود بررسی کند.

شرکت ABS به تنهایی تقریبا همان مقدار انرژی را مصرف می‌کند که کل شهر اودین با 100.000 نفر جمعیت نیاز دارد. این مصرف بالا به دلیل وجود دو کوره قوس الکتریکی به عنوان قلب کارخانه فولادسازی است. عملکرد آنها مانند یک واحد جوشکاری بزرگ است. در داخل دیگ ذوب، الکترودهایــی از جنس گرافیت وجود دارد که هزاران آمپر جریان از آنها عبور می‌کند. این امر باعث ایجاد قوس الکتریکی بین الکترودها می‌شــود که دما را به بیش از 2.000 درجه سانتیگراد افزایش می‌دهد. بدین ترتیب ذوب کردن صدها تن فولاد قراضه در هربار پر کردن دیگ، در هر ساعت امکان‌پذیر می‌شود. ژیرو می‌گوید: “ما در عمل مواد را بازیافت می‌کنیم و به فلز قراضه، جان تازه‌ای می‌دهیم.”

کارخانــه، انرژی مورد نیاز برای این کار را از طریق یک خط فشــار قوی دریافت می‌کند. دو ترانســفورماتور کاهنده ابتدا ولتاژ را از 230 کیلوولت به 21 کیلوولت کاهش می‌دهند که از طریق شبکه داخلی کارخانه به سیستم‌های تولید ‌می‌رسد. چهار ترانسفورماتور قدرت تنها برای کوره‌های قوس الکتریکی استفاده می‌شود، که سخت‌ترین وظیفه را برعهده دارند. با حدود 200.000 عملیات تنظیم ولتاژ در سال، تپ چنجرهای تحت بار این ترانسفورماتورها بیشتر از بسیاری از ترانسفورماتورهای معمول شبکه در کل عمر کاری خود تغییر تپ می‌دهند. سه ترانسفورماتور دیگر وظیفه تغذیه سیستم‌های باقی مانده نظیر غلتک‌های نورد را بر عهده دارند.

دنیل ژیرو، سرپرست توزیع برق فشار قوی و فشار متوسط شرکت ABS

“من دوســت دارم سیستمی داشته باشــم که این امکان را به من بدهد تا وضعیت ترانسفورماتورها را در هر لحظه در طول سال بررسی کنم”

در مجموع 9 دستگاه ترانسفورماتور ، تنظیم ولتاژ را در کارخانه ABS برعهده دارند.

اميد كافی نيست

ژیــرو و دو همکارش تلاش زیــادی برای حفظ تولید در این شــرایط ســخت به عمل می‌آورند: “عالی می‌شد اگر سیستمی داشتیم که در آن هیــچ وقفه‌ای پیش نمی‌آمد. ولی این فقط یک رویا اســت و ما آنچه را که در توان داریم انجام می‌دهیم تا به این ایده‌آل نزدیک شــویم.”

ژیرو از حدود شــش سال پیش که در ABS مشــغول به کارشد، دائماً به دنبال راهکارهایی برای نظارت بهتر بر ناوگان ترانسفورماتوری خود بوده است. در حال حاضر، او فقط دو بار در ســال می‌تواند ترانسفورماتورها را به صورت کامل مورد بازرســی و کارهای سرویس و تعمیر را انجام دهد. یک بار در طول ســه هفته تعطیلات تابستانی کارخانه در ماه آگوست، و بار دوم در تعطیلات زمستانی کریسمس. اما بین این دو دوره چه اتفاقی می‌افتد؟ ژیرو فقط می‌تواند امیدوار باشــد که کار تعمیرونگهداری مناسب بوده و همه چیز به خوبی کار کند.

در واقع، این برای او کافی نیســت: “من مایلم سیستمی داشته باشــم که به من اجازه دهد در هر زمان از سال، وضعیت ترانســفورماتورهایم را پایش کنم.” دیدار دو سال پیش با استفانو وینالی ، مدیر فروش منطقه‌ای رینهازن در ایتالیا به موقع و مناسب بود. این دو شرکت از دیرباز با یکدیگر رابطه داشتند. تپ چنجرهای تحت بار MR بر روی همه ترانسفورماتورهای ABS نصب شده و عملیات سرویس منظم آنها توسط تکنســین‌های MR منجر به گفتمان فعال بین این دو شــرکت شده است.

کوره‌های قوس الکتریکی در کارخانه فولادسازی به اندازه یک شهر برق مصرف می‌کنند.

وینالی برای معرفی سیســتم ETOS به این کارخانه مراجعه کرد. پایش، کنترل و تنظیم ترانســفورماتورهای قدرت توســط این سیستم عامل امکان‌پذیر است. کارشناس رینهازن توضیح می‌دهد: “این سیستم دارای ساختار ماژولار است، بنابراین کاربران می‌توانند خود تصمیم بگیرند که می‌خواهند کدام بخش ترانســفورماتور را پایش کنند. اضافه کردن موارد تحت پایش نیز امکان‌پذیر است.” به‌عنوان مثال این می‌تواند شامل پایش بوشینگ ها و پایش روغن ترانسفورماتور یا کنترل هوشمند سیستم‌های خنک کننده باشد. برای وینالی واضح است که ETOS امنیت بیشتری ایجــاد می‌کند: “در صنایع فولاد، ســیمان یا هر کارخانــه‌ای که دارای ترانسفورماتور قدرت است، مانیتورینگ بسیار مهم است. من شرکت‌هایی را می‌شناسم که فقط یک ترانسفورماتور دارند و وقتی ترانسفورماتور دچار حادثه می‌شود، تمام تولیدشان متوقف می‌شود.”

زحمت کشیدن در گرما

ژیرو آمادگی پذیرش این پیشنهاد را داشت. فلسفه ABS این است که همیشه در فناوری‌های جدید سرمایه‌گذاری کند. شرکت ABS به عنوان عضوی از گروه دنیلی و یکی از تولیدکنندگان پیشرو در صنعت متالورژی، این امکان را دارد تــا فناوری که هنوز در بازار موجود نیســت را امتحان کند. ژیرو می‌گوید: “آزمایش مهم است.‌” او حتی در مورد مهمترین تجهیزات خود از آزمایش دریغ نکرد. با این حال، او در ابتدا محتاطانه عمل کرد. ژیرو برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ETOS، تصمیم گرفت در ابتدا از آن بر روی دو ترانسفورماتور و با همه ماژول‌های موجود استفاده کند. چرا که اگر چیزی ارزش انجام دادن داشته باشد، باید آن را درست و کامل انجام داد. یکی از ترانسفورماتورها چندین سال مورد بهره‌برداری قرار گرفته بود و ترانس دیگر کاملاً نو بود؛ که ABS به یک سازنده ترانسفورماتور ایتالیایی سفارش داده بود.

مجهزســازی ترانســفورماتور موجود، در زمان تعطیلات کارخانه در آگوست 2020 انجام شد. کارشناسان رینهازن در گرمای طاقت فرسای 39 درجه سانتیگراد، تابلوی کنترل از پیش تنظیم شده ETOS را بر روی ترانسفورماتور نصب کردند. سپس سنسورها را سیم کشی و در نهایت، عملکرد تجهیز را بررسی کردند. کار از روز دوشنبه شروع شد و روز جمعه به پایان رسید.

مانیتورینگ؛ اطلاعات بیشتر، کنترل بیشتر

از آن زمان به بعد ژیرو گامی مهم در جهت تحقق آرزوی خود مبنی بر در اختیار داشتن یک ترانسفورماتور سخنگو برداشت. دیگر او می‌تواند آنچه را که در ترانسفورماتور اتفاق می‌افتد، با جزئیات روی صفحه نمایش خود در اتاق کنترل ردیابی کند. در حقیقت ژیرو می‌تواند از هر رایانه‌ای در کارخانه به اطلاعات ترانسفورماتور دسترسی پیدا کند. این امر به‌وسیله وب‌سرور یکپارچه موجود در واحــد پردازش مرکزی در تابلوی کنترل ETOS امکان‌پذیر است. ژیرو می‌تواند دمای سیم پیچ ها را بخواند، در مورد کیفیت روغن اطلاعات بیشتری به دست آورد و همچنین تپ چنجرهای تحت بار را از هرکجا که بخواهد کنترل کند.

ETOS، علاوه بر مانیتورینگ، کنترل هوشمند اجزاء ترانسفورماتور مانند تپ چنجر تحت بار یا فن های خنک کننده را نیز امکان‌پذیر می‌سازد. اینکار بهره برداری را بهینه‌تر کرده و صرفه‌جویی در انرژی را افزایش می‌دهد. ژیرو می‌گوید: “اطلاعاتی که توسط سیستم ETOS جمع‌آوری می‌شود، برای ما بسیار مهم است. برای اولین بار، ما این امکان را داریم که وضعیت ترانسفورماتور را به صورت آنلاین ردیابی کنیم و همچنین در مورد ترانسفورماتور اطلاعات بیشتری کسب کنیم.”

“اطلاعات جمع‌آوری شده توسط سیستم برای ما بسیار مهم است. برای اولین بار ما این امکان را
داریم که وضعیت را به صورت آنی ردیابی کنیم و همچنین در مورد ترانسفورماتور اطلاعات بیشتری
کسب کنیم.”
دنیل ژیرو، سرپرست توزیع برق فشار قوی و فشار متوسط ABS

اکنون می‌دانیم که چگونه ترانســفورماتور به برخی شرایط بهره‌برداری واکنش نشان می‌دهد. ما هنوز در ابتدای راه هستیم، اما گمان می‌کنم که بهبود قابل توجه وضعیت داده‌ها، مبنای بسیار بهتری برای تصمیم‌گیری به ما خواهد داد و ما می‌توانیم برنامه‌ریزی بهتری داشته باشیم. در واقع ما اولین قدم را برداشته‌ایم.” او نمی‌خواهد زمان زیادی را در مراحل بعدی از دست بدهد. در سه سال آینده، قرار است این سیستم پایش برروی سایر ترانسفورماتورهای تحت بهره‌برداری نیز نصب شود.

دنیل ژیرو قصد دارد تمام ترانسفورماتورها را به صورت تدریجی هوشمند کند.

ETOS به عنوان یک سیستم عامل جانمایی شده، یک راهکار باز و ماژولار برای پایش، کنترل و تنظیم ترانسفورماتورهای قدرت است. با توجه به نیازها می‌توانید از میان شش پکیج زیر، موارد موردنظر خود را انتخاب نمایید:

مانیتورینگ ترانسفورماتور: ارائه گزارش در مورد وضعیت دما، تجهیزات حفاظتی، جریان، ولتاژ و محاسبه میزان پیری و عمر از دست‌رفته

مانیتورینگ تپ چنجر تحت بار: پایش سیگنال‌های موتور درایو، دمای روغن و آمار عملکرد تپ چنجر

پایش آنلاین گازهای محلول در روغن: ارزیابی مقدار گاز و رطوبت محلول در روغن عایقی

کنترل و مانیتورینگ سیستم خنک کننده: نظارت بر شروع فرایند خنک کنندگی و کارایی سیستم خنک کننده و همچنین کنترل هوشمند بر اساس شرایط بار و شرایط دمایی

مانیتورینگ بوشینگ: پایش مداوم بوشینگ ها با استفاده از روش مرجع دوگانه

تنظیم اتوماتیک ولتاژ: از تنظیم ساده ولتاژ تا طیف وسیعی از روش‌های عملکرد موازی برای ترانسفورماتورها و عملیات پیچیده تنظیم

ETOS در هر محیطی، بر روی ترانسفورماتور نصب می‌شود و ارتباط بین سطوح فرایندی و کنترلی را تشکیل می‌دهد.

منبع:
https://onload.reinhausen.com/en/06-2021/digital-steel