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以無線方式監視機場油庫以優化營運
[作者 Ross Yu等人]   2018年05月02日 星期三 瀏覽人次: [1220]


燃油費用在航空公司營運支出中所佔的比例高達 30%。這使得在大型機場有效管理和高效分配燃油供應成為航空業的關鍵。然而,管理機場的油庫是一項令人望而卻步的任務。管理過程涉及將燃油運輸到機場、將燃油儲存到油罐中、以及從油罐向飛機提供乾淨、符合規格的燃油。油庫的機器需要始終保持線上,以確保安全和高效地為飛機提供服務,即使輕微的故障也有可能產生連鎖反應,影響飛機準時起飛,以及其他對航空公司營運而言至關重要的關鍵衡量指標,諸如油泵故障和燃油洩漏等嚴重事故可能是災難性的,其將可能危害人員安全並導致損失,這有可能導致機場設施必須關閉,並對環境造成負面的影響。


最近在美國大型國內機場發生的兩次事故突顯了嚴密監視和正確維護油庫設備的重要性。在第一次事故中,火災損壞了10多個油泵,導致15%離港航班延誤或取消。此外,在火災後離開的航班中,75% 必須安排在另一個機場降落加油。就事故機場而言,這意味著需要運送燃油、建立臨時燃油系統、以及更換受損設備,因此增加了營運費用。


在第二次事故中,由於燃油洩漏而導致了一場持續的設備火災,損壞了該停機坪的所有14個油泵和篩檢程式。加油能力降低了 50%,這對一個每天平均加油 160 萬至 200萬加侖的機場而言是個嚴重問題。


在這兩次事故中,根本原因歸結為由老化導致的油泵設備機械故障。隨著時間推移,油泵的疲勞、振動和摩擦將油泵的溫度提高到了危險水準,導致高風險的火花和燃油點燃現象。航空業預測機械故障的方法是測量油泵的振動和溫度,然而安裝成本和必須使用導線讓傳統的有線感測器無法得到廣泛採用。


以無線方式解決機械劣化

TDG Technologies 公司開發了 SmartHAWK 無線振動與溫度感測器,用於機場油庫等重要和危險的場所。此無線解決方案由一塊長壽命鋰電池供電,能夠在由金屬和其他挑戰性結構配置組成的嚴酷環境中可靠運行 (圖 1)。透過測量機器溫度 (表示機械載荷) 和沿 3 個獨立軸 (軸向、徑向和切向) 的振動,單個電感器可全面測量一個油泵的機械劣化情況 (圖 2)。


圖1 : 機場油庫中嚴酷的 RF 環境─ ADI的 SmartMesh IP WSN 使 TDG Technology 的感測器能夠在危險區域和金屬障礙物中可靠通訊。
圖1 : 機場油庫中嚴酷的 RF 環境─ ADI的 SmartMesh IP WSN 使 TDG Technology 的感測器能夠在危險區域和金屬障礙物中可靠通訊。

圖2 : 以無線方式監視機場加油系統使維護團隊能夠識別並排除潛在的災難性油泵故障,這種故障有可能中斷機場運行。
圖2 : 以無線方式監視機場加油系統使維護團隊能夠識別並排除潛在的災難性油泵故障,這種故障有可能中斷機場運行。

1.老化或有缺陷的油泵電動機隨著時間推移會增加摩擦力。如果任其發展而不加維護,電動機故障可能導致燃油洩漏並產生火花,這是危險的點火源。


2.TDG SmartHAWK 無線振動感測器主動檢測電動機上的異常振動和溫度讀數,常常是在電動機狀態達到危險水準之前。


3.TDG SmartHAWK 無線雙類比感測器用監視燃油篩檢程式的硬連線壓力感測器測量入口和出口讀數,以使高品質燃油得以流過。


TDG Technologies公司副總裁Andrew Wagner表示,相關的解決方案在機場設施中運行將近兩年,其優化了SmartHAWK 系統,以支援機場油庫獨特的運行特點。該公司的目標便是透過智慧技術協助客戶針對資源利用快速作出有根據的決策。


由於無線通訊網路必須無瑕疵、無需干預地運行,所以 TDG Technologies 選擇了ADI的 SmartMesh嵌入式無線網格網路,SmartMesh 網路經過現場驗證,在要求嚴苛的工業應用中可高度可靠地以低功率運行。


ADI的 SmartMesh 無線網格網路是堅固的網路解決方案,使無線感測器能夠在危險和非危險的工業環境中運行。SmartMesh 技術使 SmartHAWK 無線振動和溫度感測器能夠非常方便地安裝和操作,工作人員更無需擁有專門的RF專長即可操作 (圖 3)。



圖3 : 在危險環境中監視工作狀態─ TDG Technologies 提供的 SmartHAWK 無線振動和溫度感測器在一個機場油庫中監視油泵振動和溫度。
圖3 : 在危險環境中監視工作狀態─ TDG Technologies 提供的 SmartHAWK 無線振動和溫度感測器在一個機場油庫中監視油泵振動和溫度。

SmartHAWK發出的警報可以立即傳遞到任何行動裝置,以加速資源部署,採取先發制人的措施,實現最佳機器維護效果。此外,SmartHAWK 針對油泵等旋轉型設備為技術人員和設備操作人員提供即時、量化的健康狀態資訊,具經濟效益的監視設備健康趨勢,使技術人員能夠決定是否安排或推遲預防性維護工作。


部署無線感測器系統

自2014年12月以來,TDG Technologies 公司已經在美國西南部的幾個機場油庫部署了 SmartHAWK無線感測器系統。每個地點的機場技術人員都建立了即時警報門限,以儘早指出關鍵油泵系統超出規格運行的情況。迄今為止,SmartHAWK 監視的任何機場設備都未發生災難性設備故障。


為簡化日常維運,機場設備管理人員正在利用即時資料記錄機器的監視基線、評估設備性能並主動安排設備維護工作,以減輕機器故障,優化營運效率。在現已就位的無線網格網路基礎上,設備管理人員計畫增加更多感測器,以完成油泵健康狀況監視以外的工作,例如即時查看剛接收的燃油的品質以及測量壓力、熱電偶、應變計和更新換能器,以監視燃油在油泵和油庫中的流動情況。


結論

SmartHAWK 無線監視解決方案?明了機場設備管理團隊主動維護關鍵加油系統,可使系統良好的位於正常運行規格之內,避免機械火花和燃油點燃情況。


此外,透過實現更加以資料為主導的決策過程,SmartHAWK 系統提高了效率並可降低營運成本。使用 SmartMesh IP 無線通訊技術使 SmartHAWK 感測器能夠在油庫中的金屬和混凝土之間可靠通信,並作為網格網路基礎設施,用於未來增加營運監視功能。


(本文作者Ross Yu 為ADI產品行銷經理、Randy Zanassi為TDG Technologies公司行銷總監 )


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