Une compagnie d’électricité utilise le système de surveillance sans fil Rosemount™ pour prévenir les pannes de courant

Client

Une compagnie d’électricité située dans le nord-est des États-Unis.

Champ d’application

Surveillance à distance des centrales à turbines, des cuves de chaudières et des bâtiments afin de les protéger contre le gel.

Problème

L’entreprise subissait jusqu’à cinq pannes électriques chaque hiver par temps froid lorsque l’équipement gelait. Chaque fois que l’électricité de l’usine venait à tomber en panne et devait être rétablie, cela pouvait coûter jusqu’à 250 000 dollars, tout cela parce que l’entreprise ne surveillait pas la température. L’installation d’appareils de mesure filaires était trop coûteuse, mais les transmetteurs de température sans fil ont résolu le problème. L’installation initiale de cinq transmetteurs de température sans fil s’étant avérée si efficace, l’entreprise dispose désormais de plus de 60 appareils sans fil installés pour mesurer la température, la pression, le débit, les vibrations et le niveau dans l’ensemble de l’usine. La centrale électrique est une installation vieille de 60 ans, dotée d’un équipement de mesure limité, et il n’est pas facile de trouver le câblage nécessaire pour installer de nouveaux instruments. L’installation de transmetteurs filaires et de l’infrastructure nécessaire était trop coûteuse. L’usine est vaste et devait mesurer la température dans plusieurs bâtiments de turbines éloignés les uns des autres. Le problème était compliqué par la présence de deux systèmes de contrôle-commande non Emerson et d’un système commun de traitement des données (DHS) pour le reste de l’exploitation de l’usine.

Solution

L’installation initiale comprenait cinq transmetteurs de température sans fil Rosemount 648 et une passerelle Emerson 1420. La sortie Modbus® de la passerelle a facilité le raccordement au DHS. La centrale surveille désormais en continu les stations de turbine distantes, les transmetteurs de niveau des ballons de chaudière distants et la température des bâtiments distants afin de protéger les installations contre le gel. Les données des transmetteurs sont transmises via la passerelle au DHS à des fins de surveillance en temps réel, d’analyse des tendances et de déclenchement d’alarmes. Cette capacité de surveillance en temps réel, associée à la fonction d’alerte transmise à la salle de commande, permet à l’opérateur de prendre des mesures correctives afin d’éviter un incident.

La même passerelle est désormais utilisée pour connecter 60 appareils WirelessHART® supplémentaires au système de contrôle-commande pour la surveillance de l’état des machines. Parmi ces appareils, on trouve les transmetteurs de pression Rosemount 3051S, les transmetteurs de température sans fil Rosemount 648, les transmetteurs de vibrations CSI 9420, les transmetteurs de pression différentielle et les transmetteurs de débit à effet Coriolis Micro Motion™. Les appareils sans fil THUM™ d’Emerson sont installés sur différents transmetteurs câblés 4-20 mA pour convertir leurs signaux HART® 4-20 mA à deux ou quatre câbles en WirelessHART. Les adaptateurs THUM sont également installés en tant que répéteurs autonomes pour étendre le réseau sans fil dans toute l’usine. « Les appareils sans fil THUM d’Emerson sont si flexibles que je les utilise même sur des équipements câblés non Emerson », explique le superviseur Instrumentation et contrôle de la centrale électrique. « Un exemple est un transmetteur de niveau à ondes guidées conforme au protocole HART sur un réservoir de cendres volantes. »

La centrale vient d’acquérir un radar de niveau à ondes guidées sans fil Rosemont 3308 destiné à un réservoir d’huile de démarrage, afin de compléter les contrôles manuels. « Nous aurons toujours besoin de personnel pour surveiller les équipements, mais les instruments sans fil d’Emerson envoient les données à un écran de la salle de commande, ce que nous n’avions jamais eu auparavant », constate le superviseur I&C. « Nous pouvons équiper de capteurs sans fil n’importe quel appareil que l’on contrôle actuellement manuellement. Au lieu de recueillir des données toutes les six heures lors d’une ronde manuelle, celles-ci sont désormais disponibles en temps réel, en continu. Si je veux savoir ce qu’il y a dans le réservoir, je peux me connecter et le vérifier. Tout est disponible sur demande. Je considère le sans fil comme une aide et comme me fournissant des informations de « feuille de rêve ». Maintenant, avec le sans fil, je peux obtenir ces informations à un prix raisonnable. »

La centrale possède de nombreux moteurs — certains jusqu’à 1 500 ch — qui n’ont pas de sondes de surveillance des vibrations. Elle possède également des centaines d’autres appareils pour lesquels la température, la pression et d’autres mesures seraient utiles. Le superviseur I&C a mis au point une manière unique de décider où justifier l’installation de moniteurs sans fil. « Je suis capable de connecter n’importe quel appareil compatible HART à la passerelle et d’enregistrer ces informations sur le DHS de l’usine. « De même, lorsque les ingénieurs cherchent à améliorer les performances et ont besoin d’un suivi à court terme, j’utilise le système sans fil d’Emerson pour transmettre ces informations au centre de contrôle de l’usine », explique-t-il. La configuration sans fil sert désormais d’outil de dépannage lorsque des équipements ou des zones non surveillés rencontrent des problèmes intermittents ou inhabituels.

Résultats commerciaux

« Le sans-fil me coûte entre 2 500 et 3 500 dollars par point, contre 10 000 à 15 000 dollars pour une version câblée », explique-t-il. « Mettre en place un instrument à 10 000 à 15 000 $ est difficile à justifier. Et si ces informations ne sont pas jugées absolument indispensables en toutes circonstances, 10 000 dollars, c’est une somme considérable pour des données dont nous ne disposons plus depuis 30 ans. Cependant, installer un appareil sans fil qui peut être déplacé pour 2 500 à 3 500 dollars par point est beaucoup plus faisable. Si les données s’avèrent suffisamment pertinentes, nous envisagerons de rendre l’installation permanente. Je dispose de systèmes de mesure de la température, de la pression et des vibrations qui peuvent être installés n’importe où et à tout moment. Ils transmettent les données à mon système SCADA, et nous évaluons les résultats. »

L’installation de transmetteurs sans fil a été un succès dès la première installation en 2010. « Depuis, de nombreuses alarmes sont arrivées, et nous pouvons maintenant identifier les problèmes avant qu’une unité ne gèle », explique le superviseur I&C. « Les transmetteurs de température fonctionnent depuis cinq hivers maintenant, ils ont donc eu beaucoup de temps de fonctionnement. Nous détectons les petits problèmes avant qu’ils ne se transforment en gros problèmes. »

Depuis la première installation en 2010, l’usine n’a subi aucun déclenchement lié au gel. « Avec cinq pannes possibles par an en fonction de la rigueur de l’hiver, et avec un coût de 250 000 $ pour chaque déclenchement, cela représente une économie pouvant atteindre 1 250 000 $ par an », dit-il.