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以无线方式监视机场油库以优化营运
 

【作者: Ross Yu等人】2018年05月02日 星期三

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燃油费用在航空公司营运支出中所占的比例高达 30%。这使得在大型机场有效管理和高效分配燃油供应成为航空业的关键。然而,管理机场的油库是一项令人望而却步的任务。管理过程涉及将燃油运输到机场、将燃油储存到油罐中、以及从油罐向飞机提供干净、符合规格的燃油。油库的机器需要始终保持线上,以确保安全和高效地为飞机提供服务,即使轻微的故障也有可能产生连锁反应,影响飞机准时起飞,以及其他对航空公司营运而言至关重要的关键衡量指标,诸如油泵故障和燃油泄漏等严重事故可能是灾难性的,其将可能危害人员安全并导致损失,这有可能导致机场设施必须关闭,并对环境造成负面的影响。


最近在美国大型国内机场发生的两次事故突显了严密监视和正确维护油库设备的重要性。在第一次事故中,火灾损坏了10多个油泵,导致15%离港航班延误或取消。此外,在火灾后离开的航班中,75% 必须安排在另一个机场降落加油。就事故机场而言,这意味着需要运送燃油、建立临时燃油系统、以及更换受损设备,因此增加了营运费用。


在第二次事故中,由于燃油泄漏而导致了一场持续的设备火灾,损坏了该停机坪的所有14个油泵和筛检程式。加油能力降低了 50%,这对一个每天平均加油 160 万至 200万加仑的机场而言是个严重问题。


在这两次事故中,根本原因归结为由老化导致的油泵设备机械故障。随着时间推移,油泵的疲劳、振动和摩擦将油泵的温度提高到了危险水准,导致高风险的火花和燃油点燃现象。航空业预测机械故障的方法是测量油泵的振动和温度,然而安装成本和必须使用导线让传统的有线感测器无法得到广泛采用。


以无线方式解决机械劣化

TDG Technologies 公司开发了 SmartHAWK 无线振动与温度感测器,用于机场油库等重要和危险的场所。此无线解决方案由一块长寿命锂电池供电,能够在由金属和其他挑战性结构配置组成的严酷环境中可靠运行 (图 1)。透过测量机器温度 (表示机械载荷) 和沿 3 个独立轴 (轴向、径向和切向) 的振动,单个电感器可全面测量一个油泵的机械劣化情况 (图 2)。


图1 : 机场油库中严酷的 RF 环境━ ADI的 SmartMesh IP WSN 使 TDG Technology 的感测器能够在危险区域和金属障碍物中可靠通讯。
图1 : 机场油库中严酷的 RF 环境━ ADI的 SmartMesh IP WSN 使 TDG Technology 的感测器能够在危险区域和金属障碍物中可靠通讯。

图2 : 以无线方式监视机场加油系统使维护团队能够识别并排除潜在的灾难性油泵故障,这种故障有可能中断机场运行。
图2 : 以无线方式监视机场加油系统使维护团队能够识别并排除潜在的灾难性油泵故障,这种故障有可能中断机场运行。

1.老化或有缺陷的油泵电动机随着时间推移会增加摩擦力。如果任其发展而不加维护,电动机故障可能导致燃油泄漏并产生火花,这是危险的点火源。


2.TDG SmartHAWK 无线振动感测器主动检测电动机上的异常振动和温度读数,常常是在电动机状态达到危险水准之前。


3.TDG SmartHAWK 无线双类比感测器用监视燃油筛检程式的硬连线压力感测器测量入口和出口读数,以使高品质燃油得以流过。


TDG Technologies公司副总裁Andrew Wagner表示,相关的解决方案在机场设施中运行将近两年,其优化了SmartHAWK 系统,以支援机场油库独特的运行特点。该公司的目标便是透过智慧技术协助客户针对资源利用快速作出有根据的决策。


由于无线通讯网路必须无瑕疵、无需干预地运行,所以 TDG Technologies 选择了ADI的 SmartMesh嵌入式无线网格网路,SmartMesh 网路经过现场验证,在要求严苛的工业应用中可高度可靠地以低功率运行。


ADI的 SmartMesh 无线网格网路是坚固的网路解决方案,使无线感测器能够在危险和非危险的工业环境中运行。 SmartMesh 技术使 SmartHAWK 无线振动和温度感测器能够非常方便地安装和操作,工作人员更无需拥有专门的RF专长即可操作 (图 3)。



图3 : 在危险环境中监视工作状态━ TDG Technologies 提供的 SmartHAWK 无线振动和温度感测器在一个机场油库中监视油泵振动和温度。
图3 : 在危险环境中监视工作状态━ TDG Technologies 提供的 SmartHAWK 无线振动和温度感测器在一个机场油库中监视油泵振动和温度。

SmartHAWK发出的警报可以立即传递到任何行动装置,以加速资源部署,采取先发制人的措施,实现最佳机器维护效果。此外,SmartHAWK 针对油泵等旋转型设备为技术人员和设备操作人员提供即时、量化的健康状态资讯,具经济效益的监视设备健康趋势,使技术人员能够决定是否安排或推迟预防性维护工作。


部署无线感测器系统

自2014年12月以来,TDG Technologies 公司已经在美国西南部的几个机场油库部署了 SmartHAWK无线感测器系统。每个地点的机场技术人员都建立了即时警报门限,以尽早指出关键油泵系统超出规格运行的情况。迄今为止,SmartHAWK 监视的任何机场设备都未发生灾难性设备故障。


为简化日常维运,机场设备管理人员正在利用即时资料记录机器的监视基线、评估设备性能并主动安排设备维护工作,以减轻机器故障,优化营运效率。在现已就位的无线网格网路基础上,设备管理人员计画增加更多感测器,以完成油泵健康状况监视以外的工作,例如即时查看刚接收的燃油的品质以及测量压力、热电偶、应变计和更新换能器,以监视燃油在油泵和油库中的流动情况。


结论

SmartHAWK 无线监视解决方案?明了机场设备管理团队主动维护关键加油系统,可使系统良好的位于正常运行规格之内,避免机械火花和燃油点燃情况。


此外,透过实现更加以资料为主导的决策过程,SmartHAWK 系统提高了效率并可降低营运成本。使用 SmartMesh IP 无线通讯技术使 SmartHAWK 感测器能够在油库中的金属和混凝土之间可靠通信,并作为网格网路基础设施,用于未来增加营运监视功能。


(本文作者Ross Yu 为ADI产品行销经理、Randy Zanassi为TDG Technologies公司行销总监 )


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