挑戰(zhàn)

燃油費用在航空公司運營支出中占比高達 30%。這使得在大型機場有效管理和高效分配燃油供應(yīng)成為了航空業(yè)的頭等大事。然而，管理機場的油庫是一項令人望而卻步的任務(wù)。管理過程涉及將燃油運輸?shù)綑C場、將燃油存儲到油罐中、以及從油罐向飛機提供干凈、符合規(guī)格的燃油。油庫的機器需要始終保持在線，以確保安全和高效地為飛機提供服務(wù)。即使輕微的故障也有可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，影響飛機準時離港以及其他對航空公司運營而言至關(guān)重要的關(guān)鍵衡量指標。諸如油泵故障和燃油泄漏等嚴重事故可能是災(zāi)難性的，危害人員安全并導(dǎo)致?lián)p失，這有可能導(dǎo)致必須關(guān)閉機場設(shè)施，并對環(huán)境造成負面影響。

最近在美國大型國內(nèi)機場發(fā)生的兩次事故突出顯示了緊密監(jiān)視和正確維護油庫設(shè)備的重要性。在第一次事故中，火災(zāi)損壞了 10 多個油泵，導(dǎo)致 15% 離港航班延誤或取消。此外，在火災(zāi)后離開的航班中，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(tǒng)、以及更換受損設(shè)備，因此增加了運營費用。

在第二次事故中，由于燃油泄漏而導(dǎo)致了一場持續(xù)的設(shè)備火災(zāi)，損壞了該停機坪的所有 14 個油泵和過濾器。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，根本原因都歸結(jié)為由老化導(dǎo)致的油泵設(shè)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平，導(dǎo)致高風(fēng)險的火花和燃油點燃現(xiàn)象。航空業(yè)預(yù)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(dǎo)線使得傳統(tǒng)的有線傳感器無法得到廣泛采用。

解決方案

TDG Technologies 公司開發(fā)了 SmartHAWK™ 無線振動與溫度傳感器，用于機場油庫等至關(guān)重要和危險的場所。這一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(zhàn)性結(jié)構(gòu)配置組成的嚴酷環(huán)境中可靠運行 (圖 1)。通過測量機器溫度 (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(huán)境 ─ 凌力爾特的 SmartMesh IP WSN 使 TDG Technology 的傳感器能夠在危險區(qū)域和金屬障礙物中可靠通信

圖 2：以無線方式監(jiān)視機場加油系統(tǒng)使維護團隊能夠識別并消除潛在的災(zāi)難性油泵故障，這種故障有可能中斷機場運行

TDG Technologies 公司副總裁 Andrew Wagner 表示：“我們的解決方案在機場設(shè)施中運行將近兩年了，我們優(yōu)化了 SmartHAWK 系統(tǒng)，以支持機場油庫獨特的運行特點。我們公司的目標是，用智能技術(shù)武裝客戶，幫助客戶就資源利用快速做出有根據(jù)的決策。”

由于無線通信網(wǎng)絡(luò)必須無瑕疵地、無需干預(yù)地運行，所以 TDG Technologies 選擇了凌力爾特的 SmartMesh^® 嵌入式無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，SmartMesh 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過現(xiàn)場驗證，在要求苛刻的工業(yè)應(yīng)用中可高度可靠地以低功率運行。

Wagner 先生還提到：“凌力爾特的 SmartMesh 無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)是堅固的網(wǎng)絡(luò)解決方案，使我們的無線傳感器能夠在危險和非危險的工業(yè)環(huán)境中運行，而這安裝了我們系統(tǒng)。”SmartMesh 技術(shù)使 SmartHAWK 無線振動和溫度傳感器能夠非常方便地安裝和操作，工作人員無需擁有專門的 RF 專長 (圖 3)。

圖 3：在危險環(huán)境中監(jiān)視工作狀態(tài) ─ TDG Technologies 提供的 SmartHAWK 無線振動和溫度傳感器在一個機場油庫中監(jiān)視油泵振動和溫度

SmartHAWK 發(fā)出的警報可以立即傳遞到任何移動設(shè)備，以加速資源部署，采取先發(fā)制人的措施，實現(xiàn)最佳機器維護效果。此外，SmartHAWK 針對油泵等旋轉(zhuǎn)型設(shè)備為技術(shù)人員和設(shè)備操作人員提供實時、量化的健康狀態(tài)信息，具經(jīng)濟效益地監(jiān)視設(shè)備健康趨勢，使技術(shù)人員能夠決定是否安排或推遲預(yù)防性維護工作。

成果

自 2014 年 12 月以來，TDG Technologies 公司已經(jīng)在美國西南部的幾個機場油庫部署了 SmartHAWK 無線傳感器系統(tǒng)。每個地點的機場技術(shù)人員都建立了實時警報門限，以盡早指出關(guān)鍵油泵系統(tǒng)超出規(guī)格運行的情況。迄今為止，SmartHAWK 監(jiān)視的任何機場設(shè)備都未發(fā)生災(zāi)難性設(shè)備故障。

為了簡化日常運維，機場設(shè)備管理人員正在利用實時數(shù)據(jù)記錄機器的監(jiān)視基線、評估設(shè)備性能并主動安排設(shè)備維護工作，以減輕機器故障，優(yōu)化運營效率。在現(xiàn)已就位的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，設(shè)備管理人員計劃增加更多傳感器，以完成油泵健康狀況監(jiān)視以外的工作，例如實時查看剛接收的燃油的質(zhì)量以及測量壓力、熱電偶、應(yīng)變計和更換換能器，以監(jiān)視燃油在油泵和油庫中的流動情況。

結(jié)論

SmartHAWK 無線監(jiān)視解決方案正在幫助機場設(shè)備管理團隊主動維護關(guān)鍵加油系統(tǒng)，使系統(tǒng)很好地位于正常運行規(guī)格之內(nèi)，避免機械火花和燃油點燃情況。此外，通過實現(xiàn)更加以數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的決策過程，SmartHAWK 系統(tǒng)幫助提高了效率、降低了運營成本。使用 SmartMesh IP 無線通信技術(shù)使 SmartHAWK 傳感器能夠在油庫中的金屬和混凝土之間可靠通信，并作為網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，用于未來增加運營監(jiān)視功能。