挑戰(zhàn)

燃油費(fèi)用在航空公司運(yùn)營(yíng)支出中占比高達(dá) 30%。這使得在大型機(jī)場(chǎng)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(jī)場(chǎng)的油庫(kù)是一項(xiàng)令人望而卻步的任務(wù)。管理過(guò)程涉及將燃油運(yùn)輸?shù)綑C(jī)場(chǎng)、將燃油存儲(chǔ)到油罐中、以及從油罐向飛機(jī)提供干凈、符合規(guī)格的燃油。油庫(kù)的機(jī)器需要始終保持在線，以確保安全和高效地為飛機(jī)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(jī)準(zhǔn)時(shí)離港以及其他對(duì)航空公司運(yùn)營(yíng)而言至關(guān)重要的關(guān)鍵衡量指標(biāo)。諸如油泵故障和燃油泄漏等嚴(yán)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(jī)場(chǎng)設(shè)施，并對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。

最近在美國(guó)大型國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)發(fā)生的兩次事故突出顯示了緊密監(jiān)視和正確維護(hù)油庫(kù)設(shè)備的重要性。在第一次事故中，火災(zāi)損壞了 10 多個(gè)油泵，導(dǎo)致 15% 離港航班延誤或取消。此外，在火災(zāi)后離開(kāi)的航班中，75% 必須安排在另一個(gè)機(jī)場(chǎng)降落加油。就事故機(jī)場(chǎng)而言，這意味著需要運(yùn)送燃油、建立臨時(shí)燃油系統(tǒng)、以及更換受損設(shè)備，因此增加了運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

在第二次事故中，由于燃油泄漏而導(dǎo)致了一場(chǎng)持續(xù)的設(shè)備火災(zāi)，損壞了該停機(jī)坪的所有 14 個(gè)油泵和過(guò)濾器。加油能力降低了 50%，這對(duì)一個(gè)每天平均加油 160 萬(wàn)至 200萬(wàn)加侖的機(jī)場(chǎng)而言是個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。在這兩次事故中，根本原因都?xì)w結(jié)為由老化導(dǎo)致的油泵設(shè)備機(jī)械故障。隨著時(shí)間推移，油泵的疲勞、振動(dòng)和摩擦將油泵的溫度提高到了危險(xiǎn)水平，導(dǎo)致高風(fēng)險(xiǎn)的火花和燃油點(diǎn)燃現(xiàn)象。航空業(yè)預(yù)測(cè)機(jī)械故障的方法是測(cè)量油泵的振動(dòng)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(wú)法得到廣泛采用。

解決方案

TDG Technologies 公司開(kāi)發(fā)了 SmartHAWK™ 無(wú)線振動(dòng)與溫度傳感器，用于機(jī)場(chǎng)油庫(kù)等至關(guān)重要和危險(xiǎn)的場(chǎng)所。這一無(wú)線解決方案由一塊長(zhǎng)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(yán)酷環(huán)境中可靠運(yùn)行 (圖 1)。通過(guò)測(cè)量機(jī)器溫度 (表示機(jī)械載荷) 和沿 3 個(gè)獨(dú)立軸 (軸向、徑向和切向) 的振動(dòng)，單個(gè)電感器可全面測(cè)量一個(gè)油泵的機(jī)械劣化情況 (圖 2)。

圖 1：機(jī)場(chǎng)油庫(kù)中嚴(yán)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(xiǎn)區(qū)域和金屬障礙物中可靠通信

圖 2：以無(wú)線方式監(jiān)視機(jī)場(chǎng)加油系統(tǒng)使維護(hù)團(tuán)隊(duì)能夠識(shí)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(jī)場(chǎng)運(yùn)行

TDG Technologies 公司副總裁 Andrew Wagner 表示：“我們的解決方案在機(jī)場(chǎng)設(shè)施中運(yùn)行將近兩年了，我們優(yōu)化了 SmartHAWK 系統(tǒng)，以支持機(jī)場(chǎng)油庫(kù)獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)。我們公司的目標(biāo)是，用智能技術(shù)武裝客戶(hù)，幫助客戶(hù)就資源利用快速做出有根據(jù)的決策。”

由于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)必須無(wú)瑕疵地、無(wú)需干預(yù)地運(yùn)行，所以 TDG Technologies 選擇了凌力爾特的 SmartMesh^® 嵌入式無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，SmartMesh 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)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(yùn)行。

Wagner 先生還提到：“凌力爾特的 SmartMesh 無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)是堅(jiān)固的網(wǎng)絡(luò)解決方案，使我們的無(wú)線傳感器能夠在危險(xiǎn)和非危險(xiǎn)的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行，而這安裝了我們系統(tǒng)。”SmartMesh 技術(shù)使 SmartHAWK 無(wú)線振動(dòng)和溫度傳感器能夠非常方便地安裝和操作，工作人員無(wú)需擁有專(zhuān)門(mén)的 RF 專(zhuān)長(zhǎng) (圖 3)。

圖 3：在危險(xiǎn)環(huán)境中監(jiān)視工作狀態(tài) ─ TDG Technologies 提供的 SmartHAWK 無(wú)線振動(dòng)和溫度傳感器在一個(gè)機(jī)場(chǎng)油庫(kù)中監(jiān)視油泵振動(dòng)和溫度

SmartHAWK 發(fā)出的警報(bào)可以立即傳遞到任何移動(dòng)設(shè)備，以加速資源部署，采取先發(fā)制人的措施，實(shí)現(xiàn)最佳機(jī)器維護(hù)效果。此外，SmartHAWK 針對(duì)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(shí)時(shí)、量化的健康狀態(tài)信息，具經(jīng)濟(jì)效益地監(jiān)視設(shè)備健康趨勢(shì)，使技術(shù)人員能夠決定是否安排或推遲預(yù)防性維護(hù)工作。

成果

自 2014 年 12 月以來(lái)，TDG Technologies 公司已經(jīng)在美國(guó)西南部的幾個(gè)機(jī)場(chǎng)油庫(kù)部署了 SmartHAWK 無(wú)線傳感器系統(tǒng)。每個(gè)地點(diǎn)的機(jī)場(chǎng)技術(shù)人員都建立了實(shí)時(shí)警報(bào)門(mén)限，以盡早指出關(guān)鍵油泵系統(tǒng)超出規(guī)格運(yùn)行的情況。迄今為止，SmartHAWK 監(jiān)視的任何機(jī)場(chǎng)設(shè)備都未發(fā)生災(zāi)難性設(shè)備故障。

為了簡(jiǎn)化日常運(yùn)維，機(jī)場(chǎng)設(shè)備管理人員正在利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄機(jī)器的監(jiān)視基線、評(píng)估設(shè)備性能并主動(dòng)安排設(shè)備維護(hù)工作，以減輕機(jī)器故障，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率。在現(xiàn)已就位的無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，設(shè)備管理人員計(jì)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(shí)時(shí)查看剛接收的燃油的質(zhì)量以及測(cè)量壓力、熱電偶、應(yīng)變計(jì)和更換換能器，以監(jiān)視燃油在油泵和油庫(kù)中的流動(dòng)情況。

結(jié)論

SmartHAWK 無(wú)線監(jiān)視解決方案正在幫助機(jī)場(chǎng)設(shè)備管理團(tuán)隊(duì)主動(dòng)維護(hù)關(guān)鍵加油系統(tǒng)，使系統(tǒng)很好地位于正常運(yùn)行規(guī)格之內(nèi)，避免機(jī)械火花和燃油點(diǎn)燃情況。此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)更加以數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的決策過(guò)程，SmartHAWK 系統(tǒng)幫助提高了效率、降低了運(yùn)營(yíng)成本。使用 SmartMesh IP 無(wú)線通信技術(shù)使 SmartHAWK 傳感器能夠在油庫(kù)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(lái)增加運(yùn)營(yíng)監(jiān)視功能。