Prediktívna údržba na výrobných linkách - inteligentný prístup; Elektronika - dnes
Neplánované operácie údržby a výsledné výpadky výroby sú problémom väčšiny organizácií.
Prediktívna údržba sa začína pravidelnou alebo nepretržitou kontrolou stavu zariadenia, aby bolo možné na indikáciu/detekciu možného prevádzkového problému použiť každú významnú zmenu parametrov, ako je teplota, vibrácie alebo iné veličiny špecifické pre danú aplikáciu. Týmto spôsobom je možné zariadenie vymeniť alebo opraviť ekonomickým spôsobom, v predpokladanom časovom období, skôr ako stratí výkon alebo sa pokazí, čo spôsobí neočakávané prerušenia. Aby sme získali predstavu o rozsahu tohto nežiaduceho javu, spoločnosť Deloitte uvádza, že takéto prerušenia stoja priemyselných výrobcov 50 miliárd dolárov a 42% výpadkov je spôsobených poruchami zariadení. Nové systémy prediktívnej údržby potrebujú kvalitné komponenty, ktoré bezchybne informujú o prevádzkovom stave monitorovaných systémov.
Súčasťou problému je samozrejme prístup k celej sérii senzorov, ktoré umožňujú správne pozorovanie javov. „Inteligentná údržba je viac ako technológia a produkty, je to vlastne spôsob myslenia,“ uviedol Richard Jeffers, Technický riaditeľ RS pre severnú Európu. „Ide o predvídanie potenciálnych porúch a prijatie správnych opatrení na predchádzanie alebo zníženie dopadu týchto porúch na vaše prevádzky. Na uľahčenie predvídania problémov používate technológiu.“
Ďalším aspektom prediktívnej údržby je, že môže zahŕňať plánovanie pravidelných kontrol, aj keď je systém funkčný, založený na určitých senzorických informáciách. Je potrebné zohľadniť frekvenciu týchto kontrol, pretože vedú aj k prerušeniam, aj keď sú naplánované. Technológie testovania systémov počas prevádzky a algoritmy prediktívneho modelovania sú veľmi dôležité, čo môže viesť k zníženiu počtu inšpekcií alebo dokonca k ich eliminácii. Systém je možné vypnúť, iba ak je istá nebezpečná situácia.
Pre spoločnosti je samozrejme potrebné mať odborníka, ktorý má potrebné znalosti na prijatie novej technológie. Posledný výskum uskutočnený spoločnosťou RS a Chartered Institute of Procurement and Supply ukázal, že 54% z tých, ktorí nakupujú výrobky v oblasti údržby, opráv a prevádzky, chcú nielen výrobky, ale aj špecializované školiace programy od dodávateľov.
Senzory na použitie v systémoch prediktívnej údržby
RS ponúka širokú škálu senzorov, ktoré je možné úspešne použiť v systémoch prediktívnej údržby. Ako je uvedené vyššie, hlavnými kategóriami snímačov sú snímače vibrácií, tlaku a teploty. Zmeny veľkostí, ktoré označujú, môžu v počiatočnom štádiu upozorniť na potenciálne riziká.
Č. Skladom RS 905-8768 - Značka CALEX - kód výrobcu PN151
Jedná sa o konfigurovateľný teplotný senzor s mobilným telefónom. Môže byť nakonfigurovaný tak, aby produkoval alarm, ak teplota klesne mimo vopred stanoveného rozsahu, čo umožňuje technikovi prediktívnej údržby začať vyšetrovanie a predchádzať možným poruchám.
Kľúčové prvky tohto typu snímača:
- Bezkontaktný priemyselný snímač teploty
- Kompletné nastavenie pomocou aplikácie pre smartphone
- Napäťový výstup (lineárny s teplotou) a alarmový výstup typu otvoreného kolektora. Obidve môžu byť použité súčasne
- Presné meranie od 0 ° C do 1 000 ° C
- Extrémne malý, s bočným káblom, ideálny na montáž v stiesnených priestoroch
- Rýchla doba odozvy: 125 ms
- Nízke náklady, vysoký výkon
- Pracuje pri teplotách okolia do 80 ° C bez chladenia
Technické špecifikácie
| Rozsah detekcie teploty | 0 ° C ... + 1 000 ° C |
| Presnosť | ± 1,5% |
| Komunikačný protokol | NFC |
| Typ snímača | Napäťový výstup |
| Typ výstupu | Analógové, alarm |
| Doba odozvy | 125 ms |
| Dĺžka kábla | 1 meter |
| Priemer tela | 31 mm |
Č. skladom RS 893-8489 - Značka FLIR - kód výrobcu 71201-0101
Flir AX8 je termovízna kamera na nepretržité sledovanie prevádzkových podmienok v prípade kritických mechanických a elektrických zariadení. Tento snímač môže pomôcť včas rozpoznať poruchové stavy a zabrániť tak nežiaducemu prerušeniu a poruche zariadenia.
Medzi kľúčové vlastnosti patrí:
- Automatická analýza a alarm
- Priemyselný protokol - Ethernet/IP a Modbus TCP
- Kompaktný a ľahko sa inštaluje
- Viac možností videa
Technické špecifikácie
| Zistený teplotný rozsah | -10 ° C ... + 150 ° C |
| Presnosť | ± 2% |
| Typ snímača | Tepelný obraz |
| Typ výstupu | Alarm, ethernet |
| Typ ukončenia | Filet M12 |
Č. Skladom RS 818-6947 - Značka SKF - kód výrobcu CMSS 200-02-SL
SKF (Machine Condition Indicator) je ideálny pre monitorovacie systémy, ako sú prevodovky, čerpadlá, ventilátory, kompresory a motory, ktoré majú stále prevádzkové podmienky.
Prístroj je možné naprogramovať pomocou magnetického kľúča na nastavenie úrovní alarmu, prepínanie medzi prevádzkovými režimami, nastavenie limitov vibrácií, nastavenie teplotných limitov a alarmov.
Výhodou zariadenia sú tri LED diódy, ktoré indikujú prevádzkové podmienky, ložisko. Hneď ako sa rozsvietia, upozornite technika údržby, aby vyšetril príčinu a vykonal potrebné kroky. Predchádzali výpadkom a nákladným odstávkam.
Zariadenie má rozmery 33,66 (priemer.) × 68,26 mm a môže pracovať v teplotnom rozmedzí od -20 ° C do + 85 ° C.
Podpora realizácie vášho prvého prototypu systému prediktívnej údržby
Aj keď by sa zdalo nemožné vytvoriť vlastnú aplikáciu IoT Industrial, riešením by mohol byť bezdrôtový priemyselný uzol SensorTile (skladové číslo STEVAL-STWINKT1 č. RS 193-9794).
Č. Skladom RS 193-9794 - Značka STMicroelectronics - kód výrobcu STEVAL-STWINKT1
STEVAL-STWINKT1 je súprava rýchlych prototypov pre projekty priemyselného internetu vecí, ale je obzvlášť užitočná pre aplikácie prediktívnej údržby a monitorovania stavu CM. Senzory integrované na doske umožňujú meranie a spracovanie širokej škály parametrov týkajúcich sa prevádzkových podmienok v reálnom čase. Sada STEVAL-STWINKT1 obsahuje základnú dosku STWIN, plastové ochranné puzdro, batériu Li-Po 480mAh, STLINK-V3 Mini na programovanie/riešenie problémov a programovací kábel.
Existuje niekoľko možností napájania základnej dosky STWIN. Okrem pripojenia batérie Li-Po cez konektor BATT je možné použiť konektory J5 a micro-USB na napájanie 5 V. Údaje zo senzorov je možné prenášať do počítača aj pomocou konektora micro-USB.
Sada STEVAL-STWINKT1 sa dodáva s STLINK-V3 Mini (skladové číslo RS 96-1915), nezávislou sondou na odstraňovanie porúch a programovanie, ku ktorej je prístup cez konektor STDC14 s rozstupom 1,27 mm k základnej doske STWIN pomocou programovacieho kábla daný.
Vibračná analýza je jednou z najbežnejších metód monitorovania prevádzkových podmienok s cieľom identifikovať problémy, ako je nedostatočné vyrovnanie alebo nerovnováha v strojoch. V skutočnosti každý typ chyby patrí do konkrétneho rozsahu, keď sa odozva pozoruje vo frekvenčnom rozsahu zhromaždeného signálu. Problémy, ktoré sa vyskytujú pri nízkych frekvenciách, môžu byť spôsobené nerovnováhami, nesúososťou alebo oslabením mechanických spojov, zatiaľ čo problémy spojené s uložením a redukciami sa vyskytujú pri stredných a vysokých frekvenciách.
STEVAL-STWINKT1 obsahuje širokú škálu priemyselných senzorov MEME, ktoré spĺňajú záväzok spoločnosti STMicrolelectronics k 10-ročnej životnosti. Tieto snímače sú testované na vysokú odolnosť v prevádzkových podmienkach v nepriaznivom prostredí (do 105 ° C) a na preukázanie vysokej kvality výkonu požadovanej priemyselnými aplikáciami.
Pohybové snímače ponúkané ako súčasť súpravy STEVAL-STWINKT1, najmä 3D digitálny vibračný snímač (IIS3DWB) a vysoko výkonný a nízkoenergetický snímač pohybu MEMS (IIS2DH) sú obzvlášť vhodné na monitorovanie priemyselných vibrácií pri nízkych frekvenciách a prostrediach. Základná doska je podporovaná aj inerciálnym modulom iNEMO ™ 6D (ISM330DHCX) s pokročilými funkciami, ako sú stroj na učenie jadra a Finite State Machine, ktoré umožňujú implementáciu inteligentných senzorických uzlov. To je veľmi užitočné pre aplikácie, kde je šírka pásma pre komunikáciu obmedzená a senzorické dáta musia byť spracované v senzorickom uzle. A nakoniec širokopásmový analógový mikrofón MEMS (MP23ABS1) (190-8473) a digitálny mikrofón MEMS pre priemyselné použitie (IMP34DT05) (193-5449) určený na akustickú analýzu a analýzu inerciálnych vibrácií pokrývajú vysokofrekvenčné chyby.
Základná doska STWIN je vybavená snímačom teploty a relatívnej vlhkosti (HTS221) (110-6598), digitálny snímač absolútneho tlaku (LPS22HH) (190-8465) a miestny nízkonapäťový digitálny snímač teploty (STTS751) (190-7646) (190-8476). Za zmienku tiež stojí, že s STTS22H je k dispozícii presnejší teplotný snímač. Tieto snímače prostredia, ako aj 3-osový magnetometer (IIS2MDC) s veľmi nízkym výkonom komunikujú s jadrom MCU cez I 2 C.
Doska STWIN je plne vybavená komponentmi, ktoré majú detekčné, spracovateľské, konektívne a zabezpečovacie schopnosti pre pokročilé priemyselné IoT riešenia. V tejto časti sa na ne pozrieme individuálne a analyzujeme ich vlastnosti.
Spracovanie a bezpečnosť
Jednotkou spracovania základnej dosky STWIN systému je STM32L4R9ZI (175-0791), mikrokontrolér s veľmi nízkym výkonom založený na 32-bitovom jadre RISC Arm Cortex-M4 s operačnými rýchlosťami až 120 MHz a 640 Kb SRAM RAM a 2 MB flash pamäte. Niektoré z hlavných znakov jadra Cortex-M4 sú FPU (jednotka s presnou pohyblivou rádovou čiarkou s jednou presnosťou), DSP (digitálne spracovanie signálu) a MPU (jednotka na ochranu pamäte. Bezpečnostný aspekt dosky pokrýva bezpečnostný prvok STSAFE- A100 na autentifikáciu a správu dát.
pripojenie
Základná doska STWIN je vybavená modulom Bluetooth s nízkym výkonom (SPBTLE-1S) (164-7007), ktorý ponúka možnosti bezdrôtovej komunikácie. Modul vyhovuje špecifikáciám Bluetooth v4.2 a má malý tvarový faktor 11,5 mm × 13,5 mm × 2 mm. Modul SPBTLE-1S kombinuje integrovanú keramickú rádiovú anténu a vysokofrekvenčný oscilátor a poskytuje tak kompletnú RF platformu. Vďaka funkcii pripojenia BLE môžete monitorovať a zaznamenávať údaje zo senzorov na paneli aplikácií telefónu STBLESensor. Teraz je k dispozícii aj novšia verzia modulu Bluetooth s nízkym výkonom BlueNRG-M2, ak chcete vyvinúť dosku na mieru pre priemyselné aplikácie. Modul BlueNRG-M2 podporuje Bluetooth v5.0 a je plne kompatibilný so softvérovým balíkom ponúkaným spoločnosťou STEVAL-STWINKT1.
Okrem toho je možné káblové pripojenie realizovať prostredníctvom nízkoenergetického diferenciálneho linkového vysielača/prijímača RS 485, ktorý je k dispozícii na doske.
Je možný ďalší vývoj vašej aplikácie, so senzorickým rozšírením v porovnaní s pripojením na doske pre rozširujúce karty adaptéra Wi-Fi (STEVAL-STWINWFV1) (193-9796) a mikrofónové pole (STEVAL-STWINMAV1) (193-9795) ).
K súprave STEVAL-STWINKT1 je možné pridať rozšírené zvukové schopnosti pomocou rozširovacej dosky analógového mikrofónového poľa STEVAL-STWINMAV1. Zdrojom tejto rozširujúcej karty sú 4 vysoko výkonné analógové mikrofóny MEMS 4x MP23ABS1. Používanie analógových mikrofónov je zvlášť dôležité pre vysokofrekvenčné vibračné monitorovacie aplikácie.
Dúfame, že tento článok priniesol stručný prehľad o dôležitosti prediktívnej údržby, ako aj niektoré príklady senzorických prvkov, ako aj súpravu STEVAL-STWINKT1. Podporujeme rýchle tempo vývoja potrebných technológií pre inžiniera zodpovedného za údržbu. Na čom záleží, je to, ako pristupujete k údržbárskym úlohám a minimalizujete ich dopad na každodennú produktivitu. Je veľmi dôležité mať po ruke tie správne produkty v správnom čase. Prístupom do nášho katalógu môžete ťažiť zo širokej škály produktov, komponentov vášho budúceho systému prediktívnej údržby. Okrem toho môžete získať podporu, ktorá splní všetky požiadavky.