Технология предсказательного обслуживания (PdM), использующая анализ данных и машинное обучение (ML), играет решающую роль в промышленности 4.0, поскольку он позволяет проактивно управлять устройством, оптимизировать эффективность, планировать техническое обслуживание и минимизировать время простоя, обеспечивая более высокую устойчивость.Своевременный и точный сбор данных является ключом к успешному внедрению PdM.
Поставка питания может контролировать напряжение постоянного тока (VDC) и ток (IDC), пиковый ток (IPEAK), время работы и время замены.Необходимо использовать монитор состояния двигателя для мониторинга таких параметров, как вибрация, температуры, тока и изоляционного сопротивления (ошибка грунта).
Многие устройства, такие как панели управления высоким напряжением, трансформаторы мощности, гидравлическое оборудование, двигатели и подшипники, коробки передач и т. д., требуют устройств мониторинга теплового состояния,и все эти источники энергии, двигатели и устройства термомониторинга должны отправлять данные по технологии Ethernet/IP или Modbus TCP для анализа в реальном времени.
В этой статье сначала кратко рассказывается о PdM и его многочисленных преимуществах, а также о том, как интегрировать его в архитектуру системы Industry 4.0.Погрузиться в многочисленные устройства PdM и программное обеспечение, предоставляемые OmronНаконец, изучить, как использовать искусственный интеллект (ИИ) для оптимизации производительности PdM.
PdM является одним из трех методов технического обслуживания оборудования и объектов.Этот подход находится между реактивным и профилактическим обслуживанием (рисунок 1).Ключевым фактором при выборе между этими тремя вариантами является баланс относительной важности между экологическими затратами и коммерческими затратами.
PdM находится между реактивным и профилактическим обслуживанием
Рисунок 1: PdM находится между реактивным и профилактическим обслуживанием, сбалансированием бизнес- и экологических факторов. (Изображение: Omron)
Реактивное техническое обслуживание заключается в устранении неисправностей после их возникновения, что увеличивает как экологические, так и бизнес-затраты.Профилактическое техническое обслуживание позволяет выявлять потенциальные неисправности посредством регулярных ручных проверок, придавая приоритет наименьшим экологическим затратам, но это может привести к длительному простою оборудования и чрезмерным расходам на бизнес.Этот метод обслуживания считается другой формой реактивного обслуживания, управляемые заранее установленными и субъективными планами, а не прямыми сбоями оборудования.
Появление передовых датчиков и инструментов искусственного интеллекта и машинного обучения способствовало развитию технологии PdM. Эта технология может использовать технологические средства для сбалансирования экологических и бизнес-затрат.
Гибкий и масштабируемый
Технология PdM имеет масштабируемость и гибкость, подходящую для централизованного мониторинга одного критического оборудования, нескольких оборудований,или всего объектаТаким образом, предприятия могут начать развертывать PdM в небольшом масштабе и постепенно расширяться, максимально уменьшая остановки производства, вызванные модернизацией существующих объектов.
Масштабируемое технологическое решение реализовано благодаря совместимости с несколькими компонентами, включая датчики, модули мониторинга,и контроллеры, которые могут быть расширены и доступны в соответствии с требованиямиИспользование промышленных протоколов связи, таких как Ethernet/IP и Modbus TCP, упрощает интеграцию с существующими системами и поддерживает множество расширенных функций.например, одновременный дистанционный мониторинг нескольких устройств.
Использовать соответствующее масштабируемое программное обеспечение для анализа данных и управления оборудованием из разных мест в централизованном офисном контрольном центре или на площадке мастерской.
Эти решения могут быть интегрированы с существующим оборудованием без необходимости капитального ремонта, что повышает гибкость.такие как пища и напитки, автомобильной промышленности, производства медицинского оборудования, полупроводников и электроники, военной и аэрокосмической, логистики и складирования и т.д.
Эта гибкость поддерживается широким спектром устройств PdM, охватывающих многомерные решения, такие как мониторинг мощности, условия работы двигателя (ток, вибрация, температура,сопротивление изоляции)Кроме того, для сбора данных, связи, обработки и анализа данных могут использоваться стандартные программные функциональные блоки (ФБ).установка сигналов тревоги и отправка уведомлений, запись и отчетность данных, а также реализация индивидуального анализа PdM на основе ИИ и ML.
Государственные мониторы заменяют простые датчики
Использование мониторов состояния вместо простых датчиков для отслеживания производительности устройства и достижения проактивного обслуживания является ключевым отличием между PdM и другими методами.государственные мониторы также установлены вместе с контролируемыми устройствами.
Тем не менее, датчики могут быть развернуты с помощью относительно простых протоколов, таких как IO Link, в то время как состояние мониторов требует более сложных технологий подключения, таких как EtherNet / IP или Modbus TCP.Мониторы состояния могут выполнять локальную обработку данных и обычно отображать состояния, которые обычно не связаны с датчиками.
С помощью одного или нескольких коммуникационных узлов, монитор состояния может быть подключен к устройствам более высокого уровня, таким как интерфейсы человек-машина (HMI), которые позволяют централизованную визуализацию данных,или программируемым логическим контроллерам (PLC) или централизованным системам мониторинга с более полными инструментами анализа данных (включая ИИ и ML) (рисунок 2).
Комплект решений Omron PdM, который может быть развернут отдельно (нажмите, чтобы увеличить)
Рисунок 2: Комплект решений Omron PdM может быть развернут отдельно, начиная с мониторинга критических активов в небольшом масштабе и постепенно расширяясь до всего производственного или логистического участка,предоставление комплексного решения(Изображение: Omron)
Глубоко исследовать
Omron предлагает ряд устройств и программного обеспечения PdM. Например, подключенный к Ethernet умный источник питания S8VK-X может измерять несколько параметров производительности,включая Vout и Iout для мониторинга потребления энергии, а также IPEAK для определения условий перегрузки.
Этот тип источника питания может измерять фактическое время работы. Этот тип источника питания также использует уравнение Аррения для оценки оставшегося срока службы электролитических конденсаторов,что указывает на то, что на каждое повышение температуры конденсатора на 10 °CПри сочетании фактической рабочей температуры оборудованияпрогнозируемые результаты в конечном итоге отображаются в виде оставшихся лет или процентов продолжительности жизни..
Номинальная мощность источника питания S8VK-X составляет от 30 Вт до 480 Вт, с выходной напряжением 5 ВДК, 12 ВДК и 24 ВДК. Эта серия источников питания также предлагает модели с интегрированными дисплеями,например, питание S8VK-X48024A-EIP, имеющее номинальное напряжение 24 ВДС и мощность 480 Вт; или модели без встроенных дисплеев, такие как источник питания S8VK-X03005-EIP, имеющий номинальное напряжение 5 ВДС и мощность 30 Вт.
Мониторинг состояния двигателя является важным аспектом технологии PdM, и монитор обслуживания двигателя K6CM от Omron подходит для всех типов насосов для воды, а также для двигателей в HVAC, сельском хозяйстве,эскалаторы, и большинство других моторных приложений.
Монитор технического обслуживания двигателя может использоваться для мониторинга вибрации и температуры, сопротивления изоляции и тока двигателя.имеются модели, подходящие для трехфазных входных источников питания от 100 В до 240 ВАК, 24 VAC или 24 VDC.
K6CM-VBMD-EIP может отслеживать вибрацию и температуру через напряжение 24 VAC/VDC. Все температурные мониторы используются совместно с датчиком вибрации и температуры K6CM-VB1,который состоит из сенсорной головки, расположенной на двигателе, и предварительного усилителя, соединяющего его с монитором.
The combination of K6CM-ISMD-EIP and K6CM-ISZBI52 zero current transformer (ZCT) and insulation resistance conversion (IRT) sensor operating at 24 VAC or 24 VDC voltage can monitor the health status of insulation resistanceФункция ZCT используется для измерения тока утечки в трехфазных моторных цепях, в то время как функция IRT используется для измерения сопротивления изоляции между обмотками двигателя и заземлением.
The combination of K6CM-CIMA-EIP with a working voltage of 100 VAC to 240 VAC and K6CM-CICB400 current sensor with a rated current of 400 A can also detect the motor status of three-phase induction motorsДругие модели датчиков тока с диапазоном тока от 5 до 600 А также могут использоваться.
Эти мониторы используют полную современную диагностическую технологию Omron,который может обнаруживать аномальные условия, такие как воздушные карманы или загрязнение воздуха, путем количественного определения отклонения между идеальной синусной волной и измеренной формой волны токаАнализируя частотные компоненты измеренной формы волны тока, можно количественно определить отклонения, дисбалансы нагрузки или адгезию посторонних объектов.
Система мониторинга теплового состояния K6PM может быть использована для внедрения технологии PdM на различных промышленных оборудованиях, таких как панели управления высоким напряжением, трансформаторы, гидравлическое оборудование, центры обработки данных,подшипникиСистема включает в себя K6PM-THS3232 контроллер термообразования и K6PM-THMD-EIP термообразования инфракрасный (IR) датчик, который может контролировать температуру от 0 ° C до +200 ° C.
Бесплатный ПК-программный мониторинг включает алгоритм обнаружения аномальной температуры и трехуровневую температурную сигнализацию.Программное обеспечение также поддерживает пользователем определенные пороги тревоги.