Наблюдение за состоянием предотвращает незапланированные простои в транспортировочных системах

Такие транспортировочные системы, как эскалаторы, ленточные конвейеры, монорельсовые конвейеры и складские транспортировочные тележки не должны выходить из строя. Соответствующее наблюдение за состоянием может предотвратить нежелательные простои на ранней стадии, однако традиционный анализ вибрации не подходит для вибраций с очень низкой частотой в этих системах. HARTING и Formsmedia разработали новую концепцию наблюдения за состоянием, которая уже доказала свою эффективность на практике.

Незапланированные простои – периодическая и дорогостоящая неприятность в транспортировочных системах. Монорельсовые конвейерные транспортные системы, применяемые в автомобилестроении, являются наглядным примером этого. Опорные конструкции транспортируют тяжелые компоненты или целые кузова. Вся нагрузка приходится на покрытые пластмассой колеса. В какой-то момент покрытие сходит с колес, и монорельсовый конвейер получает повреждение колес. Производство прерывается, и ремонт монорельсового конвейера занимает некоторое время.

HARTING и Formsmedia разработали решение для наблюдения за состоянием для медленных транспортировочных систем, которое определяет и оценивает слабые вибрации с очень низкой частотой.
Сбои в транспортировочных системах могут привести к остановке всех операций. Система наблюдения за состоянием, основанная на периферийном компьютере MICA®, определяет иснос на ранней стадии и предотвращает внезапные сбои.
Благодаря степени защиты IP 65/67 блоки датчиков и MICA можно эксплуатировать в суровых условиях окружающей среды, и они защищены от сильных электромагнитных нагрузок.

Наблюдение за состоянием монорельсовой конвейерной транспортировочной системы также доступно в рамках модернизации

Анализ вибрации быстроходных двигателей или трансмиссий доказывает себя надежным инструментом для наблюдения уже около 20 лет. Тихоходные транспортировочные системы, такие как монорельсовые конвейеры, требуют значительно более чувствительного определения вибрации в миллиметровом G-диапазоне из-за слабых вибраций с очень низкой частотой. Компания Formsmedia, занимающаяся технологиями измерений, анализом импульсов и данных, вместе с HARTING разработала решение для наблюдения с учетом этих требований:

  • Высокочувствительные блоки датчиков с датчиками ускорения MEMS выполняют емкостный захват движений транспортировочной системы и определяют вибрацию на колесах, собирают данные о токе двигателя и температуре приводов.
  • Данные от датчиков собираются и передаются через шину Modbus к периферийной вычислительной системе MICA от HARTING. MICA – подключенный к сети надежный мини-компьютер с основанной на Linux ОС и виртуальными контейнерами Linux.
  • Для наблюдения за состоянием транспортировочной системы в MICA применяется аналитическое программное обеспечение от Formsmedia для локального сбора, хранения и визуализации данных от датчиков. MICA предназначен для быстрой оценки данных на месте, поэтому не требуется передавать куда-либо ненужные данные.
  • Для анализа спектра вибраций, а также оценки негармонизированных вибраций применяется быстрое преобразование Фурье.
  • Системой наблюдения за состоянием в рамках модернизации можно также оснастить транспортировочные системы с тихоходными компонентами.
  • Данные передаются к системам управления более высокого уровня SCADA или облачным платформам Интернета вещей для наблюдения за состоянием нескольких систем и выполнения дополнительных функций, таких как предупредительное техническое обслуживание.

Наблюдение за состоянием для сложных условий окружающей среды

Часто систему наблюдения за состоянием транспортировочных систем требуется установить в сложных условиях окружающей среды. Либо недостаточно места, либо требуется перекрыть большое расстояние, либо на месте установки очень пыльно, жарко или влажно. Благодаря степени защиты IP 65/67 блоки датчиков и MICA можно эксплуатировать в суровых условиях окружающей среды, и они защищены от сильных электромагнитных нагрузок.

Все локальные требования подробно записываются в подтверждении концепции, чтобы предварительно сконфигурировать блок датчиков и MICA для установки. Крепление датчиков также проверяют на механическую совместимость, чтобы надежно записывать слабые вибрации. Программу проверки Modbus можно использовать для двойной проверки всех предустановленных функций на месте во время запуска и убедиться в верности диапазонов измерения. Таким образом можно исключить большую часть ложных тревог.

В зависимости от окружающей среды предварительно обработанные данные можно передавать к ИТ-системам по проводной или беспроводной связи в коммуникативных форматах, таких как MQTT или OPC UA, с помощью функциональности шлюза MICA. Беспроводную версию MICA применяют в монорельсовой конвейерной транспортировочной системе для прямого анализа значений датчиков в каждой мобильной транспортировочной стойке и передачи этих значений по WLAN.

Раннее предупреждение предотвратило простой предприятия

Для оценки данных от датчиков определены пороговые значения, поэтому отдел инженерного обеспечения производства заранее получит сообщение о том, что требуется техническое обслуживание. На практике полезно установить на месте монитор, подключенный к MICA через дистанционный терминальный блок Modbus. Текущие нормативные значения и критические состояния системы показываются на мониторе в форме светофора. Выбранные приемники также отправляют тревожное сообщение при превышении пороговых значений. Кроме того, сотрудники на месте могут касанием сенсорной кнопки отправить к MICA такие события, как перерывы, сбои или отсутствие материала. Таким образом значения от датчиков можно связать с реальными эксплуатационными событиями.

Решение для наблюдения за состоянием можно дополнить машинным обучением предупредительному техническому обслуживанию, чтобы предсказывать, когда требуется следующее обслуживание. Для необходимого анализа ретроспективных и текущих данных обычно применяют облачные службы. Здесь разрабатывают и задают алгоритмы машинного обучения с помощью собранных данных о вибрациях колес, колебаниях тока в двигателе и изменениях температуры приводов. Предупредительное техническое обслуживание способно определить небольшие изменения в данных от датчиков в качестве аномалий, сделать выводы о текущем состоянии и предсказать будущее состояние.

В случае с предупредительным техническим обслуживанием рекомендуется обратиться к специализированным системотехническим ИТ-компаниям, имеющим опыт в анализе данных, разрабатывающим алгоритмы, правила и панели управления согласно индивидуальным требованиям заказчиков и способным интегрировать их в имеющиеся системы управления или ERP. Для этого компания HARTING вместе с ИТ-компаниями основала сеть MICA.network.

Быстрая амортизация решения для наблюдения за состоянием

Затраты на запуск системы наблюдения за состоянием окупаются относительно быстро. Благодаря стандартизированной концепции наблюдения за состоянием расходы на планирование, саму систему и ее установку низки, а преимущества для операторов системы значительны. Так можно заранее определить износ критически важных компонентов и избежать сбоя транспортировочной системы. Это повышает доступность системы и общую производительность оборудования. Кроме того, меньшее количество ремонтов и техническое обслуживание лишь по мере надобности сокращают расходы на обслуживание. В конечном счете это повышает качество обслуживания заказчиков/областей применения.

Дополнительный эффект от наблюдения за состоянием заметен в ситуации с модернизацией. Благодаря цифровому наблюдению старые предприятия снова будут соответствовать последнему слову техники. Циклы технического обслуживания, которые в противном случае более часты из-за срока службы оборудования, можно сократить до лишь действительно необходимых, увеличив время эксплуатации предприятия.