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傳感器

把握機器的脈搏 | 看圖爾克如何實現工廠狀態監測

  2020年03月16日  

導讀

  維護策略可劃分為三種:被動策略僅在故障發生后執行維修和設備更換;預防性策略定期執行維護操作(具體周期根據經驗確定);基于狀態的維護則基于利用實時診斷對狀態監測系統的數據進行評估。因此,狀態監測為智能預測提供了基本條件。它們是預見性維護的基礎,而預見性維護則是工業4.0的核心議題。

  技術要求不完善以及正在進行的生產過程通常會妨礙現有工廠在后續階段引入狀態監測系統。圖爾克專為這類項目提供易于安裝的傳感器以及合適的數據傳輸和監測解決方案。QM42振動和溫度傳感器可直接安裝在電機上,并提供測量值等,通過有線或無線連接發送至HMI,或通過圖爾克TCG20云網關加密發送至移動終端。

  從零開始打造全新的系統可能會不時遇到各種問題,但也有一個明顯優勢,那就是可以在早期的新結構中考慮到所有要求。對維護而言同樣如此。任何規劃現代化生產工廠或物流中心的人都可以為機器和設備配備智能傳感器,以便隨后可以選擇性地查詢各個設備或區域的狀態數據。利用快速的現場總線網絡和工業以太網, 可以實現遠程檢查以及高效的維護規劃。

  系統結構非常老舊該怎么辦?

  如何成功實施改造而不影響現有過程?

  需要調整控制系統嗎?

  如何訪問難以訪問的系統的信息?

電機監測改造項目

  這是定制的獨立解決方案發揮作用的地方,從基礎的本地監測任務轉向無線通信和云傳輸。方法:企業在后期輕松加裝設備,通過獨立的系統來監測機器參數。這樣,狀態數據可以在需要時傳輸至客戶的自動化系統,而現有架構則相對于擴展的狀態監測系統保持獨立運行。

  使用這種方法的一種廣泛應用是電機的監測。電機用于驅動泵、壓縮機或排氣風扇。它們通常進行高噪音的不間斷任務,且安裝在難以維護的位置。通過員工定期檢查,無法可靠地排除即將發生的機器故障;現場檢查也非常困難。通過使用測量設備進行監測不僅更加可靠,同時成本也更低。測量設備可以測量三個不同參數:振動、溫度和電流。

  自由選擇:

  在該應用示例的設計圖中,傳感器以無線方式或通過連接TX700 HMI發送溫度和振動數據,后者通過無線方式或電纜將數據轉發至PLC或云端

IP67傳感器監測振動和溫度

  電機有時會在發生實際故障之前數月就出現相應的異常。軸調節錯誤、軸承粘連或固定件不平衡會導致振動頻率變化。為了檢測這些問題,維護工程師可以將QM42振動和溫度傳感器直接安裝在電機座上。該緊湊型傳感器防護等級高達IP67,可以使用磁鐵輕松緊固安裝。QM42基于微機電系統 (MEMS),因此可以提供高精度的二維速度和加速度數據。QM42還可輸出溫度值,通過監測-40到105 °C范圍內的溫度,記錄電機是否過熱以及過熱位置,從而實現溫度趨勢的監測。電機的電流也非常實用。若軸承發生任何損壞,或潤滑不正確,則相應的機械阻力會導致需要更多電流來達到所需的速度。可以使用電流互感器進行監測。

  TX700 HMI/PLC上的數據可視化功能甚至可直接在現場將所有信息展示給用戶

無線網絡中的數據傳輸

  這些測量值可以按不同方式使用,并可通過有線或無線網絡進行傳輸。在某些廠房,可能只需要包含QM42VT2傳感器和圖爾克緊湊型TBEN-S2-2COM I/O模塊的分布式警報系統就能滿足要求。憑借AGREE編程環境帶來的內置功能,該現場總線模塊可在必要時提供PLC功能,并將超出閾值的信息直接發送至信號燈。另外,TBEN模塊也可與HMI設備連接。

  利用DX80無線系統進行無線傳輸還可實現更高的靈活性。為此,將類似QM42VT1振動和溫度傳感器的設備與傳輸模塊(節點)串聯,由傳輸模塊將數據發送至接收器(網關)。為了同時確定電流消耗變化,用戶可使用提供額外變送器信號輸入的特殊DX80節點。必要時,無線節點可以是使用電池供電的,從而無需布置電源。這可顯著減少所需的接線工作,并且有助于將監測系統精確布置在理想位置。

  該方案可用于中央控制室等。可以將無線網關與圖爾克TX700 HMI連接,使用VisuPro軟件顯示多個機器的狀態數據,以便提取日志文件或配置警報。數據傳輸無需在HMI終結,因為可以通過以太網連接到達其他目的地:例如在WebVisu顯示或發送自動電子郵件通知的互聯網瀏覽器,以及內部自動化環境(PLC、HMI等)。

從云端到移動終端

  然而,狀態監測不局限于工廠中的物理顯示設備和信號發射器。TCG20云網關還可取代HMI,進一步處理DX80接收器模塊的數據。這使得機器參數可通過移動網絡或Wifi發送至圖爾克云端,云端可以在無互聯網連接的情況下托管或者作為內部I T 中心的私有云。TCG20還支持以完全相同的方式連接至其他云環境。優勢:信息可隨時在任何連接的終端設備(例如智能手機或平板電腦)上調用,并與SMS或電子郵件通知關聯。因此,可以在云端門戶上利用單獨的可配置面板進行維護。

結論

  維護領域存在兩大常見問題:機器狀態值通常是未知的;機器狀態值無法在關鍵時刻發送至正確的接收方。圖爾克針對性地推出了狀態監測解決方案。現在,我們針對這兩種情形提供了完整的工具盒,包括從適合機器環境使用的堅固傳感器到智能手機上的可視化產品。電機監測應用是一個典型案例:無需費力的調整工作,尤其適合在現有工廠使用。企業可以輕松進行狀態監測改造,并構建相應的獨立控制系統。

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