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传感器

把握机器的脉搏 | 看图尔克如何实现工厂状态监测

  2020年03月16日  

导读

  维护策略可划分为三种:被动策略仅在故障发生后执行维修和设备更换;预防性策略定期执行维护操作(具体周期根据经验确定);基于状态的维护则基于利用实时诊断对状态监测系统的数据进行评估。因此,状态监测为智能预测提供了基本条件。它们是预见性维护的基础,而预见性维护则是工业4。0的核心议题。

  技术要求不完善以及正在进行的生产过程通常会妨碍现有工厂在后续阶段引入状态监测系统。图尔克专为这类项目提供易于安装的传感器以及合适的数据传输和监测解决方案。QM42振动和温度传感器可直接安装在电机上,并提供测量值等,通过有线或无线连接发送至HMI,或通过图尔克TCG20云网关加密发送至移动终端。

  从零开始打造全新的系统可能会不时遇到各种问题,但也有一个明显优势,那就是可以在早期的新结构中考虑到所有要求。对维护而言同样如此。任何规划现代化生产工厂或物流中心的人都可以为机器和设备配备智能传感器,以便随后可以选择性地查询各个设备或区域的状态数据。利用快速的现场总线网络和工业以太网, 可以实现远程检查以及高效的维护规划。

  系统结构非常老旧该怎么办?

  如何成功实施改造而不影响现有过程?

  需要调整控制系统吗?

  如何访问难以访问的系统的信息?

电机监测改造项目

  这是定制的独立解决方案发挥作用的地方,从基础的本地监测任务转向无线通信和云传输。方法:企业在后期轻松加装设备,通过独立的系统来监测机器参数。这样,状态数据可以在需要时传输至客户的自动化系统,而现有架构则相对于扩展的状态监测系统保持独立运行。

  使用这种方法的一种广泛应用是电机的监测。电机用于驱动泵、压缩机或排气风扇。它们通常进行高噪音的不间断任务,且安装在难以维护的位置。通过员工定期检查,无法可靠地排除即将发生的机器故障;现场检查也非常困难。通过使用测量设备进行监测不仅更加可靠,同时成本也更低。测量设备可以测量三个不同参数:振动、温度和电流。

  自由选择:

  在该应用示例的设计图中,传感器以无线方式或通过连接TX700 HMI发送温度和振动数据,后者通过无线方式或电缆将数据转发至PLC或云端

IP67传感器监测振动和温度

  电机有时会在发生实际故障之前数月就出现相应的异常。轴调节错误、轴承粘连或固定件不平衡会导致振动频率变化。为了检测这些问题,维护工程师可以将QM42振动和温度传感器直接安装在电机座上。该紧凑型传感器防护等级高达IP67,可以使用磁铁轻松紧固安装。QM42基于微机电系统 (MEMS),因此可以提供高精度的二维速度和加速度数据。QM42还可输出温度值,通过监测-40到105 °C范围内的温度,记录电机是否过热以及过热位置,从而实现温度趋势的监测。电机的电流也非常实用。若轴承发生任何损坏,或润滑不正确,则相应的机械阻力会导致需要更多电流来达到所需的速度。可以使用电流互感器进行监测。

  TX700 HMI/PLC上的数据可视化功能甚至可直接在现场将所有信息展示给用户

无线网络中的数据传输

  这些测量值可以按不同方式使用,并可通过有线或无线网络进行传输。在某些厂房,可能只需要包含QM42VT2传感器和图尔克紧凑型TBEN-S2-2COM I/O模块的分布式警报系统就能满足要求。凭借AGREE编程环境带来的内置功能,该现场总线模块可在必要时提供PLC功能,并将超出阈值的信息直接发送至信号灯。另外,TBEN模块也可与HMI设备连接。

  利用DX80无线系统进行无线传输还可实现更高的灵活性。为此,将类似QM42VT1振动和温度传感器的设备与传输模块(节点)串联,由传输模块将数据发送至接收器(网关)。为了同时确定电流消耗变化,用户可使用提供额外变送器信号输入的特殊DX80节点。必要时,无线节点可以是使用电池供电的,从而无需布置电源。这可显著减少所需的接线工作,并且有助于将监测系统精确布置在理想位置。

  该方案可用于中央控制室等。可以将无线网关与图尔克TX700 HMI连接,使用VisuPro软件显示多个机器的状态数据,以便提取日志文件或配置警报。数据传输无需在HMI终结,因为可以通过以太网连接到达其他目的地:例如在WebVisu显示或发送自动电子邮件通知的互联网浏览器,以及内部自动化环境(PLC、HMI等)。

从云端到移动终端

  然而,状态监测不局限于工厂中的物理显示设备和信号发射器。TCG20云网关还可取代HMI,进一步处理DX80接收器模块的数据。这使得机器参数可通过移动网络或Wifi发送至图尔克云端,云端可以在无互联网连接的情况下托管或者作为内部I T 中心的私有云。TCG20还支持以完全相同的方式连接至其他云环境。优势:信息可随时在任何连接的终端设备(例如智能手机或平板电脑)上调用,并与SMS或电子邮件通知关联。因此,可以在云端门户上利用单独的可配置面板进行维护。

结论

  维护领域存在两大常见问题:机器状态值通常是未知的;机器状态值无法在关键时刻发送至正确的接收方。图尔克针对性地推出了状态监测解决方案。现在,我们针对这两种情形提供了完整的工具盒,包括从适合机器环境使用的坚固传感器到智能手机上的可视化产品。电机监测应用是一个典型案例:无需费力的调整工作,尤其适合在现有工厂使用。企业可以轻松进行状态监测改造,并构建相应的独立控制系统。

标签:图尔克我要反馈
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