Smart Condition Monitoringa-SCM

20.07.2017

Predvidljivo održavanje pomoću senzora vibracija odnosno »Smart Condition Monitoringa-SCM«

Održavanje strojeva i uređaja je jedan od ključnih elemenata upravljanja imovinom poduzeća. Većina održavatelja još uvijek misli da je bolje i jeftinije ostati u fazi tzv. reaktivnog održavanja nego implementirati preventivne i predvidljive metode održavanja. Tehnološki napredak je troškove predvidljivog održavanja smanjio do granice gdje je primjena predvidljivog održavanja posve održiva i opravdana.

Mitsubishi Electric je s pomoću svojih uređaja i senzora vibracija FAG proizvođača Schaeffler razvio učinkovito rješenje, koje omogućuje prevenciju i smanjenje vjerojatnosti  ispada u kasnijoj fazi životnog vijeka opreme, kada se, naravno, povećava vjerojatnost kvara.

Prema grafu na slici 1, ispad je u prvoj (ranoj) fazi  moguć zbog krive montaže; u drugoj (već uhodanoj) fazi zbog slučajne pogreške (pogreška operatera stroja, prljavština); a u trećoj fazi, gdje ga je moguće spriječiti preventivnim održavanjem, zbog istrošenosti/dotrajalosti opreme. Mjere koje se poduzimaju u prve dvije faze mogu biti: kontrola proizvoda, probna proizvodnja, testiranje instalacije, dopunski trening zaposlenika ili korekcija procesa. U trećoj fazi je ispad procesa moguće izbjeći primjenom dosadašnjih iskustava, kalkuliranjem životnog ciklusa uzimajući u obzir različite parametre ili primjenom senzora vibracije, koji je opisan u nastavku.

Slika 1.: Prikaz vjerojatnosti ispada procesa zbog kvara opreme

Mnogo je aplikacija gdje se može koristiti predvidljivo održavanje. Senzor vibracija je moguće ugraditi na elektromotore, uređaje za ventilaciju, reduktore, kompresore, pumpe, separatore i dekantatore i ostale uređaje. Senzor informacije o vjerojatnosti  greške i ispada procesa dobiva analizom rotacije motora i vibracija pogona i osi.

Na taj način, moguće je učinkovito smanjiti neočekivane ispade proizvodnje i dobave, te troškove inventara, koji nastaju zbog skladištenja rezervnih dijelova.

Funkcije senzora vibracija su sljedeće:

-nadzor nad statusom stroja (OK, predalarm i glavni alarm), status Ethernet komunikacije

-analiza statusa pogona (kvar ležaja, pomanjkanje maziva ili lubrikanta, neravnoteža ili neusklađenost prijenosa obrtaja, kavitacija)

-vrijeme alarma i upozorenje

-apsolutne vrijednosti (ISO10816, vršna akceleracija, RMS širokopojasna akceleracija i demodulacija, temperatura)

Mitsubishi Electric rješenje za predvidljivo održavanje se nudi u setu , koji je namijenjen za brzu i jednostavnu implementaciju na određenu aplikaciju bez potrebe za dopunskim »ekspertnim« znanjem o tehnologiji  ispitivanja vibracija. Kompletno rješenje se nudi u dva kompleta: 1. SCM »Modularni SET« sadrži Mitsubishi Electric grafički operaterski panel GS 2107, kontroler L-serije i SCM senzor vibracija, 2. SCM »Kompaktni SET« sadrži grafički operaterski panel GT 2104, kontroler serije FX5U i SCM senzor vibracija. Oba kompleta sadrže izvor napajanja 24V, Ethernet kabel preko kojega se napaja senzor vibracija, i omogućuju priključak do šest senzora vibracija. Ovisno o zahtjevnosti aplikacije moguće je dodati frekvencijski pretvornik, pojačati kontrolere L ili FX5U serije što omogućuje dalju automatizaciju stroja ili procesa.

Instalacija i korištenje SCM Seta

Senzor vibracija se instalira na odgovarajuće mjesto, što bliže željenoj točki mjerenja. Slika 2 prikazuje primjer položaja montaže senzora (direktno nad ležajem i okomito na os vrtnje) namijenjenog mjerenju vibracija ležaja elektromotora.

U setu se na operaterskom panelu nalazi meni za puštanje u pogon, gdje se određuje broj priključenih FAG senzora i primjena za svaki pojedini senzor (elektromotor, pumpa, ventilator, itd ...). Na taj način se automatski određuje zadana konfiguracija senzora (prema zahtijevanom tipu aplikacije), koju je kasnije moguće u slučaju potrebe optimizirati.

Jednostavna upotreba senzora je moguća korištenjem tzv. »Teach mode« funkcije, koju uključimo pri implementaciji senzora, a omogućava automatsko učenje, tj. snimanje krivulje optimalnog djelovanja uređaja. Završetkom sekvence »učenja« automatski se postavljaju pragovi za predalarm i glavni alarm. U ovom momentu, već pri manjem nepredviđenom odstupanju apsolutnih vrijednosti vibracija od optimalne krivulje djelovanja »SCM set« daje rano upozorenje predalarmom. U nekim slučajevima, predalarmom možemo predvidjeti veći kvar uređaja mjesecima prije pojave prvih prepoznatljivih znakova kvara, kao što su povećana buka i temperatura motora (vidi sliku 3).

"SCM set" na upravljačkoj ploči pored alarma omogućuje detaljniju dijagnozu pomoću liste alarma. Tako se prema slici 4 pri pojavi greške pored datuma i vremena ispisuju informacije o prekoračenim vrijednostima i mogući uzroci greške (kvar ležaja, pomanjkanje maziva ili lubrikanta, neravnoteža ili neusklađenost prijenosa obrtaja, kavitacija). "SCM set" ima višejezičnu podršku i mogućnost prilagodbe operatorskog ekrana ovisno o specifičnim potrebama različitih aplikacija.  

Opisano rješenje će zasigurno u budućnosti postati jedna od vertikala Industy 4.0, ili "Interneta stvari". Pogledamo li piramidu na slici 5, senzor vibracija je važan za četiri nivoa. Na nivou proizvodnog pogona senzor vibracija dobiva informacije o tome što se događa s pogonom ili pogonskim uređajima; ova informacija se dalje šalje u kontrolere i kroz odgovarajuće komunikacijske kanale se šalje dalje na nivo vizualizacijskih uređaja (MAPS / SCADA). Zaokružena cjelina, ili konačno odredište podataka dobivenih pomoću senzora vibracija je ERP-Enterprise Resource Planning ili  planiranje resursa poduzeća. Uz pomoć senzora vibracija moguće je učinkovitije dobiti informacije koje će biti baza za procese odlučivanja u poduzeću. Takvo rješenje na razini proizvodnog pogona pomoću naprednih funkcija automatskog učenja i auto-konfiguracije; pojednostavljena napredna dijagnostika, uz mogućnost sugeriranja uzroka kvara je vrlo jednostavno za korištenje, a vrijeme potrebno za implementaciju je vrlo kratko. Rješenje za predvidljivo održavanje je proširivo na veći sustav, koji koristi SCADA/MAPS  vizualizaciju. U slučaju potrebe senzoru vibracija se može daljinski pristupiti preko RTU (Remote terminal Unit) sučelja, koje prenosi podatke putem GSM/GPRS signala, ili putem TCP/IP komunikacije.

Članak pripremio Inea RBT tim, preveo Inea CR tim.

Grupa poduzeća Inea RBT (Slovenija), Inea CR (Hrvatska) i Inea SR (Srbija) zastupa opremu za automatizaciju Mitsubishi Electric, HMS Industrial Networks i Kepware na području Slovenije, Hrvatske, Srbije, Crne Gore, Makedonije, Bosne i Hercegovine, Albanije i Kosova.

INEA CR d.o.o., Lošinjska 4a, 10000 Zagreb, Hrvatska - Web: www.inea.hr, e-mail: info@inea.hr i telefon 00 385 1 3694 001.

Za više informacija o opremi Mitsubishi Electric posjetite: https://eu3a.mitsubishielectric.com/fa/en/