Автор: Мэри К. Гэннон •Программы диагностического мониторинга могут предотвратить потерю рабочего времени, производительности и денег, предупреждая обслуживающий персонал о потенциальных сбоях в их системах управления движением.

Время безотказной работы станка имеет решающее значение в любой системе автоматизации, будь то станок с ЧПУ или конвейерная система протяженностью в несколько миль, используемая в горнодобывающей промышленности. Если машина неожиданно выходит из строя, это может означать потерю производственного времени и ремонтных работ на тысячи или миллионы долларов. Вот почему системы мониторинга имеют решающее значение. И хотя системы диагностики и технического обслуживания увеличивают первоначальную стоимость машины, в будущем они потенциально могут сэкономить миллионы на предотвратимых простоях.

Держите вибрацию на расстоянии
Контроль вибрации и центровки вращающегося оборудования, такого как подшипники и коробки передач, имеет решающее значение для безотказной работы машины. Именно здесь вступают в действие такие программы, как интеллектуальное управление исправностью оборудования Emerson Process Management или мониторинг состояния B&R Industrial Automation Corp..

Мэтт Карпентер (Matt Carpenter), директор по инжинирингу B & R, сказал, что его модули мониторинга состояния выполняют анализ в режиме реального времени для выявления проблем с подшипниками и мониторинга механики этой машины путем определения частот различных вибраций. “Когда они изнашиваются, проблемы можно предсказать и изолировать до того, как они приведут к простою”, — сказал Карпентер. “Подшипники имеют разные режимы выхода из строя. Таким образом, в зависимости от типа сбоя, эти частоты могут указывать на то, какой тип проблемы развивается”.

Что-нибудь для каждого
Мониторинг состояния прост и может осуществляться различными способами. Например, Emerson предлагает три варианта мониторинга состояния — с помощью портативных устройств, с онлайн-мониторингом или с помощью беспроводных устройств, сказал Том Франциско, менеджер по развитию бизнеса. При использовании портативных устройств сотрудник по техническому обслуживанию завода ходит с портативным устройством или анализатором, который использует датчик для проверки работоспособности подшипника, а также других критических факторов, таких как высокая температура и усталость. Обычно это делается по расписанию, будь то еженедельно, ежемесячно или какой-либо другой установленный период времени.

Онлайн-мониторинг Emerson обеспечивает непрерывный сбор данных. Например, монитор работоспособности оборудования CSI 6500 — это система непрерывного мониторинга, обеспечивающая сбор данных в режиме 24/7. С помощью этого устройства можно просматривать и воспроизводить переходные события для дальнейшего анализа.

Наконец, с помощью беспроводных передатчиков Emerson пользователи могут взаимодействовать с существующими системами мониторинга оборудования для определения уровня вибрации на критически важном оборудовании. Например, беспроводной вибропередатчик Smart Wireless CSI 9420 может легко подключаться к машине и передавать информацию о вибрации по беспроводной сети WirelessHART для использования как операционным персоналом, так и персоналом по техническому обслуживанию. Эти датчики измеряют вибрацию, температуру и износ подшипников.

Завершите оценку критичности
Франциско сказал, что лучший способ определить, какую систему мониторинга следует использовать в вашем приложении, — это использовать то, что компания Emerson называет своей пирамидой вращающегося оборудования. На вершине пирамиды находятся ваши самые важные машины — те, которые являются чрезвычайно дорогими или единственными на вашем заводе; например, гигантская турбина мощностью в несколько тысяч лошадиных сил. Это машины, которые должны быть защищены, поэтому Emerson ориентирует их на онлайн-мониторинг, часто с прогнозированием и мониторингом защиты.

«На промежуточном этапе вы найдете основную часть своих машин», — сказал Франсиско. Это системы, которые по-прежнему важны для вашего процесса, но не требуют постоянного мониторинга. С другой стороны, поскольку их так много, мониторинг с помощью портативного устройства передачи данных может отнимать много времени и не очень эффективно использовать время человека а в некоторых случаях и угроза безопасности. “Благодаря беспроводной связи у вас есть эти передатчики с двумя каналами измерения вибрации, и это небольшие затраты на повышение безопасности”, — сказал Франциско. “Таким образом, внезапно у них появился гораздо менее дорогостоящий вариант получения важных, но труднодоступных данных”.

Франциско добавляет, что беспроводные передатчики можно использовать временно, если вы определили проблемную область с помощью своего портативного устройства.

“Вы можете сказать, что у меня скоро отключение, мне нужно знать, сможет ли эта машина справиться с этим отключением, — сказал он, — поэтому я просто подключу это беспроводное устройство, чтобы присматривать за ним, пока мы не доберемся туда”.

Наконец, в нижней части пирамиды находятся те обычные элементы оборудования, которые можно легко обслуживать и заменять. Например, сказал Франциско, у вас может быть два или три насоса подряд, и в зависимости от того, насколько быстро вы их используете или как часто, вы можете отключить один или два, а один вывести из эксплуатации и проводить техническое обслуживание, пока процесс еще продолжается. Они пригодны для портативного сбора данных.

Аналогичным образом, система мониторинга состояния B &R использует датчики вибрации и контроллеры шин в качестве интегрированного пакета для отслеживания состояния контроллера, состояния входов и выходов, а также состояния любых сервоприводов. По словам Карпентера, пользователи могут просто установить сигнал тревоги в системе при обнаружении проблемы или, используя более продвинутые опции, интегрировать его в какую-либо другую функцию отчетности или уведомления.

“Производитель должен точно решить, что он хочет делать с этой информацией. Вы можете отправить его по электронной почте, вы можете сделать его доступным в веб-браузере или вы можете интегрировать его с какой-либо системой SCADA”, — сказал Карпентер. “Вы также можете заносить информацию о техническом обслуживании в базы данных с помощью нашей платформы.

“Что касается диагностики, то наша платформа управления имеет встроенный веб-сервер, поскольку каждое вычислительное устройство имеет веб-браузер”, — продолжил Карпентер. “У нас есть веб-сервер в наших контроллерах, и вы можете подключиться к этому веб-серверу и получить доступ к диагностической информации без использования какого-либо специального программного обеспечения. Вы действительно можете собирать информацию из журнала и даже выполнять отслеживание движения через веб-браузер.”

Растущая потребность
После экономического спада 2008-09 годов в таких компаниях, как Emerson Process Management, наблюдается рост объема диагностических услуг, поскольку многие компании сокращают или ликвидируют свои программы профилактического обслуживания. Поэтому, хотя поначалу они экономили деньги, они быстро заметили отказы компонентов и машин, говорит Франциско. Именно поэтому компания Emerson значительно расширила свои услуги по мониторингу анализа вибрации. B&R также участвовала в акции около двух лет назад.

Другие компании также разрабатывают программы диагностики и мониторинга, такие как Siemens Industry Inc., которая разработала свой пакет программного обеспечения Sinumerik Integrate специально для своих ЧПУ Sinumerik. Два модуля в этом программном обеспечении — Access MyMachine и Analyze MyCondition — позволяют осуществлять удаленную диагностику, мониторинг и профилактическое обслуживание, соответственно, сказал Райан Легг, менеджер по продуктам Siemens Industry Inc.

Система Siemens Analyze MyCondition обеспечивает непрерывный мониторинг и может быть настроена на определенные триггеры, такие как, например, сигналы тревоги о достижении определенной температуры в двигателе.

“Это анализ различных механических характеристик машины и определение износа различных механических компонентов машины”, — сказал Легг. “Цель состоит в том, чтобы позволить компании проводить более активное и разумное плановое техническое обслуживание машины, в отличие от запуска машины до тех пор, пока она не выйдет из строя, а затем у вас возникнет незапланированный простой, что, безусловно, нежелательно для любого клиента”.

И хотя программное обеспечение может немного увеличить стоимость машины, оно, безусловно, снижает общую стоимость владения за счет увеличения времени безотказной работы и производительности. “Компании, которые оценивают общую стоимость владения, действительно могут увидеть ценность чего-то подобного”, — сказал Легг.

“Гораздо выгоднее предсказать, когда вам потребуется техническое обслуживание, вместо того чтобы допускать перебои в работе, которые прерывают производство”, — сказал Карпентер, добавив, что отрасли с длительным сроком наладки или скоропортящимися продуктами, такие как упаковка или полиграфия, безусловно, могут извлечь выгоду из диагностики.

Золотая середина
Подобные диагностические услуги помогают контролировать затраты и продлевать срок службы оборудования, поскольку традиционные методы технического обслуживания часто оказывались неэффективными. В прошлом при реактивном техническом обслуживании часто было слишком поздно чинить машину, как только вы слышали вибрацию подшипника или скрежет двигателя. Поэтому компании обратились к профилактическому обслуживанию, чтобы решить эту проблему, что означает, что они будут либо планировать техническое обслуживание на основе календаря, либо по часам работы. Однако, как отмечает Франсиско из Emerson, только потому, что компонент рассчитан на 3000 часов работы, это не означает, что он доживет до этого момента.

Другим вариантом было профилактическое техническое обслуживание, аналогичное графику, по которому вы меняете масло в своем автомобиле. Это хороший показатель интервала использования машины, но в подобных случаях иногда компании меняли компоненты и машины, у которых все еще был длительный срок службы.

По словам Франциско, хорошим сравнением того, что эти варианты профилактического обслуживания и диагностики могут сделать для работоспособности машины, является ЭКГ-тест. “Эта сигнатура измерения вибрации похожа на след на ЭКГ. Врач знает, как выглядит здоровый след на ЭКГ. Точно так же виброаналитик знает, как выглядит здоровая вибрационная сигнатура”, — сказал он. “Технология прогнозирования устраняет большую часть этой неопределенности, измеряя фактическое состояние машины”.

Люди критически настроены
Какой бы вариант вы ни выбрали, крайне важно, чтобы нужные люди использовали программное обеспечение и анализировали данные. В идеале у компаний должен быть кто-то на месте, кто знает их процессы и может осмотреть машины и определить, какой тип диагностического мониторинга им требуется. Определение уровня критичности включает оценку того, насколько важны машины, исходя из их стоимости, избыточности в технологическом процессе, и если они выходят из строя, каковы потенциальные последствия отказа — теряется ли весь процесс или существует риск для персонала или окружающей среды?

Для следующего шага важно иметь обученный персонал, который сможет проанализировать данные и определить, что они означают. Франциско из Emerson сказал, что часто случается так, что клиент сначала полагается на аналитиков Emerson для анализа данных и совершения звонков. Как только они освоятся и будут уверены в себе, клиент вернет программу “на место” и сможет начать принимать собственные решения по техническому обслуживанию.

Услуги Siemens по диагностике ЧПУ в значительной степени зависят от людей, принимающих правильные решения. Например, доступ к MyMachine может быть связан с сервисными инженерами производителя, которые могут войти непосредственно в систему и удаленно видеть, что происходит. Затем они могут провести диагностику, в отличие от отключения питания машины, осмотра специалистами технического обслуживания и отправки на ремонт и сервисное обслуживание.

“Люди, как правило, являются той частью, о которой компании забывают, когда покупают новую систему”, — предупредил Франциско. “Тренинг — это одно из тех мест, где инвестиции могут принести вам огромную отдачу. Обученные люди обладают достаточной уверенностью, чтобы принимать важные решения. Вы получаете гораздо лучшие результаты от своих инвестиций”.

Деньги решают все
Они говорят, что доказательство кроется в пудинге, и это еще более верно, когда компания теряет деньги из-за незапланированного простоя. Например, Франсиско из Emerson рассказал историю о горнодобывающем предприятии, где отказала коробка передач, вышел из строя подшипник и машина загорелась, что привело к возгоранию масляного поддона. Потеря коробки передач и двигателя сама по себе была бы дорогостоящей, но это также разрушило конвейерную башню — стальную конструкцию, которая поддерживала конвейерную ленту. Таким образом, вместо того, чтобы использовать конвейер для перевозки полезных ископаемых на 11 миль через пустыню, горнодобывающей компании пришлось полагаться на свои старые самосвалы, которые были медленнее и к тому же стоили целое состояние на топливо.

Этот конвейер не работал в течение 30 дней, пока производились все ремонтные работы, что обходилось горнодобывающей компании примерно в 400 000 долларов в час. По словам Франциско, если бы компания знала, что коробка передач и подшипник были близки к выходу из строя, она могла бы предотвратить эту катастрофическую потерю.

Поскольку машины и общезаводские системы становятся все более сложными и дорогими, необходимо лучше контролировать их на предмет потенциальных отказов. Услуги по диагностике устройств управления движением, таких как подшипники и зубчатые передачи, могут помочь ежегодно экономить миллионы долларов на незапланированных простоях.

Информация о перепечатке >>

Управление процессами Emerson
www2.emersonprocess.com

B&R Industrial Automation Corp.
www.br-automation.com

Siemens Industry Inc.
www.usa.siemens.com/cnc