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

Время безотказной работы станка имеет решающее значение для любой системы автоматизации, будь то станок с ЧПУ или конвейерная система протяженностью в несколько километров, используемая в горнодобывающей промышленности. Если станок неожиданно выходит из строя, это может привести к потере времени на производство и ремонт на тысячи или миллионы долларов. Вот почему системы мониторинга имеют решающее значение. И хотя системы диагностики и технического обслуживания увеличивают первоначальную стоимость оборудования, в будущем они потенциально могут сэкономить миллионы долларов за счет предотвратимого простоя.

Держите вибрацию в узде
Контроль вибрации и центровки вращающегося оборудования, такого как подшипники и коробки передач, имеет решающее значение для обеспечения бесперебойной работы оборудования. Именно здесь в дело вступают такие программы, как интеллектуальное управление состоянием оборудования Emerson Process Management или мониторинг состояния оборудования B&R Industrial Automation Corp.

Мэтт Карпентер (Matt Carpenter), директор по инжинирингу B&R, сказал, что его модули мониторинга состояния в режиме реального времени проводят анализ для выявления проблем с подшипниками и контролируют работу механизма, определяя частоту различных вибраций. “Когда подшипники изнашиваются, проблемы можно спрогнозировать и локализовать до того, как они вызовут простои”, — сказал Карпентер. “Подшипники имеют разные режимы выхода из строя. Поэтому, в зависимости от типа отказа, эти частоты могут указывать на то, какой тип проблемы развивается”.

Что-то для каждого
Мониторинг технического состояния прост и может осуществляться различными способами. Например, компания Emerson предлагает три варианта мониторинга технического состояния — с помощью портативных устройств, онлайн-мониторинга или беспроводных устройств, — говорит Том Франциско, менеджер по развитию бизнеса. Что касается портативных устройств, то обслуживающий персонал завода ходит с портативным устройством или анализатором, который использует датчик для проверки работоспособности подшипника, а также других критических факторов, таких как перегрев и усталость. Обычно это делается по расписанию, будь то еженедельно, ежемесячно или в какой-либо другой установленный период времени.

Система онлайн-мониторинга Emerson обеспечивает непрерывный сбор данных. Например, монитор работоспособности оборудования CSI 6500 представляет собой систему непрерывного мониторинга, обеспечивающую сбор данных в режиме 24/7. С помощью этого устройства можно просматривать и воспроизводить переходные процессы для дальнейшего анализа.

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

Выполните оценку критичности
Франсиско сказал, что лучший способ определить, какую систему мониторинга следует использовать в вашем приложении, — это использовать то, что компания Emerson называет «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. Эти машины должны быть защищены, поэтому Emerson ориентирует их на онлайн-мониторинг, часто с прогнозированием и мониторингом защиты.

По словам Франциско, основная часть ваших машин находится на промежуточном этапе. Это системы, которые по-прежнему важны для вашего процесса, но не требуют постоянного контроля. С другой стороны, из-за того, что их так много, мониторинг с помощью портативного устройства передачи данных может занимать много времени и не очень эффективно использовать время человека и в некоторых случаях это создает угрозу безопасности. “Благодаря беспроводной связи у вас есть эти передатчики с двумя каналами измерения вибрации, а затраты на повышение безопасности невелики”, — сказал Франциско. “Таким образом, внезапно у них появился гораздо более дешевый способ получить важные, но труднодоступные данные”.

Франциско добавляет, что беспроводные передатчики можно использовать временно, если вы выявили проблемную область на своем портативном устройстве.

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

Наконец, в самом низу пирамиды находятся те обычные элементы оборудования, которые можно легко обслуживать и заменять. Например, говорит Франсиско, у вас может быть два или три насоса в ряд, и в зависимости от того, насколько быстро вы их используете или как часто, вы можете отключить один или два из них, а другой вывести из эксплуатации и проводить техническое обслуживание, пока процесс еще продолжается. Они позволяют собирать данные с портативных устройств.

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 создания отчетов или уведомлений.

“Производитель должен сам решить, что именно он хочет делать с этой информацией. Вы можете отправить ее по электронной почте, сделать доступной в веб-браузере или интегрировать в какую-либо систему 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 компьютерное 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 специального программного обеспечения. Вы действительно можете собирать информацию из журнала и даже отслеживать движение с помощью веб-браузера.”

Растущая потребность
После экономического спада 2008-2009 годов такие компании, как Emerson Process Management, расширили свои диагностические услуги, поскольку многие компании сократили или вовсе отменили свои программы профилактического обслуживания. Таким образом, хотя поначалу они экономили деньги, они быстро столкнулись с отказами компонентов и оборудования, — говорит Франциско. Вот почему компания Emerson значительно расширила свои услуги по мониторингу вибрационного анализа. Около двух лет назад компания B&R также присоединилась к этому процессу.

Другие компании также разрабатывают программы диагностики и мониторинга, такие как Siemens Industry Inc., которая разработала комплекс программного обеспечения Sinumerik Integrate специально для своих систем ЧПУ Sinumerik. «Два модуля в этом программном обеспечении — Access MyMachine и Analysis MyCondition — обеспечивают 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 специальные триггеры, такие как, например, сигналы тревоги о достижении определенной температуры в двигателе.

“Это анализ различных механических характеристик машины и определение степени износа различных механических компонентов машины”, — сказал Легг. “Цель состоит в том, чтобы позволить компании проводить более активное и разумное плановое техническое обслуживание оборудования, а не запускать его до тех пор, пока оно 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 оборудования, оно, безусловно, снижает общую стоимость владения за счет увеличения времени безотказной работы и производительности. “Компании, которые оценивают общую стоимость владения, могут по-настоящему оценить ценность чего-то подобного”, — сказал Легг.

“Гораздо выгоднее прогнозировать, когда вам потребуется техническое обслуживание, вместо того чтобы прибегать к простоям, которые прерывают производство”, — сказал Карпентер, добавив, что диагностика, безусловно, может быть полезна для отраслей с длительным сроком наладки или для производства скоропортящихся продуктов, таких как упаковка или полиграфия.

Золотая середина
Подобные диагностические услуги помогают снизить затраты и продлить срок службы оборудования, поскольку традиционные методы технического обслуживания часто оказывались неэффективными. В прошлом, при оперативном техническом обслуживании, часто было слишком поздно ремонтировать оборудование, как только вы слышали вибрацию подшипника или скрежет двигателя. Поэтому компании обратились к профилактическому обслуживанию, чтобы решить эту проблему, то есть они планируют техническое обслуживание либо по календарю, либо по часам работы. Однако, как отмечает Франсиско из Emerson, то, что компонент рассчитан на 3000 часов работы, не означает, что он достигнет этого срока.

Другим вариантом было профилактическое техническое обслуживание, аналогичное графику замены масла в вашем автомобиле. Это хороший показатель интервала использования машины, но в подобных случаях компании иногда заменяли компоненты и машины, у которых еще был длительный срок службы.

По словам Франсиско, ЭКГ-тест является хорошим примером того, как эти средства профилактического обслуживания и диагностики могут повлиять на работоспособность оборудования. “Это свидетельство измерения вибрации, оно похоже на след на ЭКГ. Врач знает, как выглядит здоровый след на ЭКГ. Аналогичным образом, специалист по анализу вибрации знает, как выглядит характерный признак здоровой вибрации”, — сказал он. “Технология прогнозирования устраняет большую часть этой неопределенности, измеряя фактическое состояние машины”.

Люди настроены критически
Какой бы вариант вы ни выбрали, решающее значение имеет наличие нужных специалистов, использующих программное обеспечение и анализирующих данные. В идеале у компаний должен быть сотрудник на месте, который знает их процессы и может осмотреть оборудование и определить, какой тип диагностического мониторинга им требуется. Определение уровня критичности включает в себя оценку того, насколько важны машины, исходя из их стоимости, избыточности в технологическом процессе, и если они выходят из строя, каковы возможные последствия отказа — нарушается ли весь процесс или возникает риск для персонала или окружающей среды?

Для следующего шага важно иметь обученный персонал, который сможет проанализировать данные и определить, что они означают. Франсиско из Emerson сказал, что часто бывает так, что клиент сначала полагается на аналитиков Emerson для анализа данных и совершения звонков. Как только они войдут в курс дела и обретут уверенность, клиент снова начнет использовать программу “своими силами” и сможет самостоятельно принимать решения по техническому обслуживанию.

Услуги Siemens по диагностике станков с ЧПУ в значительной степени зависят от правильных действий специалистов. Например, доступ к MyMachine можно связать с сервисными инженерами OEM-производителя, которые могут подключиться непосредственно к станку и удаленно отслеживать, что происходит. Затем они могут провести диагностику, вместо того чтобы отключать питание машины, проводить осмотр и отправлять ее на ремонт и сервисное обслуживание.

“Как правило, компании забывают о людях, когда покупают новую систему”, — предостерег Франсиско. “Обучение — это то место, где инвестиции могут окупиться с лихвой. Обученные люди уверены в себе и могут принимать важные решения. Вы получаете гораздо лучшие результаты от своих инвестиций”.

Деньги решают все
Говорят, что доказательство находится в самом деле, и это тем более верно, когда компания теряет деньги из-за незапланированного простоя. Например, Франсиско из Emerson рассказал историю о работе в горнодобывающей промышленности, 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 обошлась бы дорого, но это также привело к разрушению конвейерной башни — стальной конструкции, которая поддерживала конвейерную ленту. Таким образом, вместо того чтобы использовать конвейер, перевозящий полезные ископаемые на 11 миль через пустыню, горнодобывающим предприятиям приходилось полагаться на старые самосвалы, которые были медленнее и к тому же стоили целое состояние на топливо.

Этот конвейер простоял 30 дней, пока производился весь ремонт, который обходился горнодобывающей компании примерно в 400 000 долларов в час. Если бы компания знала, что коробка передач и подшипник были близки к выходу из строя, она могла бы предотвратить эту катастрофическую потерю, сказал Франциско.

Поскольку станки и системы в масштабах всего предприятия становятся все более сложными и дорогими, необходимо лучше отслеживать их на предмет возможных неисправностей. Услуги по диагностике устройств управления движением, таких как подшипники и зубчатые передачи, могут помочь ежегодно экономить миллионы долларов при незапланированных простоях.

Информация о перепечатке >>

Управление процессами Emerson
www2.emersonprocess.com

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

Сименс Индастри Инк.
www.usa.siemens.com/cnc