В Часть 1 из этой серии, мы упомянули о растущем внедрении беспроводных технологий для автоматизации. На самом деле рынок беспроводных технологий, являющихся одной из разновидностей IIoT-подключений, имеет превышал 1 миллиард долларов в год и будет расти по мере того, как глобальная конкуренция в сфере производства подталкивает организации к оптимизации производственных мощностей с целью минимизации стоимости владения.
Рассмотрим входные данные Дэн Филлипс, директор по надежности и техническому обслуживанию CMRP компании Regal Beloit, рассказал об этой теме и роли беспроводной связи в промышленных приложениях.
Снижение стоимости датчиков и усовершенствованные протоколы беспроводной связи (благодаря широкому распространению Интернета вещей) привели к постоянно растущему числу поставщиков, дистрибьюторов и сервисных центров, использующих беспроводные технологии для мониторинга состояния оборудования. Несмотря на то, что в шумихе вокруг беспроводной связи легко запутаться, становится все более необходимым разобраться в финансовой жизнеспособности этих новых технологий.
Начните с бизнес-обоснования: как и при принятии любого разумного бизнес-решения, его приемлемость зависит от финансовых и временных соображений. Решение следующих вопросов при оценке использования беспроводной технологии должно быть первым шагом перед выбором конкретной системы.
Когда обнаруживаются условия, указывающие на неисправность оборудования, сколько времени требуется для подготовки запасных частей, подготовки рабочей силы и так далее? Способность обнаруживать неисправности на самых ранних стадиях отказа, особенно для низкоскоростного оборудования, может потребовать технологий, превосходящих по сложности и возможностям беспроводные системы.
Какова стоимость потери производства на предприятии, когда оборудование выходит из строя или выходит из строя неожиданно? Определите, будет ли окупаемость оборудования минимальной с точки зрения снижения рисков. Внедрение технологий на оборудовании, которое не обеспечивает мониторинг состояния, является неэффективным использованием времени и ресурсов. Эксплуатация оборудования до отказа может быть разумным бизнес-решением, если оно имеет резервный источник питания (или запасные части легко доступны), а простая замена оборудования в случае его выхода из строя не окажет негативного влияния на производство и безопасность.
Какие ресурсы доступны для анализа данных, полученных с помощью беспроводных систем мониторинга? Интерпретация данных мониторинга состояния и принятие мер в соответствии с ними имеет первостепенное значение для поддержания успешной программы мониторинга. Если на объекте отсутствуют ресурсы для интерпретации данных, рассмотрите возможность использования средств автоматизации или сертифицированных аналитиков, чтобы обеспечить эффективное использование данных.
Ответы на эти вопросы гарантируют, что будет использована технология, обеспечивающая благоприятную отдачу от инвестиций.
Конечно, сегодня существует множество типов беспроводных устройств мониторинга, и они различаются по сложности измерений, методам связи, протоколам, управлению данными, форм—фактору и долговечности. С технической точки зрения, важно, чтобы указанная система мониторинга соответствовала уровню критичности машины и условиям эксплуатации, которые определяются следующим образом.
Как часто машина работает: Беспроводные датчики позволяют быстро и просто осуществлять мониторинг состояния, при этом пропуски в потоке данных не снижают надежность системы. Пропуски в данных обычно связаны с логикой сбора данных, которая часто настраивается для сбора данных в определенное время суток или при выполнении других условий. Поскольку сбор данных осуществляется с перерывами, многие из современных беспроводных систем мониторинга лучше всего подходят для стационарных устройств, которые либо включены, либо выключены — например, вентиляторы, насосы и другое оборудование, не требующее ежедневных частых запусков и остановок.
Скорость: Обратная связь по скорости на динамичном оборудовании с изменяющимися скоростями и нагрузками имеет решающее значение для диагностики неисправностей. В некоторых случаях предпочтительнее использовать проводные системы. Однако в руках квалифицированного аналитика изменения скорости не являются ограничивающим фактором, поскольку аналитик может использовать другие методы для определения того, достаточно ли высоки частота и разрешение.
Режимы сбоя: У каждой машины есть несколько различных возможных режимов неисправности, многие из которых связаны с определенными частотами неисправностей в спектре вибрации. Инженерам следует учитывать частоты неисправностей, которые могут присутствовать у данной машины, чтобы убедиться, что они не превышают пределов, установленных беспроводным датчиком как на низком, так и на высоком уровнях спектра. Эксперт может помочь определить конкретные виды отказов, которые будут фиксироваться с помощью конкретной технологии.
Скрытое от глаз (и из сердца вон) местоположение: Некоторое оборудование работает в отдаленных местах, где редко бывают люди, которые могут первыми заметить незначительные изменения в рабочих шумах, а также капающие жидкости и другие признаки того, что оборудование нуждается в обслуживании. На таком удаленном и нестационарном оборудовании — в туннелях, на крышах или стропилах, встроенном в краны или мобильные устройства — беспроводные датчики могут служить “ушами” для отслеживания неисправностей.
Другие согласны с мнением Phillips о преимуществах надлежащим образом развернутых беспроводных решений, которые не ограничиваются мониторингом оборудования и снижают стоимость владения. Эти функции включают в себя корпоративную связь и оперативную обратную связь для оперативного изменения функций оборудования для достижения максимальной производительности даже при использовании различных типов продукции.
Беспроводные устройства для выполнения этих функций часто совместимы с различными стандартами. Рассмотрим USB-накопители для беспроводных сетей, которые обеспечивают удаленное подключение к промышленным ПК. По словам Мэтта Преллвица (Matt Prellwitz), менеджера по продуктам для управления движением в Beckhoff Automation, джойстики CU8210 включают в себя опции для беспроводной локальной сети и мобильной связи 4G /3G/2G. Sticks работают с мобильными роботами и автоматизированными управляемыми транспортными средствами (AGV), а также с любыми приложениями, которым требуется беспроводная связь с центральным контроллером или системой диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).
“Пользователи могут даже отслеживать диагностику привода для улучшения профилактического обслуживания на основе реальных прикладных данных, содержащих информацию о частоте возникновения событий”, — добавляет Преллвиц.
Другие также отмечают, что мобильные приложения способствуют расширению возможностей подключения к электросети. “С развитием беспроводных технологий и автономных возможностей мобильная техника, использующая промышленные контроллеры, становится все более распространенной”, — говорит Аллен Таббс, менеджер по продукции электроприводов и систем управления Bosch Rexroth. Он приводит примеры внедорожников и индустрии развлечений: “Сельское хозяйство — это отрасль, в которой внедряются новые технологии автоматизации из-за нехватки работников для ухода за растениями и сбора урожая. Индустрия развлечений — еще один хороший пример, особенно в связи с усложнением аттракционов в парках развлечений”.
По словам Таббса, современные готовые контроллеры автоматизации в таких условиях могут обеспечить беспроводную связь и технологии безопасности, необходимые для защиты персонала и взаимодействия с существующими компьютерными системами.
По мере развития беспроводных технологий меняются и способы их использования. 5G, в частности, перспективен для производственных операций, которые могут извлечь выгоду из облачного подключения, поскольку он обеспечивает необходимую пропускную способность и стабильность для производственных сетей, особенно если они реализованы в виде сети кампуса. “Но поскольку сетевые подключения, как правило, доступны во всех инфраструктурах машин, мы считаем, что до широкого распространения промышленных сетей на базе 5G еще далеко”, — отмечает Маркус Вайсхаар, менеджер по продуктам IIoT и программному обеспечению в Dunkermotoren.
Другие согласны с этим, хотя и готовятся к возможному внедрению 5G в промышленных условиях. “Мы ожидаем, что по мере внедрения новых технологий 5G будет происходить быстрое развитие дополненной реальности, виртуального дизайна и продвинутой аналитики, также называемой искусственным интеллектом или ИИ”, — говорит Раск. “С экспоненциальным увеличением скорости мы ожидаем, что расчетное время обработки данных увеличится в 10 раз по сравнению с тем, что мы наблюдаем в настоящее время в системах 4G”.
В ноябре 2019 года компания Bosch Rexroth в партнерстве с производителем 3D-принтеров BigRep продемонстрировала, как беспроводные технологии 5G позволяют управлять сложными процессами 3D-печати в режиме реального времени с внешнего сервера. Продолжение следует в третьей части этой серии: Тенденции в области Ethernet, PoE, IO-Link, HIPERFACE и однокабельных решений
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии