Condition Monitoring » Kontinuirano praćenje stanja strojeva i instalacija
Objavljeno: 29. rujan 2023 | Trajanje čitanja: 7 minut
Bilo da se radi o velikoj korporaciji, poduzeću srednje veličine ili malom poduzeću, svakodnevna proizvodnja postavlja ogromne izazove za zaposlenike. Osim stvarne procjene tržišta i planiranja prodaje, proizvodnja mora teći nesmetano. Pogotovo kada je potražnja velika.
Bilo da se radi o velikoj korporaciji, poduzeću srednje veličine ili malom poduzeću, svakodnevna proizvodnja postavlja ogromne izazove za zaposlenike. Osim stvarne procjene tržišta i planiranja prodaje, proizvodnja mora teći nesmetano. Pogotovo kada je potražnja velika.
Stoga je nepredviđeni prekid proizvodnje apsolutna briga za one koji su za to odgovorni. Uostalom, moraju se poštovati rokovi isporuke i isporučiti obećane količine. Iako mnoge tvrtke imaju sveobuhvatno planiranje proizvodnje, iznenadne zastoje strojeva i proizvodnih linija definitivno nije moguće izračunati. Ili možda jest?
Naravno, prilikom planiranja možete dopustiti neke "pauze" između zadataka radi eventualnog održavanja. Ali zbog toga trpe učinkovitost i profitabilnost, što si u konačnici ne može priuštiti niti jedna tvrtka. Puno bolje rješenje bilo bi praćenje stanja (CM). Naš vodič objašnjava što znači rješenje za praćenje stanja, kako funkcionira i koje prednosti donosi.
Pogonski sustav, proizvodni stroj ili kompletna procesna linija uvijek imaju jednu zajedničku stvar, bez obzira na njihove različite funkcije: da bi ispunili traženi zadatak, veliki broj različitih komponenti mora raditi zajedno besprijekorno. I što su radni procesi složeniji, to je važnije da operativno osoblje stalno provjerava da li rade ispravno. U tom pogledu iskusni zaposlenici često mogu na temelju zvukova rada utvrditi radi li stroj o kojem brinu ispravno ili nešto nije u redu s njim. Oni otkrivaju čak i najmanja odstupanja i mogu intervenirati u ranoj fazi kako bi spriječili ozbiljne štete i zastoje.
Međutim, za to su potrebne godine iskustva. Štoviše, ljudi koji upravljaju strojevima ne mogu lako primijetiti sve promjene. Pogotovo kada je riječ o električnim parametrima koji se mijenjaju ili mijenjaju vrlo sporo. U tom slučaju može pomoći praćenje stanja, odnosno precizna elektronička kontrola parametara.
U tu svrhu strojevi i postrojenja opremljeni su širokim spektrom senzora koji konstantno bilježe sve parametre bitne za rad. Uz njihovu pomoć, čak i spore promjene ili neprimjetan porast potrošnje energije mogu se rano i pouzdano otkriti.
Kako bi se obavio značajan posao praćenja zdravlja, potrebno je razjasniti određena pitanja kako bi se implementacija mogla izvršiti brzo.
Opseg primjene i mjerene veličine
Praćenje stanja strojeva i instalacija zahtijeva prethodno planiranje. To je zbog činjenice da je sveobuhvatna kontrola svih strojeva i instalacija, uključujući i građevinske tehnologije, svakako vrlo skupa.
Iz tog razloga Condition Monitoring treba provoditi na onim sustavima koji imaju važnu ulogu u konkurentnosti poduzeća.
Zatim morate točno odrediti koje su fizičke ovisnosti važne, a koje je potrebno zabilježiti na odgovarajućim strojevima.
Vanjski faktori
Kod nadzora stroja treba uzeti u obzir i vanjske utjecaje. Inače bi viličar koji prolazi u blizini mogao vrlo brzo uzrokovati krivo mjerenje senzora vibracija ili prekoračenje dopuštenih granica.
Ugradnja senzora
Zatim odaberite odgovarajuće senzore prema ovim specifikacijama.
Senzori se mogu povezati s jedinicom za procjenu putem kabela (PLC i sabirnica) ili bežično (radio mreža, cloud gateway, cloud ili IoT).
Međutim, potrebno je pažljivo razmotriti odabir i ugradnju senzora.
Uostalom, nije uvijek moguće bez problema položiti kabele, a pouzdane radijske veze u industrijskom okruženju mogu postati pravi izazov.
Prikaz mjernih vrijednosti
Snimljene vrijednosti senzora tada bi trebale biti jasno prikazane na kontrolnoj ploči kako bi ih odgovorni mogli ispravno protumačiti.
Ako su definirani "normalni" radni parametri i precizno definirane dopuštene granice, softver se može ponašati kao osoba s iskustvom u upravljanju strojem ili postrojenjem.
Čak i mala odstupanja od standardnih vrijednosti rezultiraju povratnom spregom koja omogućuje daljnje djelovanje.
Evaluacija podataka
U idealnom slučaju, nadzor stanja odvija se u bliskoj suradnji s vlasnikom proizvodnog pogona. Na taj način može pružiti podršku u konfiguraciji sustava kada je to potrebno, a zatim pristupiti trenutnim operativnim podacima tijekom daljinskog održavanja. Međutim, u ovom slučaju mora se osigurati dovoljna sigurnost podataka.
Osim praćenja trenutnih radnih podataka, pohrana podataka također omogućuje dugoročnu preglednost parametara stroja. To znači da se čak i spore promjene postavki zbog istrošenosti pojedinih komponenti mogu pouzdano zabilježiti i pokrenuti potrebni servisni radovi.
Sažetak glavnih skupina
Za bolji pregled saželi smo najvažnije CM grupe:
Tehnologija senzora:
Senzori bilježe određene mjerene veličine i pretvaraju ih u električni signal. Dostupni senzori su: strujni senzori, senzori napona, senzori sile, senzori vibracija, senzori udaljenosti, senzori brzine, senzori temperature, senzori tlaka kao i senzori razine i blizinske sklopke.
Mreža:
Senzori su povezani sa sustavom nadzora stanja putem postojeće industrijske mreže na licu mjesta. Može biti žičani ili bežični, a iskusno servisno osoblje preferira žičanu verziju iz sigurnosnih razloga.
Condition Monitoring System:
CMS je jezgra i kao fizička evaluacijska jedinica brine o točnom prikupljanju podataka i pohranjivanju izmjerenih vrijednosti. Osim toga, sustav nadzora statusa omogućuje praktičan prikaz na različitim krajnjim uređajima.
Condition Monitoring Software:
Poseban program za prikaz, analizu i pohranu podataka senzora. Dok su u prošlosti interna (on-premises) rješenja bila preferirana za pohranjivanje podataka, IoT i usluge u oblaku, kao i mrežno mrežno praćenje stanja, sada postaju sve popularnije. Sve u skladu s trendom Industrije 4.0.
Konstantnim uspoređivanjem stvarne vrijednosti s ciljnom vrijednošću, možete jasno odrediti trenutni status, na primjer, proizvodnog stroja.
Točna dijagnoza rezultata usporedbe stanja omogućuje razvoj preporuka za mjere preventivnog održavanja. To je još važnije jer u svakodnevnoj uporabi mnogi strojevi rade na granicama svojih mogućnosti.
Često pogoni rade 24 sata dnevno kako bi održali proizvodnju. Nepredviđeni zastoji vrlo brzo dovode do ozbiljnih komplikacija koje se u konačnici mogu eliminirati samo povećanjem opterećenja i troškova.
Bilo bi bolje da se šteta može otkriti u ranoj fazi. Ovo su prednosti praćenja stanja.
Prednosti Condition Monitoring
Ustrezno spremljanje stroja
Prikazom svih trenutnih parametara osobe odgovorne za rad uvijek imaju sve informacije o trenutnom statusu određenog stroja. Čak i bez opsežnog općeg tehničkog znanja, sada mogu odmah prepoznati radi li uređaj bez problema ili postoji potreba za djelovanjem na određenom području.
Rano otkrivanje grešaka
Čak i ako se čini da sustav radi besprijekorno, povećana potrošnja struje pogona može značiti da je mehanika uređaja prespora. Čak se i kratki prekidi pouzdano bilježe i spremaju za kasnije rješavanje problema. To znači da se potrebni servisni radovi mogu obaviti prije nego što dođe do ozbiljnog kvara.
Temeljita analiza grešaka
Rješavanje problema složenog sustava može biti dugotrajan jer nije uvijek moguće jasno utvrditi uzrok kvara. Kod nekih kvarova također nije jasno radi li se o mehaničkom ili električnom kvaru. U ovom slučaju, pohranjene mjerne vrijednosti pružaju dragocjenu pomoć servisnom osoblju.
Optimizacija servisnih intervala
Kontinuirano praćenje vrlo brzo pokazuje gdje je sustavu potrebno pojačano održavanje i kada intervali održavanja nisu tako dugi. Zahvaljujući MRO-u, koji je individualno prilagođen sustavu, servisni rad je ograničen na potrebni minimum, bez ugrožavanja cjelokupnog stanja sustava.
Minimiziranje zastoja
Praćenje stanja omogućuje prediktivno održavanje, što značajno smanjuje kvarove is njima povezane zastoje. U konačnici, to dovodi do boljih razina iskorištenja proizvodnje. Investicija se stoga brzo isplati.
Čak i ako Condition Monitoring Systeme (CMS) zahtijeva određena ulaganja i stručnost, nije ga moguće napustiti dugoročno. Ekonomske prednosti kontinuiranog praćenja stanja u radu i povezanog prediktivnog održavanja su neupitne. Osim toga, besprijekoran nadzor stanja omogućuje planiranje, a time i optimizaciju troškova održavanja. Nadolazeći servisni radovi mogu se planirati unaprijed i izvesti tijekom povremenih zastoja.
Zbog toga su nove instalacije, strojevi i sustavi već tvornički opremljeni potrebnom senzorskom tehnologijom ili potrebnim sučeljima.
Modernizacija postojećih postrojenja, također poznatih kao brownfield tvornice, također je isplativa. Uostalom, održavanje ili popravak samo kada je to potrebno, što se također prakticira samo u slučaju neplaniranih zastoja, zapravo ne pridonosi sigurnosti proizvodnje.
Štoviše, preventivno održavanje prema planu održavanja, kako se često prakticiralo u prošlosti, sve je neekonomičnije jer se komponente i maziva, od kojih su većina još uvijek u dobrom stanju, nepotrebno mijenjaju.
Uz digitalizaciju i mreže, tema zdravstvene kontrole jedan je od temeljnih elemenata faze evolucije Industrije 4.0. S obzirom da gore navedene prednosti govore same za sebe, CM je apsolutno ključna tehnologija. Međutim, praćenje stanja ne štiti od iznenadnih događaja. To se može dogoditi zbog iznenadnog loma zupčanika zbog oštećenja materijala. S druge strane, potrošnja materijala je definitivno predmet CM-a bilježenjem vrijednosti opterećenja i radnih ciklusa.
Važni su i ispravno postavljeni i definirani parametri rada. Osobito u slučaju naknadnih sustava gdje se, zbog nedostatka proizvođačkih specifikacija, potrebno oslanjati na empirijske vrijednosti testirane na terenu, važno je postaviti odgovarajuće granične vrijednosti. Ako su vrijednosti tolerancije postavljene prenisko, nepotrebne i lažne poruke o pogreškama samo će poremetiti radni proces. Ako su granične vrijednosti postavljene previsoke, alarm se može aktivirati prekasno.
Još jedan važan problem je velika količina osjetljivih podataka koji se sigurno gomilaju. Morate dodijeliti jasna prava pristupa za njihovu upotrebu i osigurati da neovlaštene osobe ne mogu pristupiti podacima dok su pohranjeni. Ovo je posebno važno kada se promijeni povezanost poduzeća. Neophodno je koristiti i nadzirati uobičajene tehnologije šifriranja za prijenos podataka.