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赋能工业生产,开启“智能制造”新篇章

工业4.0时代

通过对海量数据的分析

能帮助企业实现全方位监测

及时发现潜在故障

把握最佳维护期

降低成本损失

实现工业效益最大化

那如何从庞大数据中

提炼出能指导生产的关键信息?

这就需要基于工况的维护理念,以及具备强大工况监测功能的智能监测系统,本期我们将深入剖析智能工况监控系统,解读智能驱动器理念和FC变频器工况监控在工业生产中的实际应用。

变速驱动,高效应对复杂场景

基于工况的维护其中一个组成部分就是监测设备状况。在变速应用中,应用的工况通常取决于速度。例如,速度越高,振动水平越高,虽然这种关系不是线性的。在特定的速度下甚至会发生共振,速度提高后,共振又会消失。

使用独立的系统来监测变速应用的工况非常复杂,需要知道速度及与速度相关的监测值。有利的解决方案就是使用驱动器进行工况监测(“驱动器作为传感器”或“驱动器作为传感器集线器”),因为驱动器中已经有了应用的速度信息。此外,在驱动器中很容易获得关于负载/电机转矩和加速度的信息。

精准监测,三步直达

建立基准

对于一个高效的工况监测系统,首先要明确和定义正常运行工况。建立基准是指定义应用的正常运行工况,即基准。定义基准值的方式有多种。

人工建立基准

运用以往的经验定义基线值,在驱动器中设定已知值。

基准运行

基准可以在调试期间确定。利用该方法,在相关速度范围内进行速度扫描,确定每个速度点的状况。但是,调试时在某些情况下,应用可能没有满负荷运行,或者需要磨合期。遇到这些情况时,必须在磨合期之后执行基准运行,使工作状态尽可能接近正常运行状态。

在线基准

这是一种非常先进的方法,可以在正常运行过程中捕获基准数据。当应用不允许探究整个速度范围,无法执行基准运行时,这种方式就非常有用。

建立基准之后,下一步是生成警告和报警的阈值。阈值表示必须通知用户应用的工况。设备工况的表示方法多种多样,业内最流行的是采用四色红绿灯状态,工厂自动化工况监控 VDMA 规范24582现场总线中性参考资料对此作了描述。

定义阈值

阈值的定义方法如下:

绝对值

这是设备值已知时的常用方法。阈值有一个固定的值,与基准测量值无关。例如,操作员清楚设备的绝对限值,便可为报警阈值设置一个绝对值。在振动监测方面,可以使用ISO10816/20816 等标准中规定的限值作为报警阀值的绝对值。

偏移

这种阈值设置方法需要了解应用和基准值。阈值取决于用户选择的定义偏移所依据的基准值。这种情况的风险是,设定值非常低或非常高会导致误报。设置错误可能导致即使发生故障,监测却毫无响应。

因数

与偏移相比,该方法更容易使用,因为它不需要深入了解应用。阈值取决于基准值所乘的因数。例如,阈值可能是基准的150%。这种情况的风险是,阈值设定值会非常高。

执行监测

监测是通过与阈值的连续对比来进行的。在正常运行过程中,将实际值与阈值进行对比。如果监测到参数超出阈值达到预定义的时间,将激活警告或报警。计时器被配置成过滤器,短时瞬态不会触发警告和报警。

实际监测值可以通过 LCP、现场总线通信或物联网通信从驱动器中读取。此外,可以配置数字输出来响应特定的警告和报警。有些驱动器内置web服务器,也可以用来读取条件状态。

而今,驱动器不仅仅是简单的动力处理器。驱动器能够用作传感器和传感器集线器,处理、存储和分析数据,并具有连接功能,是现代自动化系统中的重要元素。自动化装置中往往已经配备驱动器,这为升级为工业4.0创造了大好机会。

由此带来了执行维护的全新方式,例如基于工况的维护。有些驱动器已经具备上述功能,先行者也已开始将驱动器用作传感器。

随着工况监控智能监测系统的发展,相信在未来的工业升级中必将扮演重要角色,为工业生产赋能,助力工业升级!