Мониторинг состояния машины

Узлы Advantech Wzzard LRPv и SmartSwarm 243 LoRa Gateway способствуют повышению общей эффективности оборудования (OEE) за счет использования технологии LoRa для создания надежной системы контроля состояния машин. Эти продукты Advantech могут быть установлены как на производственных площадках, так и в диспетчерских, чтобы минимизировать время простоя, а их функции предоставляют пользователям различные преимущества.

Примеры и решения >> Промышленная автоматизация

Мониторинг состояния машины

Задача

OEE - это широко используемый стандарт и наилучшая практика для повышения производительности в производстве, учитывающая три основных фактора: доступность, производительность и качество. Поскольку состояние машины оказывает существенное влияние на эти факторы, большинство владельцев заводов вкладывают значительные средства в финансовые и человеческие ресурсы с целью максимально увеличить время безотказной работы машины. Мониторинг и измерение основных параметров внутри и вокруг ценного оборудования может продлить срок службы оборудования, одновременно снижая затраты на техническое обслуживание и обеспечивая стратегическое планирование времени простоя.

Однако необходимость вручную проверять состояние каждой машины в производственной линии является трудоемкой задачей, которая требует дополнительных человеко-часов. Кроме того, многие машины устанавливаются в местах, где проводная передача данных и питание переменного тока недоступны или нецелесообразны. Беспроводное решение Wzzard LRPv с низким энергопотреблением разработано специально для преодоления этих проблем за счет расширения границы сети.

Решение

Есть много случаев, когда профилактические меры могут принести пользу производственным операциям. Например, мониторинг проводимости конденсата в котле может указать, произошла ли утечка охлаждающей воды задолго до того, как водородное охрупчивание труб печи котла выведет печь из строя; установка датчика тока на силовой провод может выявить, когда машина начинает потреблять больше энергии, что указывает на возникшую проблему; и измерение температуры насоса может информировать операторов о том, когда его выключать, чтобы избежать теплового повреждения.

Отслеживая данные датчиков по сети, производители могут получать раннее предупреждение о любых потенциальных потерях и незамедлительно принимать меры для предотвращения непредвиденных остановок производства. Такие системы отслеживания уже внедрены многими производителями, но их можно сделать еще более эффективными, если использовать интеллектуальные технологии IoT для реализации удаленного управления и управления облаком.

Advantech Wzzard LRPv Node и SmartSwarm 243 Gateway можно использовать для создания беспроводных сенсорных сетей с низким энергопотреблением с технологией LoRa, что позволяет передавать данные на ваш компьютер или в облачное приложение через шлюз центральной сети. Некоторые шлюзы могут использовать как проводные, так и беспроводные соединения для передачи данных, что означает, что вы можете расположить их в большинстве мест.

Рис. 1: развертывание продукта

  1.  Узлы Wzzard LRPv расположены в удаленных районах и подключены к датчикам для мониторинга вибраций, беспроводного освещения, тока и температуры. Узлы передают данные датчиков через LoRa в шлюз SmartSwarm 243 в центре управления.
  2.  Когда шлюз SmartSwarm 243 получает данные, отправленные с узлов Wzzard LRPv, он передает данные на ПК для управления сервером приложений и SCADA.
  3. Поскольку единый центр управления может отвечать за мониторинг нескольких сайтов, коммутатор облегчает сбор и организацию данных со многих шлюзов SmartSwarm 243 до передачи данных на ПК.
  4.  При наличии достаточного количества данных датчиков система может предупреждать персонал как в офисе, так и вне его, активировать планы резервирования и определять, почему производственные цели не выполняются в случае сбоя.

Особенности и преимущества

Создание системы мониторинга машины, чтобы помочь пользователям контролировать, оценивать и принимать решения, требует определенных знаний ключевых функций продукта, чтобы можно было максимизировать их преимущества.

Технология беспроводной сети LoRa - это запатентованная технология радиомодуляции с расширенным спектром для использования в маломощной глобальной сети (LPWAN). Это спецификация WAN, предназначенная для обеспечения связи на большом расстоянии с низкой скоростью передачи битов между «вещами» (например, подключенными объектами), такими как датчики с питанием от батареи, и в ней используются безлицензионные радиочастотные диапазоны под-ГГц, такие как 196, 433 и 868 МГц в Европе и 915 МГц в Северной Америке. LPWAN может использоваться для создания частной беспроводной сенсорной сети или сторонней службы.

Wzzard LRPv Node и SmartSwarm 243 Gateway поддерживают беспроводную связь на больших расстояниях без необходимости платить за телекоммуникации, что значительно снижает эксплуатационные расходы сети. Это особенно актуально для снижения затрат на мониторинг паводков, поскольку большинство водоемов являются большими и не имеют контрольных центров, расположенных рядом с ними. Кроме того, традиционные беспроводные решения (например, точки доступа) имеют ограниченный диапазон передачи данных и, таким образом, вынуждают пользователей применять интенсивный подход к развертыванию узлов. Хотя такие проблемы не затрагивают сотовые маршрутизаторы, они требуют оплаты телекоммуникационных сборов.

3AI / 1DI для нескольких датчиков и специализированных программных модулей для различных применений. Узел Advantech Wzzard LRPv может подключать до четырех датчиков одновременно и идеально подходит для производственных линий с большим количеством датчиков или для приложений, где пространство для дополнительных устройств ограничено. Программное обеспечение специально разработано для настройки с учетом самых сложных планов мониторинга.

Поскольку узел Wzzard LRPv предлагает высокую гибкость как в аппаратном, так и в программном аспектах, он освобождает пользователей от необходимости использования беспроводной сети с высокой нагрузкой на инфраструктуру, а это означает, что ресурсы могут быть выделены для других более важных инвестиций.

Двойной режим энергосбережения и система сигнализации узла Wzzard LRPv имеет два режима энергосбережения: режим ожидания (для случая, когда узел не используется) и режим работы (для запланированных передач данных). Например, если бы узел должен был сообщать данные датчика два раза в час, то режим сна автоматически активируется, когда узел не используется, и режим работы “будит” узел, когда данные должны были быть переданы, таким образом достигая цели энергоэффективности. Система сигнализации установлена, чтобы уведомить пользователей, когда значение превысило заданный порог. Например, когда приближается наводнение или шторм, он приносит огромное количество воды; в этом случае система сигнализации будет уведомлять пользователей, когда уровень воды превысил определенный уровень, чтобы можно было принять меры по предотвращению стихийных бедствий.

Таким образом, продуманный дизайн энергосберегающих режимов и системы аварийной сигнализации сокращает расходы за счет экономии энергии и одновременно повышает безопасность, уведомляя пользователей о необходимости принятия срочных мер.

Заключение

Advantech Wzzard LRPv Solution - это высокоинтегрированная платформа LoRa от данных датчиков ввода / вывода до сетевого протокола. Узел Wzzard LRPv и шлюз SmartSwarm 243 могут использоваться для формирования частной сенсорной сети. Наиболее полезный аспект сетевых шлюзов Wzzard LRPv заключается в том, что они могут подключаться к вашему серверу приложений или SCADA для доступа к данным с использованием протокола MQTT через Ethernet или беспроводную сеть передачи данных.

Описанные функции позволяют размещать датчики и интернет-шлюзы в местах, где нет доступа к сети переменного тока или проводной сети Ethernet. Конструкция 3AI / 1DI для приложений с несколькими датчиками, а также настраиваемое программное обеспечение для комплексного планирования мониторинга упростили процесс развертывания беспроводных сетей. Также, высокая гибкость двух режимов энергосбережения и системы сигнализации может минимизировать затраты за счет экономии энергии и предотвращение простоев машины.