Моніторинг та аналіз вібрації для оцінки технічного стану обладнання
Вступ
Насоси та вентилятори є критично важливими елементами, що обертаються на промислових підприємствах, в системах опалення, вентиляції та кондиціювання повітря, на водоочисних спорудах і в центрах обробки даних. Провідне рішення Advantech для моніторингу стану обладнання поєднує в собі 3-осьовий датчик вібрації WISE-2461 з програмним забезпеченням Advantech WISE PHM (Prognostics and Health Management - Прогнозування та управління станом), розгорнутим на високосумісному граничному комп'ютері UNO-247 V2, що дозволяє здійснювати оцінку обладнання та несправностей на основі штучного інтелекту для підтримуваних конфігурацій насосів та вентиляторів.
Типові проблеми моніторингу обертових механізмів
- Періодичні перевірки надають лише вимірювання у певний момент часу, залишаючи прогалини в інформації між перевірками.
- Зміни вібрації на ранніх стадіях важко від нормальних робочих коливань без безперервного аналізу тенденцій і частотного аналізу.
- Загальні значення вібрації або вимірювання в одному напрямку можуть надавати обмежений діагностичний контекст, оскільки різні несправності можуть виявлятися у різних напрямках та частотних компонентах.
- Датчики, встановлені поряд з обертовим обладнанням, повинні надійно працювати в умовах пилу, вологи, перепадів температури і суворих промислових умов.
- Дані про вібрації повинні легко інтегруватися з існуючими контролерами, шлюзами та системами моніторингу.
Концепція застосування
Дротове рішення Advantech для моніторингу стану обладнання поєднує в собі інтелектуальний датчик вібрації WISE-2461 та програмне забезпечення PHM, встановлене на UNO-247 V2, для забезпечення безперервного моніторингу, оцінки стану обладнання та діагностики несправностей на основі штучного інтелекту для підтримуваних конфігурацій насосів.
- Інтелектуальний датчик вібрації WISE-2461: реєструє дані про вібрації з високою роздільною здатністю по трьох осях з діапазоном виявлення до 6 кГц. Вбудовані обчислення вібрації, аналіз ШПФ (Швидке перетворення Фур'є́) і смуги частот, що налаштовуються, допомагають відстежувати змінні умови роботи обладнання, а компактна конструкція зі ступенем захисту IP68 дозволяє встановлювати його в суворих промислових умовах.
- Комп'ютер UNO-247 V2 Edge: Забезпечує промислову обчислювальну та комунікаційну платформу для збору даних про вібрацію з датчиків WISE-2461 через RS-485 та Modbus RTU. Його безвентиляторна конструкція забезпечує надійну локальну обробку даних поблизу устаткування, що обертається.
- Програмне забезпечення PHM: Візуалізує стан обладнання, історичні тенденції та оповіщення, підтримуючи оцінку інтенсивності вібрації на основі ISO 10816 та надаючи діагностику несправностей на основі ІІ та рекомендації з технічного обслуговування для підтримуваних конфігурацій насосів та вентиляторів.
Огляд архітектури системи
Датчики WISE-2461 встановлюються в критично важливих точках вимірювання на насосах, вентиляторах або іншому обладнанні, що обертається. Індикатори вібрації, дані про форму хвилі та результати ШПФ передаються за інтерфейсами RS-485 і Modbus RTU в програмне забезпечення PHM, що працює на рекомендованому периферійному комп'ютері UNO-247 V2. Програмне забезпечення PHM обробляє та візуалізує дані про стан обладнання, генерує оповіщення про стан та забезпечує діагностику несправностей на основі ШІ для підтримуваних конфігурацій насосів та вентиляторів. Результати моніторингу також можуть бути надані платформ управління більш високого рівня або стороннім системам через API.
Системна діграма
Ключові особливості
- Безперервний моніторинг обладнання: поєднання 3-осьового виміру вібрації та аналізу тенденцій стану дозволяє виявляти зміни в устаткуванні, що виходять за рамки періодичних перевірок.
- Більш раннє і цілеспрямоване виявлення аномалій: високоточне вимірювання, аналіз БПФ і смуги виявлення, що настроюються, допомагають виявляти аномальні закономірності в різних напрямках і діапазонах частот.
- Інтегрований моніторинг на периферії: програмне забезпечення PHM поєднує дані про вібрацію, стан обладнання, історичні тенденції та сповіщення через централізований інтерфейс.
- Рішення з технічного обслуговування за допомогою ШІ: вбудовані аналітичні моделі забезпечують діагностику несправностей та рекомендації з технічного обслуговування для конфігурацій насосів і вентиляторів, що підтримуються.
- Надійне та гнучке розгортання: міцний датчик IP68 витримує суворі промислові умови, а інтерфейси RS-485 та Modbus RTU дозволяють інтегрувати його з периферійними комп'ютерами, такими як UNO-247 V2, а також ПЛК та існуючими промисловими системами.
Висновок
Дротове рішення Advantech для моніторингу стану обладнання поєднує в собі точне 3-осьове вимірювання вібрації, надійні периферійні обчислення та інтегровану аналітику PHM, забезпечуючи безперервну видимість обладнання та діагностику за допомогою штучного інтелекту. Допомагаючи операторам виявляти несправності на ранніх стадіях і приймати більш обґрунтовані рішення з технічного обслуговування, це рішення підвищує надійність і доступність насосів, вентиляторів та іншого обладнання, що обертається.