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贝加莱系统维护新概念-预防性生产维护技术

供稿:贝加莱工业自动化(中国)有限公司 2012/10/31 15:13:57

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  • 关键词: 生产系统
  • 摘要:对于生产系统而言,传统上的系统维护都是属于一种事后控制,即在故障已经发生时候予以处理,这意味着停机时间,以及因此而带来的不良品率上升和生产效率的下降

来自维护的挑战
       对于生产系统而言,传统上的系统维护都是属于一种事后控制,即在故障已经发生时候予以处理,这意味着停机时间,以及因此而带来的不良品率上升和生产效率的下降,另一个方面则在于,传统的生产现场机械系统的故障往往依赖于技师的丰富经验。那些有着丰富经验的老师傅可以通过诸如轴承电机的声音对潜在的故障做出判断,或者把螺丝刀搭接在被诊断设备(如电机上),借助回馈的振动变化来判断。但是,问题是这必须依赖于人的经验。
       设备的故障通常由以下几个方面的原因造成:首先是人员的误操作;其此是设备运行环境的问题,例如机械系统的震动、温度对设备的疲劳造成的潜在设备故障;第三是运行的磨损,例如,齿轮、轴承、皮带、减速机构等长时间处于工作状态下的磨损。
       这种事后维护往往是被动的,必须通过停机检修来实现。如今的生产系统设备越来越多、为了满足灵活的市场需求而使得设备互联,某个环节的当机会给整个生产带来灾难。自动化系统的作用就在于此,它依赖于一个完整的系统来解决这一问题,并且不依赖于某个操作人员的经验。
设备诊断新思维-预防性维护
       从自动化技术的角度来看,如果我们能够预先判断设备的潜在损坏可能,及时准备备件,就可以在其出现故障时即时解决。问题是如何精确判断哪些设备会出现故障?如何概率分布?


       为了健康,通常人们都会定期的参加体检,那么对于设备是否可以同样如此呢?贝加莱正是基于这一理念设计了新的生产维护系统解决方案——通过定期对来自设备的信息进行采样,对设备的状态进行分析判断,给出维护报警与报告,以便于维护人员及时发现问题并改善生产过程。这一被称为“预防性维护”的解决方案由几个部分组成:

1.感知&诊断-机器的健康体检
       通过对设备的电流、震动、压力、偏差等变量的测量来实现判断。所谓能观能控,即预先的控制首先依赖于在线的测量,给出机器相关的参数。


它会监测到参数包括:
       机器的不平衡;
       轴承和减速机构的偏差
       刀具磨损
2.推理与计算-维护控制
       在获得机器设备的身体状态后,通过推理和计算可以判断出未来的设备潜在的损坏趋势和可能,通过建模计算来做出判断,从而给出系统警报,来做出预防性维护的准备。
这包括分析:
       动态的维护间隔
       机器发展的趋势
       …
3.有效的改善
       这些参数将提供生产人员设备预计会出现的潜在问题,并得以预先的示警从而获得预先的改善系统性能和准备,例如:降低系统的负荷、进行预先的更换和准备备件、改善机械系统工作状态使得恢复至一个可靠的工作状态,例如,可以通过更换轴承或为轴承添加润滑油,或者调整机械的安装水平等。
“预防性维护”方案设计
       这一解决方案包含了由硬件采样模块、传感器、软件系统,它可以有多种形式设计架构,考虑到具体的情况,例如:原有系统独立的“预防性维护”方案,基于B&R的整套方案-维护作为整个控制系统中的一个独立子系统。
1.环境监测模块X20CM4810


       这一模块由4个IEPE通道用于加速度传感器的信号接入,能够实现对重力加速度的高精度测量:
       24位分辨率
       采样频率20kHz
       监控多达32种损坏方式的频率信号
       除了硬件本身的设计外,在模块内部的智能处理芯片能够在本地处理信号,并计算和分析采样数据,提供系统最终获得的振动状态信息。
       集成的标签曲线计算
       内部特性值计算能力


2.加速度传感器
       包括顶端和侧端接口的两种不同传感器检测模式,提供高速的采样能力;同时也具有对参数进行设置的能力,可以按照要求对现场的数据进行多种模式的采样。
       采样精度达到200ug
       测量范围+/-50g


       系统架构设计
       通过对整个生产系统的重要和关键设备进行监控(例如:那些长期处于高速工作状态的机械件如纺机里的罗拉、印刷的版辊驱动轴、负荷较重的支撑移动平台、反复的运动机构等),安装传感器,并连接至X20CM4810模块。通过传输给X20处理器进行分析-可以运行在Windows系统也可以在RTOS上运行分析软件。由于X20系统本身也提供基于IT技术的访问,因此,它可以被远程的计算机通过互联网来访问VNC、Web Server的方式进行,甚至可以通过iPhone、iPAD这样的流行远程终端设备来访问。


       在贝加莱集成架构设计下,预防性维护可以被完美集成到Automation Studio中,可以对系统的维护提供开放的软件开发。
预防性维护带来的收益
这一维护的全新理念带给不同的应用者不同的收益,这包括以下几个方面:
1.对于生产者
       对于系统生产者而言,这是一个非常重要的功能和解决方案,它能够使得生产的当机时间得到大幅度的降低、设备的综合利用率得到提高,产品质量也可以得到保障,对于这笔投资而言,其潜在的产出显然是巨大的。
2.对于设备制造商(OEM)
       显然,对于机械制造商而言,预防性的维护使得设备更具竞争力。这不仅仅在理念的意义,而在于现实的意义,提高设备的预防性维护能力必然赢得客户。
3.对于系统集成商
       对于系统集成商,通过B&R系统的IT-Based维护,集成商可以通过VNC Server、Web Server对这些远程机器的数据进行访问,从而预先的判断到机器的潜在故障,从而提供预防性维护建议与提供更好的服务来赢得客户的信任。
       此解决方案的使用范围极广,它完全基于一种全新的设备维护新概念,而非针对某个特定的机器设计。当然,对于那些联线生产并且长期运行的系统尤为必要,例如:汽车生产线、电子半导体、太阳能晶硅、啤酒饮料灌装系统、金属加工、瓦楞纸生产等。如果你需要提高你的设备利用率,降低当机时间,这就是一个很好的选择。

 

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