贝加莱系统维护新概念－预防性生产维护技术
- 关键词：生产系统,,,系统维护,,,生产效率
- 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。
