В существующих производствах, особенно в машиностроении, имеется чрезвычайно много точек, где требуется контроль износа или загрязнения узлов. Индикаторами этих параметров обычно являются вибрация и температура. Ставить систему точного контроля вибрации температуры с 100% охватом всех точек накладно и сложно реализуемо. Есть потребность в недорогих массовых индикаторах, способных определить точки, требующие более пристального внимания. Вместе с этим и возникает потребность в удобном для дальнейшего анализа представлении выжимки из большого массива данных. Данная статья посвящена решению компании BALLUFF в этом направлении.
Объективная информация о степени износа и загрязнения узлов важна для оптимального планирования обслуживания оборудования и предотвращения внеплановых остановов.
Измерение параметров вибрации и температуры в этом случае не требует высокой абсолютной точности, которую на сегодня предоставляют современные узкоспециализированные системы контроля вибрации.
Контроль вибрации зачастую идет вместе с контролем температуры. При большом количестве точек контроля возникают проблемы с размещением сенсоров, обвязкой датчиков. Тогда появляется задача миниатюризации сенсоров, оптимизации линий передачи сигналов.
Контроль вибрации предполагает измерение порядка 20-ти параметров, требующих дополнительной обработки для возможности анализа. Обычно эту функцию выполняет внешний контроллер, что также утяжеляет решение.
Компания BALLUFF вывела на рынок революционное решение, объединив в одном корпусе измерение вибрации и температуры, влажности и атмосферного давления, а также микропроцессор. Все это представлено серией датчиков BCM.
Датчик BCM – это комплексное устройство, включающее в себя отдельные модули контроля параметров.
Измерение вибрации производится с помощью элемента на основе микроэлектромеханической системы (MEMS) – технологии, широко используемой сейчас в том числе в смартфонах, промышленных датчиках угла наклона и акселерометрах. Микроэлектронные технологии также применены и для измерения других параметров, делая возможным объединить все измерения в один миниатюрный прибор.
Обработка данных производится встроенным процессором, который формирует удобный для анализа и передачи массив данных. Помимо значений тех или иных параметров этот массив также включает в себя журнал событий.
Проблему передачи большого объема данных с одного датчика удалось решить в рамках стандартного, набирающего обороты в машиностроении цифрового интерфейса IO-Link.
IO-Link предназначен для соединения датчиков с мастер-модулем по схеме «точка-точка». Общение мастер-модуля с аппаратурой верхнего уровня осуществляется с помощью промышленных сетевых интерфейсов, таких как, например, Ethernet/IP и Profinet.
На выходе с датчика пользователь получает информацию обо всех измеряемых параметрах и величинах строкой данных через протокол UDP, либо в формате данных json. При использовании датчика с промышленными контроллерами обмен данными производится с помощью специализированных функциональных блоков.
Датчик BCM обладает следующими основными характеристиками:
- габариты:32х20х10 мм;
- материал корпуса: нержавеющая сталь;
- возможность монтажа датчика как на болтовое соединение, так при помощи магнитного крепления;
- степень защиты: IP67 (полный функционал) либо IP69K (только вибрация + температура);
- питание – 24 VDC;
- вибрация, диапазон частот: 2–3200 Гц;
- вибрация, скорость: 0,160 мм/с при 105 Гц по 3 осям;
- вибрация, ускорение: 0,16 g;
- температура: 0,70 °С;
- относительная влажность: 5–95% RH;
- атмосферное давление: 300–1100 гПа.
Отслеживание при помощи датчика BCM увеличения средних значений вибрационных параметров за период времени подскажет, когда требуется произвести замену подшипника или сменить масло в ответственном механическом узле; температуры – сообщит о возможной неисправности систем охлаждения или наличии паразитного трения; относительной влажности – о необходимости внести изменения в техпроцесс, для которого это может быть важно.
Систему контроля состояния оборудования сегодня возможно эффективно применять практически на каждом производстве.
Резкие изменения тех или иных параметров, либо накопительные тренды роста значений, можно не анализировать в управляющей системе, а получать с датчика BCM соответствующий логический сигнал тревоги двух уровней (условная «желтая» и «красная» тревога), тем самым оптимизируя программный код системы мониторинга и обеспечивая удобство оператора, который сможет оперативно принимать решения о необходимости вмешательства в техпроцесс.
Тем самым, помимо прозрачности производственных процессов, достигается уменьшение времени простоев как на осмотр критических узлов вручную, так и на выполнение ремонтных работ.
В дополнение существует возможность реализации полностью автономной системы мониторинга состояния, которая сможет автоматически создавать график работ по ремонту и обслуживанию на основе показаний датчиков и тем самым упрощать и оптимизировать работу соответствующих специалистов и отделов на предприятиях. И датчики мониторинга состояния BCM производства BaLLuff как нельзя лучше вписываются в эту концепцию, давая возможность промышленным предприятиям любых уровней сделать еще один шаг к переходу к Индустрии 4.0.