Predykcyjna diagnostyka maszyn w oparciu o sterowniki PLC AC500 firmy ABB
W dzisiejszych czasach dostawcy produktów stale rywalizują o klientów. W efekcie, aby utrzymać wysoką konkurencyjność muszą inwestować w nowe środki produkcji oraz utrzymywać w doskonałym stanie posiadany park maszynowy. Taka sytuacja powoduje, że wzrasta znaczenie technik diagnostycznych pozwalających na wiarygodną ocenę stanu urządzeń.
Szczególnie kłopotliwymi przyczynami zatrzymania produkcji w przemyśle są awarie maszyn wirujących takich jak: silniki, generatory oraz przekładnie mechaniczne. Koszty, jakie powstają podczas nieoczekiwanych napraw interwencyjnych w takich sytuacjach potrafią być bardzo duże. Jest to spowodowane zarówno kosztami bezpośrednich czynności serwisowych jak i kosztami wynikającymi z zatrzymania produkcji. Powyższe powoduje, że w przemyśle widoczny jest od kilku lat wyraźny trend do inwestowania w zaawansowane systemy ciągłej diagnostyki urządzeń. Jedną z najczęściej wykorzystywanych metod służących do oceny stanu maszyn jest metoda pomiarów drgań. Zazwyczaj do tego celu wykorzystuje się specjalne układy pomiarowe wraz z oprogramowaniem analitycznym.
AC500 CMS
W powyższe potrzeby idealnie trafia nowe rozwiązanie ABB o nazwie AC500 CMS (Conditions Monitoring System) bazujące na sterowniku programowalnym PLC. Minimalna konfiguracja urządzenia składa się z jednostki centralnej (CPU) PM592-ETH, nowego modułu pomiarowego FM502-CMS oraz wspólnej podstawki TF5x1-CMS wyposażonej w odpowiednie gniazda i zaciski przyłączeniowe. Układ może być dodatkowo rozbudowany o standardowe moduły wejść/wyjść serii S500/S500-eCo. Tak skonfigurowany sterownik pozwala na bieżące monitorowanie kondycji maszyn umożliwiając wdrożenie predykcyjnego modelu zarządzania linią produkcyjną.
Ważną zaletą proponowanego rozwiązania jest to, że układ pomiarowy został zaprojektowany jako moduł sterownika PLC AC500. Dzięki integracji urządzeń konfigurowanie i obsługa układu powinna być bardziej intuicyjna, co ułatwi codzienną pracę służbom odpowiedzialnym za utrzymanie ruchu oraz automatykom zajmującym się wdrażaniem omawianego rozwiązania. Dzięki wbudowaniu układu pomiarowego w sterownik PLC nie jest wymagany zakup dodatkowego, specjalistycznego oprogramowania narzędziowego, a do konfiguracji, programowania i uruchamiania wystarcza pakiet Automation Builder.
ABB dostarcza odpowiednią bibliotekę bloków funkcyjnych, dokumentację oraz przykładowe projekty zarówno dla sterownika jak i panelu operatorskiego co umożliwia szybkie zastosowanie proponowanego rozwiązania w rzeczywistej aplikacji. Urządzenie może pracować jako system diagnostyczny, jak i pełnić funkcje dodatkowe – ochronne, a także sterujące. Może obejmować monitoringiem jedną lub wiele maszyn jednocześnie. W przypadku zastosowania platformy AC500 z nowym modułem CMS aktualne pozostają też jej dotychczasowe zalety tj. wszechstronność, skalowalność, swoboda programowania w wielu językach czy łatwe udostępnianie danych do systemów nadrzędnych. Nowy produkt dostępny jest także w wykonaniu eXtreme Conditions (XC) przeznaczonym dla trudnych warunków środowiskowych.
Parametry techniczne modułu pomiarowego FM502-CMS
- 16 wejść analogowych (próbkowanych jednocześnie)
- wejścia dla sygnałów: z czujników IEPE lub ±10VDC
- wysokiej jakości tor pomiarowy: 24-bitowe przetworniki, 96 dB, SNR 130dB
- szeroki zakres częstotliwości próbkowania: 0,1kHz ... 50kHz
- możliwość konfigurowania dla każdego kanału osobno: częstotliwości, czasu pomiaru, opóźnienia
- 1 wejście dla czujnika obrotów wału maszyny – enkodera
- maks. 300kHz, rozdzielczość 32 bity
- synchronizacja z kanałami analogowymi
- pomocnicze wejścia i wyjścia cyfrowe:
- 4 we. 24VDC
- 2 wy. 24VDC
- pamięć wewnętrzna buforowa: 256MB (z czego 128MB dostępne dla programisty)
Typowe zastosowania AC500 CMS to:
- Predykcyjne monitorowanie stanu maszyn – umożliwia bardzo wczesne wykrywanie wszelkich anomalii mogących doprowadzić do nagłego zatrzymania produkcji
- Bieżąca ochrona maszyn – dzięki bieżącej analizie zbieranych danych możliwe jest natychmiastowe, automatyczne odstawienie maszyny w sytuacji nagłego pogorszenia parametrów
- Gromadzenie danych pomiarowych – dane mogą być dodatkowo wykorzystywane jako pomocnicze źródło informacji podczas wyliczaniu współczynników jakości produkcji
Maszyny najczęściej objęte omawianym rodzajem diagnostyki to m.in.: walcarki, turbiny, sprężarki, pompy, duże wentylatory oraz wszelkie inne urządzenia krytyczne z punktu widzenia procesów technologicznych.
Więcej na temat AC500 CMS na stronie: www.abb.pl/ac500-cms.
źródło: ABB