Monitorowanie stanu maszyn kluczem do poprawy efektywności produkcji
We współczesnym przemyśle efektywność zainstalowanego na terenie fabryki parku maszynowego jest jedną z najistotniejszych kwestii dla każdego producenta. Im szybciej dana maszyna jest w stanie wykonywać swoją pracę, tym bardziej liczba przepracowanych przez nią roboczogodzin przekłada się na zysk.
Każda awaria maszyny wiąże się nieodłącznie ze stratami finansowymi. Najgorsza sytuacja to taka, w której zespół utrzymania ruchu nie jest w stanie szybko zlokalizować awarii. Wtedy stan bezczynności maszyny przedłuża się, a straty finansowe rosną. Istnieją jednak sposoby, by przyspieszyć proces naprawy, a nawet wyeliminować ewentualność jej powstania. Wystarczy wyposażyć maszynę w odpowiednie czujniki i system akwizycji danych. Wtedy na bieżąco można monitorować jej stan i przewidywać ewentualne awarie, a gdy już wystąpią – łatwiej będzie zlokalizować ich źródło.
Przyczyny powstawania awarii
Współczesne urządzenia pracujące na produkcji charakteryzują się często bardzo złożoną architekturą. Mnogość tworzących je elementów powoduje, że ryzyko powstania jakiegoś defektu jest bardzo wysokie. Podczas eksploatacji maszyny ulegają one stopniowemu zużyciu, ze względu na szereg czynników środowiskowych oddziałujących na jej elementy. W efekcie prowadzi to do nieuchronnej awarii, co jest równoznaczne z przestojem i wspomnianymi wcześniej stratami finansowymi dla producenta. Istnieje wiele czynników środowiskowych wpływających negatywnie na stan elementów składowych maszyn. Poniżej opisano najważniejsze z nich.
Wibracje
Żadna maszyna nie jest idealna. W wyniku przenoszenia sił pomiędzy jej elementami część dostarczonej do niej energii zamieniana jest na szkodliwe drgania. Wibracje te, przenosząc się, powodują stopniową degradację jej części składowych. Gdy maszyna jest dobrze zaprojektowana, poziom wibracji jest niski. Jednak w trakcie eksploatacji jej elementy ulegają zużyciu i deformacji. Powstają wówczas różnego rodzaju defekty, takie jak luzy, mikropęknięcia, niewspółosiowość wałów, a także niewyważenie elementów wirujących. Dochodzi wtedy do zmian właściwości dynamicznych maszyny. Wszystkie te czynniki powodują, że w pewnym momencie dochodzi do uszkodzenia któregoś z elementów, a co za tym idzie – awarii całego urządzenia.
Temperatura
Gdy maszyna pracuje, temperatura poszczególnych jej elementów wzrasta. Jeśli wszystko działa poprawnie, stabilizuje się ona na pewnym poziomie, który określił projektant. Poziom ten nazywany jest stanem cieplnie ustalonym. W tym stanie różnica temperatury pomiędzy poszczególnymi częściami maszyny a otoczeniem jest na takim poziomie, w którym całe ciepło jest przez to otoczenie całkowicie odbierane. Źródeł ciepła może być wiele, np. w przypadku części ruchomych może to być tarcie kinetyczne. Jeśli chodzi o silniki elektryczne i transformatory, trzeba brać pod uwagę również straty wynikające z przepływu prądu przez uzwojenia oraz straty wiroprądowe w rdzeniu. Temperatura ma bardzo negatywny wpływ na izolację uzwojeń silnika – jej trwałość spada wraz ze wzrostem temperatury. Przegrzanie może prowadzić do uszkodzenia izolacji, a co za tym idzie zwarcia i nieodwracalnego uszkodzenia. W maszynach produkcyjnych znajdują się również mniej lub bardziej skomplikowane układy elektroniczne, sterujące wszystkimi procesami. Wzrost temperatury ponad dopuszczalne normy jest dla elementów półprzewodnikowych katastrofalny w skutkach, gdyż skraca ich żywotność, a nawet może powodować ich uszkodzenie. Usterki elementów elektronicznych są trudne do wykrycia, a ich szybka naprawa, ze względu na stopień skomplikowania, często jest niemożliwa. Gdy weźmie się pod uwagę stopień złożoności współczesnych maszyn, wartość temperatury poszczególnych ich elementów może mieć ogromny wpływ na awaryjność, czas zlokalizowania usterki i szybkość jej likwidacji.
Wilgotność i zapylenie
Powszechnie wiadomo, że obecność wilgoci, w tym zbyt wysoka wilgotność powietrza w otoczeniu maszyny, negatywnie wpływają na jej poszczególne części. Zawilgocenie powoduje korozję odsłoniętych stalowych elementów maszyny i powstawanie osadów na stykach aparatury łączeniowej, np. styczników. Duża wilgotność w połączeniu z zapyleniem mogą powodować powstawanie dużej ilości osadów i zabrudzeń. Gdy takie powstaną na elementach odprowadzających ciepło (radiatory, wentylatory), zmniejsza się efektywność odprowadzania ciepła, co może prowadzić do przegrzewania się i uszkodzeń.
Zapobieganie awariom
Często zdarza się, że pomimo regularnych przeglądów technicznych i serwisowania maszyny dochodzi do niespodziewanych awarii i wstrzymania produkcji. Pierwszym etapem naprawy jest odnalezienie przyczyny usterki i nierzadko ten etap prac zajmuje ekipom utrzymania ruchu najwięcej czasu. Dzięki wykorzystaniu wszelkiego rodzaju czujników i urządzeń akwizycji danych możliwe jest ciągłe monitorowanie stanu maszyn. Analiza danych pozwala przewidzieć uszkodzenie urządzenia, a w przypadku wystąpienia awarii łatwo zlokalizować jej źródło. Wszystko to przyspiesza proces przywracania maszyny do stanu normalnej pracy i zmniejsza koszty strat.
Jakie urządzenia do monitorowania
Na rynku istnieje wiele gotowych rozwiązań służących do monitorowania i diagnostyki maszyn. Rozwiązania te są bardzo nowoczesne i skuteczne, lecz zarazem drogie. Często w zupełności wystarczy prosty system, w którego skład mogą wejść elementy takie jak czujnik wilgotności, czujnik temperatury, czujnik położenia lub wibracji, przekaźnik programowalny oraz prosty panel HMI. Firma TME wprowadziła do oferty najnowsze przekaźniki programowalne firmy Siemens. Jest to seria LOGO!8, charakteryzująca się bardzo dobrymi parametrami i przystępną ceną. W ofercie dostępne są również świetnej jakości czujniki renomowanej firmy Honeywell, które z pewnością sprawdzą się nawet w najbardziej wymagających aplikacjach.
Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
tel. 42 645 55 55
www.tme.eu
source: Transfer Multisort Elektronik