เทคโนโลยีการบํารุงรักษาแบบคาดการณ์ (PdM) โดยใช้การวิเคราะห์ข้อมูลและการเรียนรู้เครื่องจักร (ML) มีบทบาทสําคัญในอุตสาหกรรม 40, เนื่องจากมันทําให้การบริหารอุปกรณ์อย่างระตุ้น, การปรับปรุงประสิทธิภาพ, การวางแผนการบํารุงรักษา, และการลดเวลาหยุดทํางานให้น้อยที่สุด, รับประกันความยั่งยืนที่แข็งแกร่งกว่า.การรวบรวมข้อมูลในทันเวลาและแม่นยําเป็นกุญแจในการนํา PdM มาใช้อย่างสําเร็จ.
ข้อมูลยังจําเป็นต้องมีความสมบูรณ์แบบ แหล่งไฟฟ้าสามารถติดตามความดันแบบ DC (VDC) และกระแสไฟฟ้า (IDC) กระแสไฟฟ้าสูงสุด (IPEAK) เวลาทํางานและเวลาเปลี่ยนมันจําเป็นต้องใช้เครื่องตรวจสอบสถานะของมอเตอร์เพื่อตรวจสอบปริมาตร เช่นการสั่น, อุณหภูมิ, ความต้านทานในกระแสไฟฟ้า และความต้านทานในการปิด (ความผิดพลาดของพื้นดิน)
อุปกรณ์หลายอย่าง เช่น แผ่นควบคุมแรงดันสูง, เครื่องแปลงพลังงาน, อุปกรณ์ไฮดรอลิก, มอเตอร์และหมุน, กล่องเกียร์, ฯลฯ ต้องการอุปกรณ์ติดตามสภาพความร้อนและแหล่งพลังงานทั้งหมดนี้, มอเตอร์และอุปกรณ์ติดตามความร้อนต้องส่งข้อมูลผ่านเทคโนโลยีเชื่อมต่อ Ethernet / IP หรือ Modbus TCP สําหรับการวิเคราะห์ในเวลาจริง
บทความนี้นําเสนอ PdM และข้อดีหลายอย่างของมันอย่างสั้น ๆ และวิธีการบูรณาการมันในสถาปัตยกรรมระบบอุตสาหกรรม 4.0ลงมือในอุปกรณ์และโปรแกรม PdM มากมายที่ให้บริการโดย Omronในที่สุด พบวิธีการใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อปรับปรุงผลงาน PdM
PdM เป็นหนึ่งในสามวิธีสําหรับการบํารุงรักษาอุปกรณ์และอํานวยความสะดวกแนวทางนี้อยู่ในระหว่างการบํารุงรักษาแบบตอบสนองและการบํารุงรักษาแบบป้องกัน (รูป 1)การพิจารณาที่สําคัญในการเลือกระหว่างตัวเลือกสามตัวนี้คือวิธีการสมดุลความสําคัญสัมพันธ์ระหว่างค่าบริการสิ่งแวดล้อมและค่าบริการทางการค้า
PdM ระหว่างการบํารุงรักษาแบบปฏิกิริยาและการบํารุงรักษาแบบป้องกัน
รูปที่ 1: PdM อยู่ในระหว่างการบํารุงรักษาแบบปฏิกิริยาและการบํารุงรักษาแบบป้องกัน การปรับสมดุลปัจจัยธุรกิจและสิ่งแวดล้อม (แหล่งภาพ: Omron)
การบํารุงรักษาแบบปฏิกิริยา คือการจัดการกับความผิดพลาดหลังจากที่เกิด ซึ่งเพิ่มค่าใช้จ่ายทั้งด้านสิ่งแวดล้อมและธุรกิจการบํารุงรักษาป้องกันระบุความล้มเหลวที่ใกล้จะเกิดขึ้น ผ่านการตรวจสอบด้วยมือเป็นประจํา, แถมให้ความสําคัญกับต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมที่ต่ําที่สุด แต่สิ่งนี้อาจส่งผลให้มีเวลาหยุดทํางานของอุปกรณ์ที่ยาวนานและต้นทุนธุรกิจที่สูงเกินไปวิธีการบํารุงรักษานี้ ถือว่าเป็นรูปแบบอื่นของการบํารุงรักษาแบบปฏิกิริยาโดยการวางแผนที่ตั้งขึ้นล่วงหน้าและเป็นตัวตน แทนการล้มเหลวของอุปกรณ์โดยตรง
การปรากฏตัวของเซ็นเซอร์ที่ก้าวหน้าและเครื่องมือ AI และ ML ได้ขับเคลื่อนการพัฒนาเทคโนโลยี PdM เทคโนโลยีนี้สามารถใช้วิธีการทางเทคโนโลยีเพื่อสมดุลค่าบริการด้านสิ่งแวดล้อมและธุรกิจ
อ่อนโยนและปรับขนาด
เทคโนโลยี PdM ไม่ได้มีขนาดเดียวเหมาะกับทุกตัวเลือก เทคโนโลยี PdM มีความสามารถในการปรับขนาดและความยืดหยุ่น เหมาะสําหรับการติดตามกลางของอุปกรณ์สําคัญเดียวหรืออุปกรณ์ทั้งหมดโดยวิธีนี้ บริษัทสามารถเริ่มใช้ PdM ในขนาดเล็กและขยายไปอย่างช้าๆ โดยลดการหยุดการผลิตที่เกิดจากการปรับปรุงอุปกรณ์ที่มีอยู่ให้น้อยที่สุด
การแก้ไขเทคโนโลยีที่สามารถปรับขนาดได้ถูกนําไปใช้ด้วยการเข้ากันได้กับส่วนประกอบหลายส่วน รวมถึงเซ็นเซอร์ หน่วยตรวจสอบและตัวควบคุมที่สามารถขยายและเข้าถึงตามความต้องการการใช้โปรโตคอลสื่อสารอุตสาหกรรม เช่น Ethernet/IP และ Modbus TCP ทําให้การบูรณาการกับระบบที่มีอยู่ง่ายขึ้น และรองรับคุณสมบัติที่พัฒนามากขึ้นหลายอย่างเช่น การติดตามระยะไกลพร้อมกันของอุปกรณ์หลายเครื่อง.
ใช้ซอฟต์แวร์ที่สามารถปรับขนาดได้ สําหรับการวิเคราะห์ข้อมูล และบริหารอุปกรณ์จากสถานที่ต่าง ๆ ในศูนย์ควบคุมสํานักงานกลางหรือสถานที่โรงงาน
การแก้ไขเหล่านี้สามารถบูรณาการกับอุปกรณ์ที่มีอยู่โดยไม่จําเป็นต้องซ่อมแซมขนาดใหญ่ เพิ่มความยืดหยุ่นเช่น อาหารและเครื่องดื่ม, รถยนต์, การผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์, เซมคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์, ทหารและอากาศยาน, โลจิสติกส์และโกดัง, เป็นต้น
ความยืดหยุ่นนี้ได้รับการสนับสนุนจากอุปกรณ์ PdM ที่หลากหลาย ประกอบด้วยการแก้ไขหลายมิติ เช่น การติดตามพลังงาน สภาพการทํางานของมอเตอร์ (กระแสไฟฟ้า, ความสั่นสะเทือน, อุณหภูมิความต้านทานในการกันไฟ), และสภาพการทํางานแบบเทอร์โมไดนามิก นอกจากนี้, บล็อกฟังก์ชันซอฟต์แวร์มาตรฐาน (FBs) สามารถใช้ในการรวบรวมข้อมูล, การสื่อสาร, การประมวลผลข้อมูลและการวิเคราะห์,การตั้งสัญญาณเตือนและส่งแจ้งเตือน, การบันทึกข้อมูลและการรายงาน รวมถึงการนํา PdM การวิเคราะห์ที่กําหนดเองขึ้นอยู่กับ AI และ ML
เครื่องตรวจจับของรัฐแทนเครื่องตรวจจับง่าย ๆ
การใช้เครื่องตรวจสอบสภาพแทนเซ็นเซอร์ง่าย ๆ เพื่อติดตามผลงานของอุปกรณ์และบรรลุการบํารุงรักษาอย่างระวัง คือความแตกต่างสําคัญระหว่าง PdM และวิธีอื่น ๆติดตามสถานการณ์ยังติดตั้งพร้อมกับอุปกรณ์ติดตาม.
อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์สามารถนําไปใช้ได้ผ่านโปรโตคอลที่ค่อนข้างง่าย เช่น IO Link ขณะที่เครื่องตรวจสอบสภาพต้องการเทคโนโลยีเชื่อมต่อที่ซับซ้อนกว่า เช่น EtherNet / IP หรือ Modbus TCPมอนิเตอร์รัฐสามารถดําเนินการประมวลผลข้อมูลในท้องถิ่นและมักจะแสดงภาวะที่มักไม่เกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์.
ผ่านหน่วยสื่อสารหนึ่งหรือหลายหน่วย ติดตามสถานะสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ระดับสูงขึ้น เช่น อินเตอร์เฟซมนุษย์-เครื่องจักร (HMI) ที่ทําให้สามารถจดจ่อภาพข้อมูลได้หรือเครื่องควบคุมโลจิกที่สามารถเขียนโปรแกรมได้ (PLC) หรือระบบติดตามกลางที่มีเครื่องมือการวิเคราะห์ข้อมูลที่ครบถ้วนกว่า (รวม AI และ ML) (รูป 2).
Omron PdM solution suite ที่สามารถใช้ได้แยกกัน (คลิกเพื่อขยาย)
รูปที่ 2: ซุตของ Omron PdM Solutions สามารถใช้ได้แยกกัน โดยเริ่มจากการติดตามในขนาดเล็กของสินทรัพย์สําคัญ และค่อยๆขยายไปยังสถานที่ผลิตหรือโลจิสติกส์ทั้งหมดการให้บริการทางแก้ปัญหาครบวงจร(แหล่งภาพ: ออมรอน)
สํารวจลึกๆ
Omron ให้บริการอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ PdM จํานวนมาก เช่น การเชื่อมต่อระบบพลังงานสมาร์ท S8VK-X Ethernet สามารถวัดปริมาตรการผลงานหลายอย่างรวมทั้ง Vout และ Iout สําหรับการติดตามการบริโภคพลังงาน, และ IPEAK สําหรับการกําหนดสภาวะอ้วน
ประเภทของปัสดุพลังงานนี้สามารถวัดเวลาทํางานจริง ปัสดุพลังงานประเภทนี้ยังใช้สมการอาร์เรนยูสในการประเมินอายุการใช้งานที่เหลือของตัวประกอบไฟฟ้าซึ่งแสดงให้เห็นว่าสําหรับทุก 10 °C เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิ capacitorโดยการรวมอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิการทํางานจริงผลลัพธ์ที่คาดการณ์ในที่สุดจะแสดงในรูปของปีที่เหลือหรือเปอร์เซ็นต์ของอายุ.
พลังงานประเมินของปั๊มพลังงาน S8VK-X คือ 30 W ถึง 480 W, ด้วยความดันออกของ 5 VDC, 12 VDC และ 24 VDC.เช่นเครื่องพลังงาน S8VK-X48024A-EIP, ที่มีแรงดันเฉพาะ 24 VDC และกําลัง 480 W; หรือโมเดลที่ไม่มีจอแสดงผลที่บูรณาการ เช่น แหล่งพลังงาน S8VK-X03005-EIP ที่มีแรงดันเฉพาะ 5 VDC และกําลัง 30 W
การติดตามสถานะของมอเตอร์เป็นด้านสําคัญของเทคโนโลยี PdM และเครื่องตรวจสอบการบํารุงรักษามอเตอร์ K6CM ของ Omron เหมาะสําหรับทุกชนิดของปั๊มน้ํา รวมถึงมอเตอร์ใน HVAC การเกษตรระบบบันไดเลื่อนและส่วนใหญ่ของอุปกรณ์การขับเคลื่อนอื่น ๆ
เครื่องตรวจสอบการบํารุงรักษาเครื่องยนต์สามารถใช้ในการตรวจสอบการสั่นสะเทือนและอุณหภูมิ, ความต้านทานการกันความร้อน, และกระแสของเครื่องยนต์มีรุ่นที่เหมาะสําหรับปั๊มพลังงานเข้า 3 ขั้นตอน ตั้งแต่ 100 V ถึง 240 VAC, 24 VAC หรือ 24 VDC
K6CM-VBMD-EIP สามารถติดตามการสั่นสะเทือนและอุณหภูมิผ่านความกระตุ้น 24 VAC / VDC. เครื่องตรวจสอบอุณหภูมิทั้งหมดถูกใช้พร้อมกับเซ็นเซอร์สั่นสะเทือนและอุณหภูมิ K6CM-VB1,ซึ่งประกอบด้วยหัวเซ็นเซอร์ที่ตั้งอยู่บนมอเตอร์และเครื่องเสริมเสียงก่อนเชื่อมต่อมันกับจอ.
The combination of K6CM-ISMD-EIP and K6CM-ISZBI52 zero current transformer (ZCT) and insulation resistance conversion (IRT) sensor operating at 24 VAC or 24 VDC voltage can monitor the health status of insulation resistanceฟังก์ชัน ZCT ใช้ในการวัดกระแสรั่วในวงจรมอเตอร์สามเฟส ในขณะที่ฟังก์ชัน IRT ใช้ในการวัดความต้านทานของอุปกรณ์กันความร้อนระหว่างลวดของมอเตอร์และพื้นดิน
The combination of K6CM-CIMA-EIP with a working voltage of 100 VAC to 240 VAC and K6CM-CICB400 current sensor with a rated current of 400 A can also detect the motor status of three-phase induction motorsรุ่นอื่น ๆ ของเซ็นเซอร์กระแสที่มีช่วงกระแสของ 5 A ถึง 600 A ยังสามารถใช้ได้
มอนิเตอร์พวกนี้ใช้เทคโนโลยีการวินิจฉัยของออมรอนที่สามารถตรวจสอบสภาพผิดปกติ เช่น กระเป๋าอากาศหรือมลพิษอากาศ โดยการคณิตศาสตร์ความเบี่ยงเบนระหว่างคลื่นไซน์ที่สมบูรณ์แบบและรูปคลื่นกระแสที่วัดโดยการวิเคราะห์ส่วนประกอบความถี่ของรูปคลื่นกระแสที่วัดได้ สามารถปรับปริมาณการเบี่ยงเบน ความไม่สมดุลของภาระหรือการติดตามของวัตถุต่างประเทศได้
ระบบติดตามสภาพความร้อน K6PM สามารถใช้ในการนําเทคโนโลยี PdM มาใช้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น แผ่นควบคุมความแรงสูง, เครื่องแปลง, อุปกรณ์ไฮดรอลิก, ศูนย์ข้อมูล,หมุน, กล่องเกียร์, ฯลฯ ระบบนี้ประกอบด้วย K6PM-THS3232 ระบบควบคุมภาพความร้อนและ K6PM-THMD-EIP ภาพความร้อนอินฟราเรด (IR) เซ็นเซอร์, ซึ่งสามารถตรวจสอบอุณหภูมิ 0 ° C ถึง + 200 ° C
เครื่องควบคุมอุณหภูมิ K6PM สามารถติดตามเซ็นเซอร์ IR ได้ถึง 31 เครื่อง และโปรแกรมติดตาม PC ฟรีรวมถึงอัลการิทึมการตรวจสอบอุณหภูมิที่ผิดปกติ และเครื่องเตือนอุณหภูมิ 3 ระดับโปรแกรมยังรองรับ user-defined alarm thresholds.