Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Monitorowanie warunkowe (CbM) z platformą iCOMOX

ghost666 17 Lut 2020 11:17 2601 3
  • Minimalizuj przestoje, zwiększ produktywność i zmniejsz koszty dzięki konserwacji opartej na warunkach i przewidywaniu.

    Każdego roku na świecie instaluje się około 300 milionów silników elektrycznych, a co roku liczba ta zwiększa się o około 40 milionów nowych jednostek. W większości przypadków każdy z tych silników otrzymuje dodatkowe wsparcie ze strony mechanicznych układów pomocniczych, takich jak pompy, wentylatory, przekładnie, sprężarki i przekładnie napędowe.

    Chociaż ogólnie silniki są niezawodne, fakt, że są one tak niezbędne w wielu różnych procesach przemysłowych, sprawia, że każdy z nich jest potencjalnym pojedynczym punktem awarii. Za każdym razem, gdy psuje się silnik lub jeden z jego kluczowych systemów wsparcia, może to zakończyć się katastrofalną awarią, powodując przestoje i utratę dochodów. Podczas gdy ostrożne firmy zawsze mają pod ręką odpowiednie komponenty zamienne, posiadanie urządzenia zastępczego nie może pozwolić przewidzieć awarii ani wyeliminować czasu potrzebnego do przywrócenia działania systemu.

    Na szczęście firmy z różnych branż mają obecnie dostęp do tzw. monitorowania warunkowego (CbM). Ta ważna nowa technologia oferuje wiele korzyści, zapewniając ciągłe monitorowanie silników, pomp, skrzyń biegów i wielu innych rodzajów kluczowych systemów przemysłowych, co skutkuje zmniejszeniem przestojów, zwiększoną produktywnością i oszczędnościami kapitałowymi. Ponadto tzw. konserwacja predyktywna (PdM) pozwala prognozować ewolucję systemu mechanicznego - jakie awarie mogą wystąpić i jakie czynności konserwacyjne należy wykonać, aby zapobiec ich wystąpieniu. Szybko rosnąca liczba przedsiębiorstw zaczyna postrzegać CbM i PdM jako niezbędne technologie i zaczęła je stosować w swoich działaniach.

    Technologia zmieniająca grę w utrzymaniu zasobów

    Inteligentna konserwacja maszyn jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym rozwój Przemysłu 4.0 i zmieniającym koncepcję inteligentnej fabryki. Technologia konserwacji uzależnionej od warunków pracy systemu pozwala na ciągłe monitorowanie systemów w celu wykrycia sygnałów wczesnego ostrzegania, które wskazują na możliwość wystąpienia awarii w przyszłości. Zazwyczaj konserwacja oparta na stanie systemu jest przeprowadzana dokładnie w momencie, gdy monitorowany parametr osiąga niezadowalający poziom, podczas gdy konserwacja predykcyjna opiera się na zaawansowanych formułach i modelach, analizowanych oprócz klasycznych pomiarów z czujników. Prace konserwacyjne prowadzone są na podstawie analizy monitorowanych parametrów. Zwiększone grzanie się systemu, wysoki poziom hałasu czy nadmierne wibracje są predykcyjnymi wskaźnikami nieprawidłowego działania sprzętu. Ostatecznym celem jest wczesne wykrywanie i ostrzeganie o zbliżających się awariach sprzętu.

    Monitorowanie warunkowe (CbM) z platformą iCOMOX


    Czas to naprawdę pieniądz, jeśli chodzi o wykrywanie awaryjnych systemów przemysłowych. Schemat pokazany powyżej pokazuje, jak rosną koszty produkcji - im później nastąpi odkrycie pogarszających się warunków pracy maszyny, tym droższa i bardziej kłopotliwa jest jej naprawa czy konserwacja. Zdecydowanie bardziej opłaca się ujawnić problemy z monitorowanego narzędzia, zanim pojawią się pierwsze oznaki awarii. Innymi słowy, podejmuj proaktywne środki, opierając się na zaawansowanej analizie danych, aby przewidywać i unikać awarii systemów, zamiast rozważać konserwację wyłącznie jako reaktywną konieczność po jego awarii. Kombinacja różnych metod wykrywania, korzystając z tak zwanej fuzji czujników, pozwala na wczesne, niezawodne i skuteczne wykrywanie i rozpoznawanie zbliżającej się awarii.

    Do niedawna tylko duże, wysokiej klasy instalacje, takie jak elektrownie jądrowe, miały zasoby finansowe, które pozwalały, by skorzystać z technologii CbM. Dzisiaj dzięki postępowi technologicznemu, CbM i PdM docierają do rosnącej liczby sektorów przemysłowych oferując głębszy wgląd w stan wykorzystywanych maszyn.

    Technologia CbM ewoluuje z platformy do wykrywania usterek w system, który może faktycznie prognozować problemy i sugerować najlepszy możliwy sposób działania. W nadchodzących latach metody sztucznej inteligencji (AI) i uczenia maszynowego (ML) zapewnią jeszcze większe umiejętności przewidywania i sugerowania sposobu naprawy, dzięki czemu systemy konserwacji, a także procesy i plany utrzymania maszyn staną się inteligentniejsze.

    Rozwiązywanie problemów związanych z produkcją

    System CbM, wspomagany przez AI i ML, to potężny zestaw narzędzi zdolny do rozwiązywania złożonych problemów produkcyjnych na poziomie wiedzy specjalistycznej, która wykracza poza umiejętności większości operatorów systemów przemysłowych i ich partnerów w zakresie integracji urządzeń. Ciągłe CbM oferuje ogromne korzyści pod względem bezpieczeństwa, niezawodności i wydajności wszystkich systemów technicznych i maszyn przemysłowych.

    Elastyczna technologia CbM pozwala organizacjom na wdrożenie jednego lub więcej systemów testowych naraz. Umożliwia też jednoczesne monitorowanie różnych zasobów przemysłowych w celu określenia najlepszej technologii dla danego zastosowania. Niskie koszty początkowe (CAPEX) i zgodność z procesami wewnętrznymi otwierają drogę do bezproblemowego wdrożenia systemu ciągłego monitorowania do pracy w organizacji.

    Coraz więcej maszyn i zasobów jest w stanie na bieżąco informować o swoich parametrach pracy, dlatego są one wymieniane tylko wtedy, gdy są naprawdę zużyte - a nie, gdy przewiduje to np. stały plan konserwacji. Obsługa tych urządzeń staje się coraz bardziej inteligentna, wspierana przez rosnącą pulę oprogramowania, AI, ML i dostawców rozwiązań back-end (BES). Organizacje te są istotną częścią ekosystemu utrzymania i stanowią podstawę dla kompletnych i elastycznych platform CbM i PdM. Dotyczy to tak sprzętu, jak i oprogramowania oraz powiązanych z nim usług.

    Przedstawiamy iCOMOX

    iCOMOX firmy Shiratech Solutions to otwarta platforma programistyczna do monitorowania stanu urządzeń przemysłowych, aktywów i konstrukcji w oparciu o warunki (CbM). Jej nazwa pochodzi od skrótu Intelligent Condition Monitoring Box (ang. Pudełko do Inteligentnego Monitorowania Warunków). Platforma iCOMOX w sposób cichy i ciągły monitoruje warunki pracy z pomocą sensorów na powierzchniach urządzeń, aby identyfikować rzeczywiste i potencjalne usterki, wykorzystując wbudowaną inteligencję opartą na połączeniu różnych metod wykrywania. System dokonuje pomiaru wibracji, pola magnetycznego, temperatury i dźwięku. Połączenie tych czujników może przyczynić się do dalszej poprawy wydajności wbudowanej inteligencji, a także zrekompensować niską precyzję i specyficzność poszczególnych pojedynczych czujników. W rezultacie system taki jest w stanie wykryć i zidentyfikować awarię maszyny szybciej i bardziej niezawodnie.

    Monitorowanie warunkowe (CbM) z platformą iCOMOX


    Platforma iCOMOX wykorzystuje szereg najnowocześniejszych technologii o małym poborze mocy. Sercem platformy jest jednostka o bardzo niskim poborze prądu - ADuCM4050 – mikrokontroler z rdzeniem ARM Cortex-M4 ze zintegrowanymi funkcjami zarządzania energią. Niskoszumny akcelerometr 3-osiowy Analog Devices ADXL356 z pasmem analogowym do 1,5 kHz służy jako czujnik drgań, a akcelerometr Analog Devices ADXL362 działa jako sensor wyzwalający. Oba te układy charakteryzują się niewielkim poborem prądu. Inne kluczowe komponenty również zoptymalizowano pod względem oszczędności energii. Obejmują one: czujnik temperatury Analog Devices ADT7410 o dokładności pomiaru ±0,5°C i 16-bitowej rozdzielczością, 3-osiowy czujnik pola magnetycznego Bosch BMM150 oraz wysokiej klasy cyfrowy mikrofon MEMS - Infineon IM69D130. Jeśli dana aplikacja wymaga innych sensorów, wszystkie one mogą być z łatwością podłączone bezpośrednio do mikrokontrolera systemu.

    Do komunikacji bezprzewodowej w trudnych warunkach przemysłowych, iCOMOX wykorzystuje rozwiązanie o wysokiej niezawodności oraz wyjątkowo niskim zużyciu energii. Jest to sieć SmartMesh®IP, która jest zbudowana z wysoce skalowalnej, samokształtującej się i automatycznie optymalizującej wieloskokowej siatki węzłów bezprzewodowych opartych na układach SoC LTC5800-IPM działających w pasmie 2,5 GHz, korzystających ze standardu IEEE 802.15.4e. Oznacza to, że każdy moduł iCOMOX może działać jednocześnie jako węzeł sieci do przekazywania danych i system akwizycji danych. Menedżer sieci monitoruje parametry sieci w czasie rzeczywistym i zarządza nią, a także zbiera dane z modułów iCOMOX korzystając z dedykowanej do tego aplikacji. Rozwiązania oparte i NBIOT i Ethernet IP PoE (Power-over-Ethernet – zasilanie i interfejs Ethernet w jednym kablu) zostaną zaprezentowane na początku 2020 roku.

    Instalacja iCOMOX jest szybka i łatwa. ICOMOX dostarczany jest w kompaktowej obudowie IP66 z certyfikatami CE i FCC. Zawarte w zestawie są różne adaptery montażowe zaprojektowane w celu dostosowania modułu do szerokiej gamy urządzeń. iCOMOX można zainstalować w istniejących zasobach lub zintegrować z urządzeniami OEM.

    Raporty i pulpity nawigacyjne działające w czasie rzeczywistym są integralną częścią przyjaznego interfejsu, do którego można uzyskać dostęp z dowolnego miejsca na świecie. Niezależnie od tego, czy jest to komputer, czy urządzenie mobilne, pracownicy zlokalizowani w dowolnym miejscu mogą wizualnie śledzić stan sprzętu i innych zasobów organizacji oraz otrzymywać natychmiastowe powiadomienia o wykryciu potencjalnego zagrożenia. Użytkownicy mogą również konfigurować poziomy ostrzeżeń i alarmów oraz zdarzenia znaczników czasu dla każdego czujnika.

    Wbudowane algorytmy sztucznej inteligencji mogą pomóc w uzyskaniu pełnej wartości dodanej dla bezprzewodowych, zasilanych bateryjnie systemów monitorowania stanu, takich jak iCOMOX. Lokalna konwersja danych z czujników na „inteligentne dane” za pomocą algorytmów AI wbudowanych w iCOMOX skutkuje redukcją przepływu danych i w konsekwencji także mniejszym zużyciem energii niż ma to miejsce w przypadku bezpośredniej transmisji surowych danych z czujników do krawędzi lub chmury.

    Na żądanie zaawansowana analiza danych może być przeprowadzana w chmurze, a iCOMOX obsługuje różne platformy chmurowe i rozwiązania.

    Przypadki użycia

    Platforma iCOMOX skierowana jest do szerokiego grona klientów, w tym start-upów, małych i średnich firm, integratorów systemów, dużych przedsiębiorstw i instytucji badawczych.

    Przedsiębiorstwa z różnych branż mogą korzystać z iCOMOX do ciągłego monitorowania wielu zasobów. Platforma dedykowana jest między innymi do:

    * Zakładów produkcyjnych do monitorowania zasobów takich jak:
    - Silniki,
    - Pompy,
    - Skrzynie biegów,
    - Inne sprzęty mechaniczne, stosowane w systemach przemysłowych;
    * Sektora budowlanego, gdzie możliwe jest monitorowanie stanu:
    - Wierteł,
    - Silników elektrycznych,
    - Innego ciężkiego sprzętu budowlanego;
    * Budynków:
    - Windy,
    - Chodniki ruchome,
    - Schody ruchome,
    - Systemy chłodnicze,
    - Systemy wentylacyjne;
    * Placówek opieki zdrowotnej do monitorowania systemów medycznych;
    * Zakładów petrochemicznych do monitorowania stanu pomp i wierteł;
    * Sektora transportowego do:
    - Zarządzania flotą samochodów, ciężarówek, autobusów,
    - Monitorowania infrastruktury kolejowej,
    - Badania stanu systemów lotniczych;
    * Monitorowania stanu dużych struktur przemysłowych i budowlanych, takich jak:
    - Mosty,
    - Budynki,
    - Wieże telekomunikacyjne czy instalacji wiatrowych,
    - Rurociągi.

    Zalety rozwiązania iCOMOX

    * Wykorzystanie cyfrowych systemów do konserwacji maszyn
    * Wydłużenie czasu sprawności i redukcja kosztów utrzymania, dzięki konserwacji predyktywnej opartej na mierzalnych parametrach.
    * Wydłużenie żywotności zasobów sprzętowych firmy, dzięki monitorowaniu i prognozowaniu ich stanu w czasie rzeczywistym.
    * Usprawnienie operacji organizacji, dzięki zdalnemu zarządzaniu i automatycznie generowanym zleceniom pracy dla napraw proaktywnych.
    * Optymalizacja i dostrojenie procesu produkcyjnego, aby uzyskać maksymalną wydajność systemu.
    * Łatwa instalacja, obsługa i konserwacja platformy pomiarowej przy minimalnych nakładach początkowych.

    Pierwsze kroki

    Rozpoczęcie pracy z platformą iCOMOX jest łatwe i niedrogie. Firma nie musi być międzynarodowym gigantem, aby skorzystać z tej najnowocześniejszej technologii monitorowania. iCOMOX stanowi doskonały punkt do łatwego wejścia w przygodę z systemami CbM. Wdrożenie iCOMOX wymaga minimalnego wsparcia ze strony przedsiębiorstwa pod względem kosztów, czasu, wiedzy personelu i poświęconej uwagi. Platforma iCOMOX dostarcza również podstawowe narzędzia, które można dostosowywać i skalować, umożliwiając organizacjom rekonfigurację i rozszerzenie zasobów monitorowania w razie potrzeby.

    iCOMOX można wdrożyć od razu po zainstalowaniu lub potencjalnie opracować niestandardowe rozwiązanie współpracując z Shiratech Solutions, Arrow i urządzeniami analogowymi innych dostawców.

    Korzystanie z zalet CbM jest proste dzięki zestawowi ewaluacyjnemu iCOMOX (numer części: SRT-ICOMOX-KIT). Jest to otwarta platforma programistyczna i ewaluacyjna, która pozwala użytkownikom szybko i łatwo rozpocząć pracę z systemem CbM. Zestaw ten zawiera moduł iCOMOX, bezprzewodowy klucz USB, zestaw montażowy, kabel USB, bezpłatny dostępny do zestawu deweloperskiego dla programistów (SDK) oraz oprogramowanie komputerowe iCOMOX Monitor. Zestaw ten doskonale demonstruje możliwości akwizycji danych z czujników, zapewniając jednocześnie podstawową analizę przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości.

    Skontaktuj się ze Arrow, aby uzyskać pomoc w przypadku bardziej złożonych przypadków aplikacji wymagających połączenia z chmurą.

    Podsumowanie

    W dzisiejszym niezwykle konkurencyjnym świecie biznesu nowoczesne zakłady produkcyjne muszą sprostać napiętym harmonogramom dostaw, narzucanym przez coraz bardziej wymagających klientów. Awaria jednego silnika lub innego istotnego składnika maszyny może szybko doprowadzić do bezczynności pracowników, rozczarowania partnerów biznesowych i znacznych strat finansowych. Wbudowane platformy CbM, takie jak iCOMOX, mogą pomóc zwiększyć zarówno wydajność pracy, jak i rentowność istniejących i nowych zasobów.

    Inteligentne czujniki zgłaszają krytyczne warunki pracy systemu, zanim dany komponent ostatecznie ulegnie awarii i wyłączy się. Co ważne, taka nagła i gwałtowna awaria sprzętu może spowodować nawet poważne obrażenia, a nawet śmierć pracowników. Platforma iCOMOX pozwala przedsiębiorstwom tworzyć bezpieczniejsze miejsca pracy spełniające branżowe i państwowe normy bezpieczeństwa, zapewniając ciągłe monitorowanie systemu i natychmiastowe powiadamianie o niepoprawnej pracy jego elementów.

    Przedsiębiorstwa mogą teraz przejąć kontrolę nad swoimi kluczowymi zasobami przemysłowymi, minimalizując niepewność działania, zwiększając wydajność produkcji, zmniejszając nakłady inwestycyjne i operacyjne (CAPEX i OPEX), a jednocześnie zwiększając bezpieczeństwo w miejscu pracy dzięki rozwiązaniom opartym na platformie iCOMOX.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9651 postów o ocenie 7744, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2
    Frredd
    Poziom 12  
    Pomysł niezły. A nawet świetny - jeśli działa :) Czy ten system potrafiłby nadzorować pracę pompy ciepła i ostrzec o ewentualnej zbliżającej się awarii? No i czy by to nie było droższe od samej pompy...
  • #3
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Frredd napisał:
    Pomysł niezły. A nawet świetny - jeśli działa :) Czy ten system potrafiłby nadzorować pracę pompy ciepła i ostrzec o ewentualnej zbliżającej się awarii? No i czy by to nie było droższe od samej pompy...


    Działać działa - ale pytanie w jakich wypadkach. Jednostkowo to może nie być trywialne, bo nie wiadomo czy jesteś w stanie określić parametry graniczne systemu. Ale jeśli jesteś, to to tylko płytka z mikrokontrolerem i relatywnie tanie sensory.
  • #4
    Frredd
    Poziom 12  
    ghost666 napisał:


    Działać działa - ale pytanie w jakich wypadkach. Jednostkowo to może nie być trywialne, bo nie wiadomo czy jesteś w stanie określić parametry graniczne systemu. Ale jeśli jesteś, to to tylko płytka z mikrokontrolerem i relatywnie tanie sensory.


    :) Oczywiście, że nie jestem w stanie. Jakbym się takim tematem zajmował stale, to co innego. W jednostkowych przypadkach chyba trudno coś określić. Musiałbym najpierw jeden egzemplarz pompy ciepła zepsuć - wtedy miałbym odnośnik :) (a i to nie da się przewidzieć wszystkich typów awarii...)
    System musiałby być na tyle inteligentny, żeby samemu przewidzieć, co musi się zmienić w parametrach, żeby alarmować.