Internet Rzeczy (IoT) w utrzymaniu predykcyjnym (PdM) rozwija się bardzo dynamicznie, a wraz z nim pojawiają się setki nowych rozwiązań do bezprzewodowego monitorowania drgań. W miarę jak kolejni dostawcy wchodzą na ten rosnący rynek, pojawia się kluczowe pytanie: które rozwiązania opierają się na dogłębnej wiedzy o maszynach, a które jedynie dodają czujniki drgań do platformy IoT?
Utrzymanie predykcyjne oferuje ogromny potencjał: mniej przestojów, dłuższa żywotność maszyn, niższe koszty utrzymania i mniej nieprzyjemnych niespodzianek. Aby jednak w pełni wykorzystać te korzyści, niezbędny jest jeden element: spójne i dokładne dane. Niestety większość „rozwiązań” zapewnia jedynie częściowy obraz stanu maszyn. Mogą one dobrze sprawdzać się podczas projektu pilotażowego, ale mieć trudności z wykrywaniem najbardziej niebezpiecznych usterek wtedy, gdy ma to największe znaczenie. Jeśli masz za sobą rozczarowujące doświadczenia z bezprzewodowym monitorowaniem drgań, nie musiało tak być. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się dlaczego.
Doświadczenie ma znaczenie, gdy liczy się każdy sygnał
W I-care, jednej z największych na świecie niezależnych firm świadczących usługi wibrodiagnostyczne, nasze zespoły przeanalizowały w ciągu ponad 20 lat miliardy godzin pracy maszyn. Obecnie każdego dnia przetwarzamy dane z ponad pół miliona maszyn. Dziesięciolecia praktycznego doświadczenia i dogłębnej wiedzy o maszynach wpływają na każdą decyzję projektową. Na podstawie tej wiedzy opracowaliśmy opatentowaną technologię przetwarzania sygnałów I-DNA, zaprojektowaną tak, aby wychwytywać sygnały, które mają największe znaczenie.
Wielu nowych uczestników rynku może być ekspertami w dziedzinie technologii bezprzewodowych, ale nie posiada doświadczenia w analizie maszyn. Ich systemy mogą wykrywać „prostsze” problemy, takie jak niewspółosiowość czy niewyważenie, ale „zabójców produkcji”, czyli awarie o poważnych konsekwencjach, takie jak uszkodzenia łożysk tocznych lub przekładni, identyfikują dopiero na późniejszym etapie rozwoju usterki. To właśnie te awarie mogą doprowadzić do zatrzymania zakładu produkcyjnego.
Dlaczego standardowe pomiary drgań nie wystarczą
Tradycyjne programy analizy drgań często opierają się w dużej mierze na standardowych wskaźnikach poziomu drgań określonych w wytycznych ISO, które przede wszystkim monitorują ogólne zachowanie maszyny, na przykład poziom drgań obudowy. Informacje te są wartościowe, ale nie pozwalają niezawodnie wykrywać awarii, które najczęściej prowadzą do zatrzymania zakładu.
W przemyśle awarie łożysk tocznych i przekładni należą do najczęstszych przyczyn nieplanowanych przestojów.
Usterki te zazwyczaj zaczynają się od impulsów udarowych o wysokiej częstotliwości, na długo zanim staną się widoczne w standardowych wskaźnikach drgań. W inżynierii niezawodności rozwój ten przedstawia się za pomocą krzywej P-F, która pokazuje, jak usterki na wczesnym etapie rozwijają się z czasem, prowadząc do awarii funkcjonalnej.
Na krzywej P-F obowiązuje zasada: im wcześniej usterka zostanie wykryta po punkcie potencjalnej awarii (P), tym więcej czasu zespół utrzymania ruchu ma na podjęcie działań, zanim dojdzie do awarii funkcjonalnej (F).
Systemy opierające się wyłącznie na konwencjonalnych pomiarach drgań często wykrywają te problemy dopiero bliżej punktu F, gdy możliwości podjęcia działań są już ograniczone. Czujniki I-care zostały zaprojektowane z uwzględnieniem tej rzeczywistości. Rejestrują nie tylko standardowe drgania, ale także sygnały udarowe, które wskazują na poważne awarie już na najwcześniejszych etapach ich rozwoju.
Zaprojektowane z myślą o kompletnych i dokładnych danych
Każdy aspekt pomiaru drgań, od sposobu rejestrowania sygnałów po ich przetwarzanie, wpływa na wiarygodność uzyskiwanych informacji.
Czujniki I-care zostały zaprojektowane z myślą o kompleksowym pozyskiwaniu danych wysokiej jakości, w tym o dostępie do sygnałów udarowych o wysokiej częstotliwości oraz surowych sygnałów drganiowych. Dogłębna wiedza o maszynach w połączeniu z inteligentną konstrukcją zapewnia monitorowanie właściwych sygnałów we właściwy sposób, co przekłada się na wiarygodne wyniki w długim okresie.
Za kulisami czarnej skrzynki: wszystko opiera się na danych wysokiej jakości
Wielu dostawców bezprzewodowych rozwiązań IoT koncentruje się przede wszystkim na łączności i sprzęcie czujnikowym, korzystając z zewnętrznych systemów przetwarzania sygnałów do analizy drgań. W niektórych zastosowaniach taka architektura może ograniczać zdolność urządzenia do wykrywania wzorców udarowych związanych z „zabójcami produkcji”. Te kluczowe sygnały mogą być całkowicie nieobecne w przetworzonych danych drganiowych. Z kolei rozwijająca się usterka łożyska może zostać wykryta dopiero na krótko przed awarią, pozostawiając bardzo niewiele czasu na podjęcie działań.
Aby niezawodnie rejestrować te sygnały na jak najwcześniejszym etapie, I-care opracowało i opatentowało technologię I-DNA. Pomiar ten ma kluczowe znaczenie dla wczesnego wykrywania usterek w maszynach wyposażonych w łożyska toczne. I-DNA odfiltrowuje sygnały o wysokiej amplitudzie pochodzące z wału, sprzęgła i obudowy maszyny, koncentrując się na sygnałach udarowych w zakresie wysokich częstotliwości. Dzięki temu może wykryć początki uszkodzenia łożyska już na jego najwcześniejszych etapach.
Aby precyzyjnie i niezawodnie wykrywać te sygnały udarowe, kluczowe znaczenie ma zaawansowane przetwarzanie sygnałów. Właśnie pod tym względem czujniki I-care zostały zaprojektowane inaczej. Zachowując dostęp do surowego sygnału drganiowego, umożliwiają analitykom badanie zarówno standardowych parametrów drgań, jak i sygnałów udarowych o wysokiej częstotliwości za pomocą opatentowanych pomiarów I-DNA firmy I-care. Taka przejrzystość pozwala potwierdzać diagnozy, oceniać rozwój usterek oraz odróżniać rzeczywiste problemy mechaniczne od fałszywych alarmów.
Ten sam element pomiarowy umożliwia również trzeci rodzaj pomiaru: skuteczność smarowania. Ponieważ problemy ze smarowaniem należą do najczęstszych przyczyn źródłowych awarii łożysk i przekładni, informacje te pomagają zespołom wyjść poza samo wykrywanie usterek i zrozumieć, dlaczego awarie w ogóle się rozwijają.
Łącznie pomiary te stanowią podstawę profesjonalnej analizy, zamiast automatycznych przypuszczeń. Pozwalają analitykom badać surowe sygnały, potwierdzać diagnozy i śledzić rozwój usterek w czasie. Zespoły ds. niezawodności zyskują wgląd w to, co dzieje się wewnątrz maszyny, jaki jest poziom zaawansowania usterki oraz jak szybko zmienia się jej stan. Dzięki temu decyzje dotyczące utrzymania ruchu mogą być podejmowane wcześniej i z większą pewnością.
Znaczenie pomiaru poziomu zaawansowania usterki
Gdzie tradycyjne metody pomiarowe mają swoje ograniczenia
Większość „rozwiązań” opiera analizę w dużej mierze na widmie drgań FFT. W końcu właśnie tej metody uczy się podczas szkoleń z analizy drgań. Widmo jest bardzo przydatne w wykrywaniu problemów występujących przy niższych częstotliwościach, takich jak niewyważenie, niewspółosiowość czy luzy mechaniczne. Ma jednak swoje ograniczenia w przypadku sygnałów udarowych powodowanych przez „zabójców produkcji”, takich jak uszkodzenia łożysk, uszkodzenia przekładni, kawitacja pomp czy problemy ze smarowaniem. W niektórych przypadkach usterki te stają się wyraźnie widoczne w widmie dopiero na późniejszym etapie ich rozwoju.
Informacje te są jednak obecne w surowym przebiegu sygnału drganiowego. Do ich wyodrębnienia potrzebne jest jedynie odpowiednie przetwarzanie sygnału. Wyzwanie polega na tym, że wiele bezprzewodowych systemów monitorowania drgań korzysta z zewnętrznych systemów przetwarzania sygnałów. W niektórych przypadkach taka architektura ogranicza dostęp do surowego przebiegu drgań, niezbędnego do przeprowadzenia zaawansowanej analizy diagnostycznej. Technologia I-DNA firmy I-care nie tylko ostrzega o obecności tych „zabójców produkcji”, ale również dostarcza informacji o poziomie zaawansowania usterki. Bez tego dodatkowego poziomu informacji można wiedzieć, że usterka występuje, ale mieć trudności z określeniem, kiedy zatrzymanie maszyny w celu przeprowadzenia prac konserwacyjnych jest właściwe, a nawet nieuniknione.
„Sekretem” technologii I-DNA firmy I-care jest wyjątkowo wysoka częstotliwość próbkowania. Aby zrozumieć tę zasadę, wyobraź sobie obserwowanie osoby poruszającej się po pomieszczeniu przy użyciu światła stroboskopowego. Jeśli stroboskop błyska raz na minutę, co 60 sekund widzisz, gdzie znajduje się ta osoba. Ale co wydarzyło się w ciemności? Zakładasz, że pomiędzy dwoma ostatnimi znanymi pozycjami osoba poruszała się w sposób ciągły. Gdyby jednak była wystarczająco szybka, mogłaby wybiec z pomieszczenia i wrócić. Prawda jest taka, że po prostu tego nie wiesz. Im szybciej błyska stroboskop, tym większą masz pewność, że Twoje założenie jest prawidłowe. Teraz wyobraź sobie, że stroboskop błyska tak szybko, że pomieszczenie wydaje się stale oświetlone. Nie ma już miejsca na założenia ani zgadywanie. Właśnie tę zasadę wykorzystuje technologia I-DNA, aby rejestrować wszystko, co dzieje się z Twoją maszyną. Co więcej, ponieważ Wi-care(TM) precyzyjnie rejestruje pełny ruch maszyny, system nie tylko rozpoznaje, co się dzieje, ale także pozwala określić poziom zaawansowania usterki.
Dlaczego liderzy przemysłu ufają I-care
Dzięki danym I-DNA oraz informacjom dotyczącym smarowania przesyłanym do platformy I-care Cloud zespoły utrzymania ruchu zyskują dostęp do zaawansowanych narzędzi diagnostycznych oraz scentralizowanego obrazu stanu maszyn. Zaawansowane przetwarzanie sygnałów I-DNA umożliwia wcześniejsze ostrzeganie, bardziej niezawodne wykrywanie usterek oraz dokładniejszą ocenę poziomu ich zaawansowania, pomagając zespołom identyfikować problemy mechaniczne na długo przed wystąpieniem awarii funkcjonalnej.
Na platformie I-care dane dotyczące drgań można łączyć z analizą oleju, termografią, analizą ultradźwiękową oraz testami silników, aby uzyskać pełny obraz stanu maszyn, zarówno w przypadku urządzeń pomocniczych zakładu, jak i złożonych ciągów maszynowych. Dzięki otwartym interfejsom API informacje te można płynnie integrować z systemem CMMS w celu planowania prac utrzymania ruchu lub z systemem archiwizacji danych procesowych, aby korelować stan maszyn z warunkami procesu.
Poza samą technologią specjaliści I-care wnoszą dogłębną wiedzę z zakresu mechaniki i niezawodności, łącząc doświadczenie inżynierskie z zaawansowaną analityką w celu opracowania strategii monitorowania dostosowanych do krytycznych maszyn i potencjalnych trybów awarii w Twoim zakładzie. Dzięki wcześniejszemu wykrywaniu usterek na krzywej rozwoju awarii Twoja organizacja zyskuje więcej czasu na planowanie interwencji, unikanie nieplanowanych przestojów i poprawę ogólnej niezawodności urządzeń.
Umów spotkanie z ekspertem I-care i dowiedz się, jak inteligentniejsze monitorowanie drgań oraz dogłębna wiedza o maszynach mogą zwiększyć dostępność operacyjną w całym Twoim zakładzie.
