CMS：助你隨時(shí)了解機(jī)器狀況

2019-04-28 09:12:00 來(lái)源：威猛巴頓菲爾 閱讀量：22674 評(píng)論
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　　【塑料機(jī)械網(wǎng) 技術(shù)學(xué)堂】狀態(tài)監(jiān)測(cè)用CMS(CMS = condition monitoring system)傳感器系統(tǒng)已在大型生產(chǎn)工廠使用了多年，它通過(guò)大程度地減少生產(chǎn)停工和昂貴的維修而降低了利潤(rùn)損失，應(yīng)用實(shí)例包括水泥廠的回轉(zhuǎn)窯、采礦輸送系統(tǒng)、隧道施工中的頂管掘進(jìn)機(jī)、發(fā)電廠的渦輪機(jī)或風(fēng)力發(fā)電站。歸功于傳感器技術(shù)的新發(fā)展，以及高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)可用性的提升，現(xiàn)在，CMS系統(tǒng)對(duì)于較便宜的資本設(shè)施如注塑機(jī)而言也變得極為有趣，在此方面，威猛巴頓菲爾已經(jīng)作出了積極的努力，并為其注塑機(jī)提供CMS配置選項(xiàng)。
 
　　“面向時(shí)間”的維護(hù)(預(yù)防性維護(hù))，是按固定的時(shí)間間隔來(lái)更換機(jī)器部件而不管實(shí)際情況如何，與之相比，狀態(tài)監(jiān)測(cè)(簡(jiǎn)稱“CM”)是基于對(duì)部件狀態(tài)的連續(xù)觀察(預(yù)見(jiàn)性維護(hù))。后一種方法帶來(lái)的好處是，更換部件主要取決于部件的實(shí)際磨損程度和功能性，因此，狀態(tài)監(jiān)測(cè)優(yōu)于預(yù)防性維護(hù)是這種方法本身所固有的。通常，在維護(hù)間隔期間出現(xiàn)的任何損壞都不能被發(fā)現(xiàn)，如果發(fā)現(xiàn)及時(shí)，即使可以以極小的代價(jià)使問(wèn)題得到解決，但也因此可能導(dǎo)致全面停機(jī)。由此而產(chǎn)生的計(jì)劃外維修費(fèi)用以及機(jī)器停止生產(chǎn)而造成的利潤(rùn)損失，通常高于狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本。特別是對(duì)于生產(chǎn)與準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)鏈的聯(lián)系更緊密的情況，如汽車供應(yīng)商的注塑生產(chǎn)尤為如此(如圖1所示)。
 
　　完整的CMS組合
 
　　威猛巴頓菲爾曾在K 2016展會(huì)中介紹了狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CMS)，它可作為一個(gè)可選的裝備包提供給注塑機(jī)，用以訪問(wèn)現(xiàn)有傳感器和為此目的而安裝的附加傳感器所測(cè)量的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)傳送給記錄系統(tǒng)。
 
　　如圖2所示，CMS系統(tǒng)實(shí)際監(jiān)測(cè)以下內(nèi)容：
 
　　1. (伺服-)液壓機(jī)器中液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功能(泵驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)、電流消耗和系統(tǒng)壓力)；
 
　　2. (伺服-)液壓機(jī)器中油品的質(zhì)量(溫度、油中顆粒的數(shù)量和含水量)，全電動(dòng)注塑機(jī)中齒輪油的質(zhì)量；
 
　　3. 電氣柜內(nèi)的“氣候”(溫度、濕度和可能形成的煙霧)；
 
　　4. 冷卻水和空氣供應(yīng)能力(流量、壓力和溫度)；
 
　　5. 鎖模單元的機(jī)械參數(shù)(MacroPower注塑機(jī)襯墊中的壓力，伺服-電動(dòng)驅(qū)動(dòng)中的振動(dòng)和扭矩)；
 
　　6. 塑化/注射單元的機(jī)械參數(shù)(振動(dòng)、塑化扭矩、螺桿行程以及止逆閥的閉合狀態(tài))。引起振動(dòng)的一個(gè)原因可能是螺桿聯(lián)軸器的螺絲松動(dòng)，如果未被發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致重大的間接損壞，如圖3所示。
 
　　3個(gè)層次的狀態(tài)數(shù)據(jù)處理
 
　　1. 在機(jī)器上采集并顯示測(cè)量數(shù)據(jù)
 
　　在機(jī)器上采集的數(shù)據(jù)(溫度、濕度以及來(lái)自電氣柜內(nèi)煙霧探測(cè)器的信號(hào))，一部分同步循環(huán)、一部分取決于時(shí)間，隨后傳送給CMS計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)估。注塑機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)緊湊地顯示在機(jī)器B8控制系統(tǒng)的總覽頁(yè)面上(如圖4所示)。與預(yù)設(shè)參考值(溫度范圍、氣壓和煙霧探測(cè)器信號(hào))的偏差由綠/紅指示燈顯示。
 
　　2. 在CMS主計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)分析與處理
 
　　CMS系統(tǒng)的核心是CMS計(jì)算機(jī)，它是生產(chǎn)控制系統(tǒng)的一部分，可與注塑機(jī)通信，繪制測(cè)量數(shù)據(jù)，收集并保存它們以備日后可能的追溯。CMS軟件將這些測(cè)量數(shù)據(jù)處理成趨勢(shì)跟蹤模型。
 
　　一個(gè)CMS控制站能夠同時(shí)監(jiān)控多達(dá)50臺(tái)機(jī)器，并通過(guò)電子郵件向維護(hù)人員提前傳遞警告信息(如圖5所示)。
 
　　3. 數(shù)據(jù)評(píng)估和狀態(tài)分析
 
　　數(shù)據(jù)評(píng)估通常是基于公認(rèn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如NAS(國(guó)家航空航天標(biāo)準(zhǔn))油品質(zhì)量評(píng)估1638或符合ISO-4406的油純度等級(jí)。經(jīng)驗(yàn)極限值被用于判斷氣壓和油壓值、溫度或止逆閥的閉合狀態(tài)。此外，暴露在磨損中的部件振動(dòng)由振動(dòng)傳感器測(cè)量，并通過(guò)分析算法而得到評(píng)估(如圖2所示)。
 
　　除了當(dāng)前的狀態(tài)信息，CMS軟件還提供表明功能值發(fā)生變化的趨勢(shì)，這些將為維修人員的決策提供依據(jù)。如果現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有擁有足夠資格或經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)此決策工具作出正確解釋，也可以通過(guò)在線網(wǎng)絡(luò)，將對(duì)數(shù)據(jù)的解釋發(fā)送給威猛巴頓菲爾的服務(wù)中心，從那里開(kāi)始作必要的維護(hù)工作。這項(xiàng)服務(wù)由威猛巴頓菲爾的服務(wù)部門提供(如圖5所示)。
 
　　總結(jié)
 
　　基于信息的缺失，在維修間隔之間生成的具有突然導(dǎo)致完全崩潰風(fēng)險(xiǎn)的故障(螺絲松動(dòng)，軸承逐漸失效)很難被發(fā)現(xiàn)，因此，與定期保養(yǎng)或預(yù)防性維護(hù)概念相比，面向狀態(tài)的機(jī)器維護(hù)提供了更好的故障保護(hù)。這就是為什么一個(gè)CMS系統(tǒng)有助于提高生產(chǎn)過(guò)程的失效保護(hù)，特別是對(duì)于準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)鏈而言。實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，通過(guò)防止生產(chǎn)停滯幾天即可被收回。

圖1
　　狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于“面向狀態(tài)”的維護(hù)作計(jì)劃。在以需求為導(dǎo)向的準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)鏈中提高了設(shè)備的利用率

圖2
　　威猛巴頓菲爾的CMS概念是通過(guò)傳感器采狀態(tài)數(shù)據(jù)，隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。以作為維護(hù)工作的決策依據(jù)


圖3 對(duì)螺桿驅(qū)動(dòng)和止逆閥功能進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的顯示示例 

圖4 B8注塑機(jī)控制系統(tǒng)顯示的狀態(tài)值總覽

圖5
　　來(lái)自于多達(dá)50臺(tái)注塑機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)可以被收集到一臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)主計(jì)算機(jī)上如果測(cè)量值超過(guò)或低于公差范圍，計(jì)算的數(shù)據(jù)趨勢(shì)就會(huì)觸發(fā)信號(hào)，隨后合格的維修人員會(huì)對(duì)其作出正確解釋并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng) 。
 

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