Print

Bezdrátové monitorování stavu zařízení

-- 19.09.07

Pokroky v analýze vibrací v současné době vedly ke vzniku nových, moderních systémů pro monitorování stavu zařízení, které mohou výrazně zvýšit výrobu závodu. Použití průmyslových bezdrátových technologií může přinést nižší náklady a zvýšit spolehlivost. V jednom závodě by instalace systému s optickými vlákny zabrala šest měsíců; instalace bezdrátového monitorování po síti ethernet trvala tři týdny.

Mechanické poruchy motorů, pohonů a dalších životně důležitých elektromechanických zařízení patří k nejběžnějším příčinám pozastavení výroby. Naštěstí nedávný pokrok v technologii monitorování vibrací a analýze dat přinesl systémy pro monitorování stavu, které dokáží přesně zjistit problém ještě před selháním zařízení, a tím omezit nákladné odstávky stroje a maximalizovat objem výroby. Tyto systémy jsou instalovány na monitorovaném zařízení a jsou obvykle začleněny do sítě s centrálním počítačem pro analýzu dat a spuštění alarmu. Protože jednotlivá zařízení mohou být na vzdálených místech, kde není instalována klasická síť kabelů, anebo mohou být umístněny na pohyblivých základnách, kde síť kabelů není praktická, je bezdrátová komunikace alternativou pro klasickou kabelovou síť a nabízí úspory nákladů na instalaci, rychlejší uvedení do provozu a vyšší spolehlivost v určitých situacích.

 

Instalace systému pro monitorování stavu pro ventilátory v chladicí věži elektrárny byla snadná. Bezdrátový Ethernet stál podstatně méně než optický kabel a mohl být nainstalován za tři týdny namísto šesti měsíců.

 

 

Náklady, návratnost

V řadě odvětví se dá nákup systému pro monitorování stavu zařízení snadno zdůvodnit jednoduchou kalkulací návratnosti investic. Za relativně malé náklady za účelem omezení provozních výpadků mohou být životně důležitá zařízení vybavena systémem sledováním stavu. Avšak je třeba vzít v úvahu další náklady, pokud je síťová infrastruktura nedostupná nebo je instalace klasické sítě kabelů obtížně realizovatelná. Tyto mimořádné náklady mohou zahrnovat instalaci optického kabelu, návrh a instalaci kabelových tras, kopání výkopů mezi budovami, pronájem telefonních linek pro vzdálená místa a instalaci pohyblivých přívodů (šleprů nebo závěsů) pro pohybující se zařízení. Tyto dodatečné náklady mohou zpomalit návratnost investic za mez přijatelnou pro vedení firmy.

Pokud je monitorované zařízení na vzdáleném místě na pracovišti, kde kabelová síť není realizována, je zapotřebí instalovat nové kabely. V závislosti na typu závodu a prostorovém rozmístění se náklady na položení kabelu v průmyslovém závodě značně liší. Studie ukazují, že průměrná cena instalace kabelu v chemickém závodě činí 120 USD na metr, zatímco instalace kabelu v jaderné elektrárně může stát až 6 000 USD na metr. Skutečná cena nákladů na kabel závisí na umístění stroje vzhledem ke stávající síti kabelů, typu potřebného kabelu (např. optický), návrhu kabelové trasy, ceně práce a nákladech na výkopové práce.

Pokud je zařízení na místě vzdáleném několik kilometrů a více, je pro komunikaci nutný pronájem telefonních linek. Náklady na pronájem telefonní linky obvykle zahrnují počáteční aktivační/instalační poplatek a měsíční poplatek dle rychlosti služby. Vzhledem k tomu, že monitorování vibrací je průběžné a náročné na objem přenášených dat, musí telefonní linky pro průběžné monitorování podporovat dostatečně vysokou rychlost. Telefonní linky na vzdálená místa, jako čerpací stanice, jsou náchylné na komunikační výpadky z důvodu špatné kvality linky a spolehlivost zde může být problematická. U vzdálených pracovišť někdy přicházejí v úvahu bezdrátové mobilní služby, ale jejich dostupnost není pravidlem a jejich rychlost je omezená. Také paušální poplatky za připojení k mobilní síti mohou být vysoké.

Pokud je stroj na pohyblivém základu (například mostový jeřáb nebo dopravníkový systém), pak je připojení systému pro monitorování stavu k síti závodu skutečným problémem. V závislosti na rychlosti a vzdálenosti, po které se stroj pohybuje, lze použít i tradiční provedení kabeláže, např. pomocí pohyblivých přívodů – šleprů nebo závěsů. Avšak pohyblivé přívody podléhají opotřebení a možnost prasknutí kabelu ohrožuje spolehlivost. Pro otočná zařízení jsou dostupné kluzné kroužky (kartáčky) s podporou sítě ethernet, ale ty jsou nákladné a vyžadují pravidelnou údržbu. Některé stroje se mohou pohybovat tak rychle, že jediným praktickým způsobem komunikace je bezdrátová rádiová komunikace.

Vzhledem k náročnosti zapojení systémů pro monitorování stavu do sítě nabízí bezdrátová komunikace nižší náklady na instalaci (rychlejší návratnost investic), což odstraňuje nutnost použít telefonní linky a umožňuje monitorovat zařízení, u nichž to dříve nebylo praktické. Ovšem bezdrátové technologie a zařízení mají velmi rozličný výkon a spolehlivost při průmyslové instalaci. Návrh úspěšné bezdrátové sítě vyžaduje znalost současného využité bezdrátové technologie, prověření rádiových cest a ekologických aspektů průmyslového závodu.

Integrace monitorování stavu zařízení

Většina systémů pro monitorování stavu má možnost připojení k síti a komunikace prostřednictvím protokolu ethernet. Ethernet je nejsnáze přizpůsobitelným rozhraním pro bezdrátové připojení, pokud dodržíme dva předpoklady: přenosovou rychlost a latenci dat.

Tyto faktory jsou důležité, pokud je monitorováno více vzdálených zařízení. Je nutné navrhnout rádiovou síť, která efektivně obsáhne všechna vzdálená místa při zachování dostatečné přenosové rychlosti. Je-li počet vzdálených zařízení vysoký, může být nejlepším řešením instalace samostatných rádiových systémů pro maximalizaci jejich individuálního výkonu.

Umístění zařízení a konstrukce budov předurčuje umístění antény a může být dalším důvodem ke zvážení většího počtu rádiových systémů. Mnoho průmyslových systémů rovněž podporuje opakování paketů dat pro lepší šíření rádiového signálu a současnou tvorbu samoopravných vrstev.

Je velmi důležité, aby bylo bezdrátové zařízení navrženo pro průmyslové instalace. Všímejte si klíčových parametrů, jako jsou vysílací rádiový výkon (obvykle čím větší, tím lépe), provozní teplota, vestavěná diagnostika, certifikáty pro nebezpečná prostředí (pokud jsou zapotřebí) a také, což je možná nejdůležitější, úroveň znalosti personálu obsluhy v oblasti průmyslových sítí.

Zabezpečení, příklady uplatnění

Přepínání frekvencí (hopping) nabízí nejvyšší pravděpodobnost úspěšného přenosu dat, neboť vysílač opakovaně odesílá paket různými kanály, dokud neobdrží potvrzení o přijetí. Nevýhodou přepínání frekvencí je jeho nižší rychlost ve srovnání s přímou sekvencí a větší latence přenosu dat. Modemy pro přepínání kmitočtů mají navíc chráněné provedení, což znamená, že každý výrobce používá svou vlastní metodiku a dodavatel X obvykle nespolupracuje s dodavatelem Y. Pro průmyslové systémy to může být výhodou ze dvou důvodů: zabezpečení a oddělení od bezdrátového IT systému.

K aplikacím, kde je bezdrátové monitorování stavu zvláště efektivní, patří monitorování čerpadel v čističkách odpadních vod, pohonů u vrtných věží, motorů na montážních linkách automobilek a mostových jeřábů v hutích.

Zajímavou aplikací je monitorování ventilátorů elektráren. Jistá tepelná uhelná elektrárna potřebovala sledovat své ventilátory. Nacházely se v základech chladicích věží ve velmi nepříznivých podmínkách s neustálou přítomností horké páry. Pokud by došlo k výpadku ventilátoru, chladicí věž by se musela odstavit, aby zde měli opraváři přístup, a tím by došlo ke snížení výkonu elektrárny, možná i během energetické špičky. Díky instalaci systému pro monitorování stavu může elektrárna naplánovat opravu ventilátoru během odstávek mimo špičku.

Instalace systému pro monitorování stavu byla relativně snadná, kromě toho, že v chladicí věži nebyla infrastruktura sítě ethernet. Náklady na natažení optického kabelu se odhadovaly na více než 100 000 USD a položení by trvalo přes šest měsíců. Pracovníci elektrárny ověřili možnost použití bezdrátového ethernetu a zjistili, že by tyto náklady byly jen zlomkem nákladů na optické vlákno a doba instalace by byla pouze tři týdny. Instalace proběhla velmi hladce a systém spolehlivě běží již více než pět let.

Jim Ralston má bohaté zkušenosti s průmyslovými bezdrátovými
systémy a pracuje jako prodejní technik pro bezdrátové systémy
u společnosti ProSoft Technology Inc.,
www.prosoft.com.

Autor: Jim Ralston ProSoft Technology


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Trendy v robotizaci 2020
2020-01-28 - 2020-01-30
Místo: Best Western Premier / Avanti, Brno
DIAGO 2020
2020-01-28 - 2020-01-29
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy automobilové logistiky 2020
2020-02-20 - 2020-02-20
Místo: Parkhotel Plzeň
Úspory v průmyslu
2020-03-03 - 2020-03-03
Místo: Ostrava
AMPER TOUR 2020
2020-03-17 - 2020-03-19
Místo: Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI