Предиктивное обслуживание (прогностическое, predictive maintenance, PdM) и обслуживание по состоянию оборудования (condiction based manitenance, CBM) одни из элементов Industry 4.0 (Промышленность 4.0, цифровое производство). В этой статье мы хотим рассказать о свойствах поставляемого нами оборудования, которое позволяет обеспечить внедрение данных сервисов в системах управления промышленных тепловых системам обеспечивающих нагрев и/или охлаждение теплоносителя, заготовок, изделий и тому подобного. Это могут быть:
Обратите внимание так же внимание на статью: YASKAWA: Предиктивное обслуживание электроприводов насосов, вентиляторов и компрессоров
Предиктивное обслуживание основано на сборе данных и проведении их анализа (прогнозирования по модели), результаты которого помогут прогнозировать возможные сбои до их возникновения. В случае обслуживания по состоянию работы выполняются в зависимости от того, какую информацию возвращает оборудование о своем состоянии в режиме реального времени. Система сигнализирует о необходимости обслуживания сопоставляя полученные данные их с данными, характерными для предупреждения аварийного состояния. Компании должны использовать эти результаты, чтобы избежать спрогнозированных сбоев оборудования в ходе рабочего процесса и проводить профилактические и ремонтные работы на производстве с минимальным временем простоя и в удобное время.
В начале попробуем понять какие данные с контура управления температурой будут важны для анализа, который состоит из датчика температуры, контроллера-регулятора с входами и выходами, исполнительного механизма (реле или регулятор мощности и ТЭН\лампы, клапан и теплообменник) и источника тока или теплоносителя.
В-первую очередь нам нужны данные о том сколько времени система находится в эксплуатации и сколько из них элементы контура управления находились в «работе», так как ресурс всех элементов системы ограничен и расходуется «быстрее» во включенном состоянии.
Во-вторых, определить неполадки и предсказать отказ контура управления можно при помощи не очень сложной логики LBA (Loop break alarm): после подачи 100% выходной мощности к процессу, температура через некоторое время (из-за инерции) должна начать изменяться: увеличивается для нагрева или уменьшается для охлаждения, а при подачи минимальной мощности температура соответственно должна будет уменьшается для нагрева или увеличивается для охлаждения. Если же элементы контура начали менять свои свойства (упал расход теплоносителя) процессы пойдут медленнее, а в случае отказа (при пробое твердотельного реле, SSR) значения не будут меняться или станут меняться не в том направлении.
В-третьих, в случае использования электрических нагревателей и датчиков (трансформаторов) тока можно определить изменение тока нагрузки при работе и токов утечки, которые покажут изменения (деградацию) в твердотельных реле и нагревательных элементах.
Для того что бы эти данные и показания стали основой для анализа и сигнализации об обслуживании и замене элементов контура, они должны попасть в информационную систему предприятия. Элементом контура, который может собрать эти данные и передать их дальше, является цифровой контроллер-регулятор, оснащенный стандартными интерфейсами и поддерживающий открытые протоколы связи.
Компания ASCON TECNOLOGIC обладая большим опытом в производстве приборов управления учла необходимость наличия функций для предиктивного контроля в своих приборах при создании серии контроллеров-регуляторов серии KUBE. Эта серия панельных приборов предназначена для контроля температуры, давления, расхода, концентрации и управления электрическими нагревателями (используя ТТР, регуляторы мощности), клапанами и горелками с дискретным и аналоговым заданием.
Рассмотрим заложенные в KUBE возможности анализа состояния контура более подробно
Контроллеры-регуляторы KUBE имеют встроенный не сбрасываемый счетчик нахождения прибора во включенном состоянии (подано напряжение) t.Job, возвращаемое значении от 0 до 9999 дней. Предусмотрен сбрасываемый (периодический) счетчик с несколькими режимами работы:
С пульта KUBE предусмотрен быстрый доступ к показаниям счетчиков без остановки процесса, что позволяет их проверять при плановых осмотрах.
Функция проверки контура LBA активируется при выборе ПИД алгоритма регулирования. По умолчанию, при срабатывании определения наличия проблем с контуром управления, прибор продолжит работу обеспечивая управление температурой, если в дальнейшем реакция процесса возвращается заданные рамки, прибор автоматически сбрасывает сигнал LBA. Дополнительно к дельте изменения температуры и времени за которое оно должно произойти, можно выбрать один из вариантов условий проверки: только при максимальной выдаваемой мощности, только при минимальной выдаваемой мощности и при любом из этих вариантов. Функция проверки контура не выполняется в ручном режиме работы KUBE.
Специальные модели контроллеров-регуляторов KM2 поддерживают возможность подключения измерительных трансформаторов тока (50 мА), что позволяет им проверять соответствие рабочего тока нагрузки заданному, а также его критическое превышение (при включенной цепи нагрева) и наличие тока утечки (при выключенной цепи нагрева).
Активирование и параметризованное этих функций, а также получение данных возможно при использовании открытого протокола Modbus через цифровые RS485 и Ethernet, что позволяет их легко передать через SCADA систему или на прямую в ПО прогнозирования обслуживания.
Надеемся, что данная статья была для вас полезна и помогла в решении ваших задач.
ПИД регулятор и управление температурой при использовании дискретного клапана.
Управление клапанами и задвижками (МЭО) в системах регулирования технологического процесса.
ASCON TECNOLOGIC: KUBE управляет клапанами на предприятиях по производству молочных продуктов.
ASCON TECNOLOGIC: Успешная модернизация газовых печей с использованием KX6.
