В этой статье мы рассмотрим имеющиеся в оборудовании YASKAWA функции и возможности для организации предиктивного обслуживания (прогностического, predictive maintenance, PdM) электроприводов насосов, вентиляторов и компрессоров.
Организация предиктивного обслуживания - необходимый элемент цифровой экономики и промышленности (Industry 4.0, IoT), позволяющий существенно снизить затраты на обслуживание оборудования и потери, связанные с простоем, обусловленным его неправильной эксплуатацией и выходом из строя компонентов оборудования. Экономия бюджета происходит за счет прогнозирования аварийных ситуаций и выхода из строя элементов, на основе истории работы оборудования, текущих данных о его состоянии и модели.
Снижение затрат важно для всех сфер деятельности, но особо чувствительны к этому производства с непрерывными технологическими процессами:
На срок эксплуатации оборудования влияет большое количество факторов от ошибок при монтаже, качества электропитания и температуры в помещении до частоты пусков и скачков нагрузки в процессе работы.
Источником механической энергии для работы насосов, вентиляторов и компрессоров в подавляющем большинстве случаев служат электродвигатели переменного тока, в основном асинхронные, но растет число применений и более экономичных синхронных двигателей. В основном исходя из технологических нужд (необходимости регулирования расхода, давления и т.п.), эксплуатации (высокие пусковые токи, гидроудар и т.п.) и экономии электроэнергии для управления электродвигателями используется частотно-регулируемый приводи или преобразователи частоты (ПЧ).
Кто может лучше знать и описать в виде модели возможности комплектующих и режимы их работы как не производитель электропривода с большим опытом их создания? Компания YASKAWA занимается разработкой и производством электропривода более 100 лет. Впервые контроль за ресурсом работы элементов преобразователей частоты был представлен более 12 лет назад в 1000 серии преобразователей частоты (A1000, L1000, T1000, V1000, U1000). Новые серии GA700 и GA500 представляют еще больше возможностей по контролю за работой оборудования с доступом к данным через сетевые протоколы на базе Industrial Ethernet и EIA-485.
1) 
Ресурс основных элементов ПЧ.
Преобразователи частоты YASKAWA ведут подсчет часов работы привода, а также рассчитывают выработанный ресурс основных элементов, таких как IGBT модули, вентиляторы охлаждения, емкости DC шины и реле заряда. Полученные значения доступны в группе параметров U4 [Maintenance Monitors] с пульта ПЧ, через промышленные шины и в приложениях для анализа и выдачи предупреждающих сигналов об обслуживании и замене при достижении ими соответствующих значений.
2) 
Контроль за условиями работы и эксплуатации.
Для удаленного контроля за условиями работы оборудования, следующие данные с ПЧ могут передавать в ПО верхнего уровня: текущая температура на плате, максимальный ток и выходная частота за период работы, количество команд пуск, поданных с момента включения питания, и среднюю потребленную мощность.
3) Журнал аварий.
В памяти ПЧ сохраняется десять последних аварий, последняя из которых сохраняется с информацией о токе, напряжении, задаваемой частоте, реальной скорости двигателя, напряжении на DC шине, температуре модулей, сигналах управления и другие данные. За счет установки карточки SDHC в стандартный пульт GA700 или опциональный выносной пульт для GA500 можно сохранять журнал со значительно большим количеством данных и записей, с временными и календарными метками.
4) Контроль дисбаланса нагрузки.
Данная функция, являясь альтернативой дорогостоящему виброконтролю, позволяет производить качественную оценку состояния электродвигателя, его креплений и механики исполнительного механизма: муфт, подшипников, рабочих колес или винтов. Как показывает практика данная функция актуальна и при вводе в эксплуатации оборудования для своевременного выявления нарушений и брака, и при последующей работе, позволяя оценивать износ механики и предупреждать о скором отказе. Функция возвращает не только сигнал о превышении установленных значений дисбаланса, но и текущие значения минимумов и максимумов, доступные для считывания через промышленные сети. Это позволяет прогностическим программным пакетам выявлять взаимосвязи технологических режимов работы и условий эксплуатации с ростом износа оборудования.
