نظارت بر وضعیت ماشین آلات: سنسورهای دما که زودتر خراب می شوند

هر دستگاهی که در کف کارخانه قرار دارد از قبل به شما می گوید که چه احساسی دارد. یک یاتاقان که چند درجه گرمتر از ماه گذشته کار می کند، یک مخزن روغن گیربکس که سریعتر از دمای محیط بالا می رود، یک سیم پیچ موتور که تحت بار گرم می شود: اینها سیگنال های بی صدا هستند و معمولاً قبل از خرابی ظاهر می شوند. نظارت بر وضعیت ماشین آلات صرفاً تمرین گوش دادن عمدی به آن سیگنال‌ها است، به‌جای انتظار برای اعلام عدم موفقیت.

چون کارگاه خودمان می سازد سنسورهای دما و ابزارهای کنترلی، ما زمان زیادی را صرف فکر کردن در مورد اولین لایه زنجیره می کنیم. در اینجا چگونگی تناسب دما با یک برنامه نظارتی مدرن، جایی که حسگرها تعلق دارند، و چگونه می توان داده ها را به اندازه کافی قابل اعتماد نگه داشت تا بر اساس آن عمل کرد، قرار می گیرد.

نظارت بر ماشین آلات واقعاً چه شرایطی را پوشش می دهد

پایش وضعیت فرآیند جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها از تجهیزات در حالی که به طور عادی کار می‌کند، به منظور قضاوت در مورد سلامت آن است. هیچ چیز از بین نمی رود، هیچ چیز متوقف نمی شود. اندازه‌گیری‌ها به‌طور پیوسته یا در فواصل زمانی انجام می‌شوند، با وضعیت خوب شناخته شده مقایسه می‌شوند و برای تصمیم‌گیری در مورد نیاز به مداخله استفاده می‌شوند.

این کمک می کند تا استراتژی را از لایه سنجشی که از آن پشتیبانی می کند جدا کنید:

• تعمیر و نگهداری اصلاحی: اجرا کنید تا چیزی بشکند، سپس آن را تعمیر کنید.
• تعمیر و نگهداری پیشگیرانه: سرویس بر اساس تقویم یا برنامه ساعت کار، چه دستگاه به آن نیاز داشته باشد یا نه.
• تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط: فقط زمانی عمل می کند که یک مقدار اندازه گیری شده از یک آستانه تعریف شده عبور کند.
• نگهداری پیش بینی کننده: روند داده ها و پیش بینی زمان رسیدن به آن آستانه.

نظارت بر وضعیت لایه سنجش و تجزیه و تحلیل در زیر همه اینها است. جایگزین استراتژی تعمیر و نگهداری نمی شود. این به فرد چیزی واقعی برای ایستادن می دهد.

چرا دما اغلب اولین سنسوری است که نصب می شود؟

اکثر مشکلات مکانیکی خود را به عنوان گرما اعلام می کنند. سایش بلبرینگ اصطکاک را افزایش می دهد. ناهماهنگی یک سر شفت را بار می کند. روان کننده خراب می شود و حمل بار را متوقف می کند. عایق الکتریکی تخریب می شود و مقاومت افزایش می یابد. تجهیزات فرآیند بیش از حد بارگذاری می شوند یا آلوده می شوند. در هر یک از این موارد، انرژی در جایی به گرما تبدیل می‌شود و آن گرما از بیرون محفظه قابل اندازه‌گیری است.

سنجش دما نیز ساده ترین تکنیک برای مقاوم سازی است. یک کاوشگر سطحی، یک حسگر مغناطیسی یا یک RTD رزوه‌دار را می‌توان بدون طراحی مجدد روی دستگاه موجود نصب کرد و یک نقطه اندازه‌گیری واحد در مقایسه با یک کانال ارتعاشی کامل ارزان است. هزینه ورودی پایین به همین دلیل است که پایش دما معمولاً جایی است که اولین برنامه نظارت بر شرایط شروع می شود.

به خودی خود یک تصویر کامل نیست. یک خطای یاتاقان در حال توسعه اغلب در داده های ارتعاشی قبل از اینکه به عنوان افزایش دما نشان داده شود قابل مشاهده است، زیرا گرما برای ایجاد نیاز به زمان دارد. ارتعاش و دما در کنار هم به خوبی نقاط کور یکدیگر را پوشش می دهند.

مقایسه تکنیک های نظارت بر شرایط اصلی

هیچ تکنیک واحدی همه چیز را نمی گیرد. اکثر برنامه های موفق دو یا سه برنامه را با هم ترکیب می کنند که بر اساس دارایی و حالت های شکستی که برای آن مهم است انتخاب می شوند.

پایش دما در عمل

جایی که سنسورهای دما جایگاه خود را به دست می آورند

نکاتی که ارزش ابزار دقیق دارند مواردی هستند که در آن گرما ابتدا ظاهر می شود یا عواقب گرمای بیش از حد شدید است:

• سیم پیچی موتور و سپرهای انتهایی، جایی که عمر عایق با هر درجه اضافی به سرعت کاهش می یابد.
• بدنه یاتاقان روی پمپ ها، فن ها، دمنده ها و نوار نقاله ها.
• مخزن روغن گیربکس، جایی که دمای روغن بار و وضعیت روغن کاری را ردیابی می کند.
• خطوط تخلیه کمپرسور و منیفولدهای اگزوز.
• مناطق کوره، کوره ها، اتاق های عملیات حرارتی و خطوط پردازش آلومینیوم.
• فرآیند لوله کشی و مخازن در تولید مواد شیمیایی، پتروشیمی و مواد غذایی.
• کابینت‌های کنترل و اتاق‌های ترانسفورماتور، جایی که افزایش آهسته اغلب قبل از یک خطا اتفاق می‌افتد.

انتخاب بین RTD و ترموکوپل

این دو خانواده حسگری هستند که ما هر روز می سازیم، و انتخاب معمولاً به محدوده دما، انتظارات دقت و سختی محیط بستگی دارد.

کمتر از حدود 400 درجه سانتیگراد، جایی که یک نقطه نظارت باید سالها معتبر بماند، یک آشکارساز مقاومت پلاتین معمولاً پاسخ بهتری است. یک RTD ضد زنگ کلاس A 316، مانند واحدهای PT100 که ما برای کارکرد موتور و پمپ عرضه می کنیم، کالیبراسیون خود را به خوبی حفظ می کند و سیگنالی تمیز و خطی تولید می کند که به راحتی قابل ترند است.

پروب دماسنج RTD سری WZPK Pt100 کلاس A برای نقاط صنعتی با دمای پایین‌تر از 400 درجه سانتی‌گراد، این کاوشگر کلاس A SS316 Pt100 از نظارت خطی و پایدار بالای 200- تا 450 درجه سانتی‌گراد پشتیبانی می‌کند. مشاهده محصول →

بالاتر از این محدوده، ترموکوپل ها قدرت را به دست می گیرند. آنها ناهموار، ارزان و مقاوم در برابر لرزش و چرخه حرارتی مکرر هستند، به همین دلیل است که آنها بر کاربردهای کوره، کوره و اگزوز غالب هستند. برای یک نقطه کوره صنعتی 1200 درجه سانتیگراد، یک پروب نوع K با غلاف فولادی ضد زنگ و فلنج نصب مناسب یک نقطه شروع عملی است.

سنسور ترموکوپل نوع K فولاد ضد زنگ با دمای بالا برای کوره، کوره، و نقاط اگزوز بالاتر از محدوده RTD، این پروب فولاد ضد زنگ نوع K کاربردهای ترموکوپل 1200 درجه سانتیگراد را پوشش می دهد. مشاهده محصول →

دو جزئیات بیشتر از دیتاشیت اهمیت دارند. ابتدا، نصب را با سطح مطابقت دهید: سنسوری که تماس جامد با بدنه یاتاقان برقرار نمی کند، دمای هوا را می خواند، نه دمای فلز را. دوم، مواد غلاف را با محیط مطابقت دهید، زیرا خوردگی حسگرهای بیشتری را نسبت به گرمای بیش از حد تخریب می کند.

صادقانه نگه داشتن سیگنال بین ماشین و سیستم مانیتورینگ

یک سنسور خوب هنوز هم می تواند داده های بی فایده تولید کند. کابل‌های طولانی صدای الکتریکی را از درایوها و کنتاکتورها دریافت می‌کنند. سیم کشنده ترموکوپل از نوع اشتباه خطای خود را در هر اتصال ایجاد می کند. زمین ضعیف حلقه هایی را ایجاد می کند که به صورت نوسانات آهسته در روند نشان داده می شوند و نوسانات آهسته دقیقاً مانند یک مشکل فرآیند به نظر می رسند.

پاسخ‌های معمول ساده هستند: برای ترموکوپل‌ها از سیم جبران‌کننده یا گسترش صحیح استفاده کنید، کابل‌های سیگنال را از کابل‌های برق دور نگه دارید، محافظ را در یک انتها زمین کنید و سیگنال خام را به یک حلقه جریان قوی نزدیک به دستگاه تبدیل کنید. یک فرستنده دما این تبدیل را انجام می دهد، یک ترموکوپل سطح پایین یا سیگنال RTD را دریافت می کند و یک خروجی پایدار 4 تا 20 میلی آمپر را ارائه می دهد که می تواند صدها متر را به یک PLC یا DCS بدون تخریب طی کند.

فرستنده دما دو سیم یکپارچه ایزوله کامل سیگنال های RTD یا ترموکوپل را به یک حلقه پایدار 4-20 میلی آمپر، با ایزوله 3.75 کیلوولت و گزینه های HART/PROFIBUS-PA تبدیل می کند. مشاهده محصول →

جداسازی کامل بین ورودی و خروجی ارزش هزینه اضافی اندک در نصب های نظارتی را دارد، زیرا به جای کاهش، مشکل حلقه زمین را به طور کامل برطرف می کند.

از خواندن تا تصمیم تعمیر و نگهداری

داده‌ها زمانی مفید می‌شوند که کسی بداند حالت عادی چگونه است. این به معنای ثبت خط مبنا در طول عملیات ثابت، در بار شناخته شده، در دمای محیط شناخته شده است. بدون خط مبنا، محدودیت هشدار فقط یک حدس است.

هنگامی که یک خط مبنا وجود دارد، سه چیز ارزش تماشا کردن دارد:

• ارزش مطلق، در مقایسه با محدودیت تولید کننده یا فرآیند.
• انحراف از خط پایه برای همان شرایط عملیاتی.
• نرخ تغییر، که اغلب مهمتر از خود ارزش است، زیرا یک صعود سریع به یک مشکل فعال اشاره می کند.

از آنجا، آستانه ها را می توان با معنای واقعی تنظیم کرد: یک سطح هشدار که باعث بازرسی می شود، و یک سطح سفر که از دستگاه محافظت می کند. این سطح دوم جایی است که ابزارهای کنترل وارد می شوند. یک کنترل کننده دمای PID با یک رله یا خروجی آنالوگ می تواند مستقیماً روی اندازه گیری عمل کند، شیر را ببندد، بخاری را قطع کند یا زنگ هشدار را بدون منتظر ماندن انسان برای مشاهده صفحه نمایش، انجام دهد.

دنباله ای عملی برای اولین برنامه

1. یک ثبت تجهیزات بسازید و هر دارایی را بر اساس میزان بحرانی رتبه بندی کنید، بنابراین تلاش به جایی می رود که شکست بیشترین ضرر را دارد.
2. خوانش های خط پایه را در شرایط عملیاتی عادی و ثابت ثبت کنید.
3. حالت های خرابی را که برای هر دارایی مهم است شناسایی کنید و تکنیک هایی را انتخاب کنید که می توانند آنها را شناسایی کنند.
4. سخت افزار سنجش را بر اساس محدوده، محیط، نصب و دقت مورد نیاز انتخاب کنید، نه تنها بر اساس قیمت.
5. سنسورهایی را با تماس حرارتی جامد نصب کنید و دقیقاً محل قرارگیری هر یک را ثبت کنید.
6. در صورت امکان، داده‌ها را به‌طور مداوم، با شرایط بار و محیط یکسان جمع‌آوری و روند کنید.
7. آستانه‌های هشدار و سفر را تعریف کنید و بنویسید که هر آستانه چه چیزی را آغاز کند.
8. نتایج را به صورت دوره ای مرور کنید و با جمع شدن تجربه واقعی، آستانه ها را اصلاح کنید.

دستور مهمه کارخانه‌هایی که قبل از تعریف حالت‌های خرابی، حسگرها را خریداری می‌کنند، معمولاً با داده‌هایی که هیچ‌کس استفاده نمی‌کند، پایان می‌یابد.

صنایعی که پایش دما وزن خود را دارد

ارزش پایش وضعیت در جایی که توقف برنامه ریزی نشده گران است یا گرمای بیش از حد خطر ایمنی ایجاد می کند، بالاترین میزان است. کارخانه‌های پتروشیمی و شیمیایی دمای راکتور و خط را کنترل می‌کنند، زیرا گشت‌وگذارها هم بر کیفیت محصول و هم بر ایمنی فرآیند تأثیر می‌گذارند. تاسیسات گاز طبیعی دمای کمپرسور و بخاری را در مکان‌های دورافتاده و بدون مراقبت تماشا می‌کنند. ماشین آلات مواد غذایی هم به دلایل کیفیت و هم به دلایل بهداشتی به دماهای قابل تکرار نیاز دارند و ابزارهای تحلیلی برای نتایج دقیق به دمای داخلی پایدار بستگی دارند.

شما می توانید بخش هایی را که ما به طور مرتب در سایت خود عرضه می کنیم، مشاهده کنید صفحه برنامه های کاربردی صنعت ، همراه با ترتیبات حسی که برای هر یک مناسب است.

درست کردن لایه سنسور برای اولین بار

نظارت بر وضعیت ماشین آلات به ندرت توسط نرم افزار محدود می شود. بخش سخت، تولید اندازه‌گیری است که می‌توانید سال‌ها در یک محیط گرم، لرزان و گاهی خورنده به آن اعتماد کنید. این به انتخاب عنصر حسگر مناسب، نصب صحیح آن، و محافظت از سیگنال در مسیر رسیدن به سیستم کنترل بستگی دارد.

اگر در حال برنامه ریزی برای نصب مانیتورینگ یا تعویض سنسورهایی هستید که غیرقابل اعتماد بودن آنها ثابت شده است، تیم ما خوشحال است که با شما نقاط اندازه گیری را بررسی کرده و یک ترتیب عملی را توصیه می کند. شما می توانید اینجا با ما در تماس باشید و ما به شما کمک می کنیم ترموکوپل ها، RTD ها، فرستنده ها و کنترلرها را با ماشین های خاصی که باید تماشا کنید مطابقت دهید.