CMS:助你随时了解机器状况

作者:本刊编译(原文来自WITTMANN BATTENFELD) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2019-04-23
CMS系统有助于提高生产过程的失效保护,特别是对于准时生产链而言。实施状态监测系统的成本,通过防止生产停滞几天即可被收回。

状态监测用CMS(CMS = condition monitoring system)传感器系统已在大型生产工厂使用了多年,它通过最大程度地减少生产停工和昂贵的维修而降低了利润损失,应用实例包括水泥厂的回转窑、采矿输送系统、隧道施工中的顶管掘进机、发电厂的涡轮机或风力发电站。归功于传感器技术的最新发展,以及高速数据网络可用性的提升,现在,CMS系统对于较便宜的资本设施如注塑机而言也变得极为有趣,在此方面,威猛巴顿菲尔已经作出了积极的努力,并为其注塑机提供CMS配置选项。

“面向时间”的维护(预防性维护),是按固定的时间间隔来更换机器部件而不管实际情况如何,与之相比,状态监测(简称“CM”)是基于对部件状态的连续观察(预见性维护)。后一种方法带来的好处是,更换部件主要取决于部件的实际磨损程度和功能性,因此,状态监测优于预防性维护是这种方法本身所固有的。通常,在维护间隔期间出现的任何损坏都不能被发现,如果发现及时,即使可以以极小的代价使问题得到解决,但也因此可能导致全面停机。由此而产生的计划外维修费用以及机器停止生产而造成的利润损失,通常高于状态监测系统的成本。特别是对于生产与准时供应链的联系更紧密的情况,如汽车供应商的注塑生产尤为如此(如图1所示)。

提高了设备的利用率图1 状态监测系统用于“面向状态”的维护工作计划,在以需求为导向的准时供应链中提高了设备的利用率

完整的CMS组合

威猛巴顿菲尔曾在K 2016展会中介绍了状态监测系统(CMS),它可作为一个可选的装备包提供给注塑机,用以访问现有传感器和为此目的而安装的附加传感器所测量的数据,并把这些数据传送给记录系统。

通过传感器采集状态数据图2 威猛巴顿菲尔的CMS概念是通过传感器采集状态数据,随后进行数据处理,以作为维护工作的决策依据

如图2所示,CMS系统实际监测以下内容:

1. (伺服-)液压机器中液压系统的驱动功能(泵驱动过程中的振动、电流消耗和系统压力);

2. (伺服-)液压机器中油品的质量(温度、油中颗粒的数量和含水量),全电动注塑机中齿轮油的质量;

3. 电气柜内的“气候”(温度、湿度和可能形成的烟雾);

4. 冷却水和空气供应能力(流量、压力和温度);

5. 锁模单元的机械参数(MacroPower注塑机衬垫中的压力,伺服-电动驱动中的振动和扭矩);

6. 塑化/注射单元的机械参数(振动、塑化扭矩、螺杆行程以及止逆阀的闭合状态)。引起振动的一个原因可能是螺杆联轴器的螺丝松动,如果未被发现,可能导致重大的间接损坏,如图3所示。

进行状态监测
图3 对螺杆驱动和止逆阀功能进行状态监测的显示示例

3个层次的状态数据处理

1. 在机器上采集并显示测量数据

在机器上采集的数据(温度、湿度以及来自电气柜内烟雾探测器的信号),一部分同步循环、一部分取决于时间,随后传送给CMS计算机进行评估。注塑机当前的状态数据紧凑地显示在机器B8控制系统的总览页面上(如图4所示)。与预设参考值(温度范围、气压和烟雾探测器信号)的偏差由绿/红指示灯显示。

状态值图4 B8注塑机控制系统显示的状态值总览

2. 在CMS主计算机上的数据分析与处理

CMS系统的核心是CMS计算机,它是生产控制系统的一部分,可与注塑机通信,绘制测量数据,收集并保存它们以备日后可能的追溯。CMS软件将这些测量数据处理成趋势跟踪模型。

一个CMS控制站能够同时监控多达50台机器,并通过电子邮件向维护人员提前传递警告信息(如图5所示)。

注塑机的状态数据可以被收集到一台状态监测主计算机上图5 来自于多达50台注塑机的状态数据可以被收集到一台状态监测主计算机上。如果测量值超过或低于公差范围,计算的数据趋势就会触发信号,随后合格的维修人员会对其作出正确解释并采取适当的行动

3. 数据评估和状态分析

数据评估通常是基于公认的质量标准,如NAS(国家航空航天标准)油品质量评估1638或符合ISO-4406的油纯度等级。经验极限值被用于判断气压和油压值、温度或止逆阀的闭合状态。此外,暴露在磨损中的部件振动由振动传感器测量,并通过分析算法而得到评估(如图2所示)。

除了当前的状态信息,CMS软件还提供表明功能值发生变化的趋势,这些将为维修人员的决策提供依据。如果现场没有拥有足够资格或经验的人员对此决策工具作出正确解释,也可以通过在线网络,将对数据的解释发送给威猛巴顿菲尔的服务中心,从那里开始作必要的维护工作。这项服务由威猛巴顿菲尔的服务部门提供(如图5所示)。

总结

基于信息的缺失,在维修间隔之间生成的具有突然导致完全崩溃风险的故障(螺丝松动、轴承逐渐失效)很难被发现,因此,与定期保养或预防性维护概念相比,面向状态的机器维护提供了更好的故障保护。这就是为什么一个CMS系统有助于提高生产过程的失效保护,特别是对于准时生产链而言。实施状态监测系统的成本,通过防止生产停滞几天即可被收回。

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