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    2020OEM機械設計技術研討會云會議
    傳感器

    防患于未然:看狀態監測傳感器在電機預測性維護中的應用

      2020年07月24日  

      在工廠生產現場,我們幾乎可以看到各類大大小小的電機在不停運轉,為機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重機、卷揚機以及礦山機械等各類現場設備提供源源不斷的動力,可謂至關重要。據相關統計,在發達國家,電機所消耗的電量已占到全部發電量的一半以上;在國內,電機的用電量約占總發電量的65%左右。

      作為重要的能耗“大戶”和重要的工廠資產,電機故障帶來的停工停產損失顯然是巨大的,甚至電機本身的燒毀事故也會給使用方帶來維修、電量消耗等各種經濟損失。因而,如何對運行中的電機進行實時狀態監測,并在線進行故障診斷與早期預測性智能維護便成為一項重要的課題。

    預測性維護,“聰明”之選

      對于一些較為重要的生產工序而言,其通常需要電機保持長時間、連續不間斷地運行。相較于出現事故之后的事后維修方式,定期統一更換、升級式的預防性維護方式,預測性維護具有顯著的生產效率提升能力,更好的資產價值延續和投資保護能力,以及更高的安全運行保障能力。

      從上圖不難看出,相對于事后維修、預防性維護,預測性維護方式具有更廣闊的應用前景。這一趨勢也是得益于當前傳感器技術、數據采集與分析技術、云服務等興起帶來的成本降低和集成應用便利的優勢。

      通過為電機加裝專業的狀態監測傳感器,并進一步配置狀態監測系統,不但能夠提前發現電機中潛在的故障和隱患問題,避免突發性故障引起設備損壞和危及操作人員人身安全的情況發生;而且可以對電機的溫度、振動、電流、扭矩等運行狀態參數的持續監測與采集,并將采集到的數據信息存儲到數據庫當中,通過參數的交叉對比和趨勢分析,對電機的實際運行健康狀態進行評估,為預測性提前維護提供依據,從而為設備的運維保養制定相應的計劃和流程。

    狀態監測傳感器,電機守護神

      不難看出,通過狀態監測技術實現預測性維護的基礎在于,通過狀態監測傳感器等技術,對電機進行一系列實時動態數據的采集和反饋,而不僅僅是一兩個簡單的狀態報警信息。根據電機的運行特征,振動監測和溫度監測是兩種常用的有效監測方式。

      1)振動監測:對一定振動頻率范圍內的電機設備,借助振動傳感器對電機軸承或機座振動速度/加速度參數采集從而實現頻率信息監測。當電機處于正常運行狀態時,軸承及機座的振動頻率一般不會出現較大的變化,如果電機發生故障,則會導致軸承的振動頻率出現變化,通過頻譜分析,與已知的故障特征頻率進行比較后,可以判斷故障的性質,并找出故障部位。

      2)溫度監測:通過埋置在電機軸承、定子繞組等部位的溫度傳感器,對電機運行過程中的溫度信號進行檢測,從而判斷電機是否存在故障。

      顯然,對電機運行參數采集越多,對電機健康狀態也就了解越多。而考慮到成本和安裝因素,巴魯夫公司新推出的多功能狀態監測傳感器BCM系列便提供了一種理想選擇。

      事實上,BCM系列狀態監測傳感器能同時探測多種物理變量,如震動、溫度、相對濕度和環境壓力,并對這些數據分析處理,再通過IO-Link接口將必要數據傳輸至主系統。BCM系列設計上完全符合ISO 10816-3機械振動國際標準,其中,震動頻率可監測范圍為2-3200Hz,可以對電機振動速度(0-220mm/s)或加速度(0-16g)參數進行測量,以及接觸溫度0-70℃范圍進行測量,采用全不銹鋼外殼,提供至少IP67以上的等級防護,等等。

      通過巴魯夫BCM傳感器系統,相信電機這一重要的工廠資產能夠更快更好地實現狀態監測和預測性維護要求。

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