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預測性維護:傳感器到雲的(de)改造如何驅動優勢

2021-11-25新聞

By Craig Lentzkow丨Nov.15. 2021丨Hilscher丨Feature


總  結

如果你是一個(gè)機器制造商或用(yòng)戶,維護著(zhe)數百台機器,那麽故障是你最害怕的(de)事情。你知道你需要預測性維護,但成本往往令人(rén)望而卻步。本文討(tǎo)論了(le)一種改造方法,即使用(yòng)邊緣設備連續測量機器的(de)關鍵參數并将傳感器數據發送到雲端。



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如果你是一個(gè)機器制造商或用(yòng)戶,維護著(zhe)數百台機器,那麽故障是你最害怕的(de)事情!

你知道你需要預測性維護,但成本往往令人(rén)望而卻步。

本文討(tǎo)論了(le)一種改造方法,它使用(yòng)邊緣設備連續測量機器的(de)關鍵參數,并将傳感器數據發送到雲端。配置是自動的(de),該解決方案捆綁了(le)一個(gè)現成的(de)雲訂閱,讓你在幾分(fēn)鐘(zhōng)内上線。通(tōng)過API,位于世界任何地方的(de)機器的(de)數據都可(kě)以通(tōng)過你選擇的(de)現成的(de)商業軟件進行集中監控。




已經工作多(duō)年的(de)機器和(hé)流程往往難以或無法監控。故障可(kě)能是頻(pín)繁的(de),故障的(de)代價也(yě)很高(gāo)。對(duì)于擁有廣泛分(fēn)布的(de)安裝基地的(de)用(yòng)戶和(hé)機器供應商來(lái)說,維護挑戰可(kě)能是困難的(de)。


現在需要的(de)是一種從中央位置監督一切的(de)方法,以促進遠(yuǎn)程預測性維護策略。有很多(duō)軟件包可(kě)以做(zuò)到這(zhè)一點,但加裝這(zhè)些軟件包可(kě)能會造成幹擾,而且費用(yòng)很高(gāo)。


預測性維護是一種基于條件的(de)維護,它使用(yòng)傳感器設備監測資産,如設備和(hé)機器。這(zhè)些傳感器提供實時(shí)數據,可(kě)用(yòng)于預測資産何時(shí)需要維護。


對(duì)于原始設備制造商和(hé)最終用(yòng)戶來(lái)說,對(duì)他(tā)們的(de)機器進行預測性維護監測所帶來(lái)的(de)經濟效益是巨大(dà)的(de)。如果出現故障的(de)設備能夠得(de)到及時(shí)的(de)維修或更換,就可(kě)以避免昂貴的(de)停機時(shí)間甚至是災難性的(de)故障。


世界上有一個(gè)巨大(dà)的(de)已安裝機器的(de)基地,通(tōng)常被稱爲 "棕地"。這(zhè)爲預測性維護解決方案提供了(le)巨大(dà)的(de)機會,它可(kě)以 "栓在 "現有設備上,提供基于狀态的(de)監測。


這(zhè)個(gè)解決方案要想成功,必須包括:在單一的(de)生态系統中支持許多(duō)機器;簡單、快(kuài)速和(hé)遠(yuǎn)程調試;靈活選擇附加的(de)傳感器設備;内置安全性。




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  • 資産是昂貴的(de),停機時(shí)間是昂貴的(de)。對(duì)于原始設備制造商和(hé)終端用(yòng)戶來(lái)說,預測性維護的(de)經濟效益是巨大(dà)的(de),包括10倍的(de)投資回報率(ROI);減少25-30%的(de)維護成本;以及減少35-45%的(de)停機時(shí)間。


  • 這(zhè)些好處是以各種方式累積的(de)。例如,機器制造商可(kě)以在現場(chǎng)用(yòng)傳感器和(hé)傳感器 "邊緣設備 "改裝機器。這(zhè)些傳感器可(kě)以是監測振動的(de)加速度計,或監測機器溫度的(de)熱(rè)電偶。這(zhè)種數據是有價值的(de)--振動或溫度的(de)變化(huà)可(kě)以表明(míng)軸承即将發生故障或電機故障。傳感器邊緣設備收集來(lái)自監測傳感器的(de)數據,并将其傳輸到IT或基于雲的(de)應用(yòng)程序進行顯示和(hé)分(fēn)析。


  • 基于雲的(de)預測性維護解決方案可(kě)以與機器的(de)現有控制系統隔離運行,因此對(duì)現有的(de)自動化(huà)沒有影(yǐng)響。它們的(de)主要目标是從安裝在世界任何地方的(de)基于設備的(de)傳感器中收集和(hé)彙總數據。這(zhè)些數據可(kě)以用(yòng)來(lái)識别即将出現的(de)問題。失敗的(de)設備可(kě)以被及時(shí)修複或更換。









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在安裝了(le)數百台單獨機器的(de)地方,也(yě)許是全球範圍内,潛力是巨大(dà)的(de)。基于雲的(de)系統使其很容易監測位于任何地方的(de)機器,而無需離開辦公室。24/7的(de)監控使得(de)學習(xí)操作配置文件變得(de)非常容易。


傳感器邊緣網關提供改造應用(yòng)所需的(de)傳感器到雲的(de)連接。每個(gè)sensorEDGE設備最多(duō)聚集八個(gè)IO-Link傳感器的(de)數據。多(duō)個(gè)設備可(kě)通(tōng)過菊花鏈連接,以獲得(de)七倍的(de)額外傳感器。


 傳感器邊緣設備作爲本地傳感器數據和(hé)雲之間的(de)網關。由于傳感器邊緣設備繞過了(le)現有的(de)控制系統,它本身是安全的(de),不會受到任何影(yǐng)響生産系統的(de)安全、操作或安全的(de)入侵。而且通(tōng)過繞過現有的(de)控制,不需要與PLC接口或重新編程。


理(lǐ)想情況下(xià),傳感器邊緣設備将利用(yòng)标準的(de)傳感器通(tōng)信技術,如IO-Link(IEC 61131-9),以最大(dà)限度地選擇和(hé)支持各種傳感器。目前市場(chǎng)上有數千種IO-Link傳感器,涵蓋的(de)測量變量包括:溫度、振動、濕度、位置、腐蝕、壓力、液位、流量和(hé)許多(duō)其他(tā)。


IO-Link的(de)一個(gè)額外好處是,它提供了(le)自動參數設置。一旦IO-Link傳感器被插入傳感器邊緣設備,它就會自動上載到雲端。數據可(kě)立即用(yòng)于使用(yòng)儀表闆的(de)浏覽器顯示。這(zhè)種簡單的(de)即插即用(yòng)連接使數據進入雲端,可(kě)由用(yòng)戶選擇的(de)分(fēn)析和(hé)處理(lǐ)軟件訪問。


Hilscher最近開發了(le)這(zhè)樣一種設備,稱爲sensorEDGE,它提供了(le)改造應用(yòng)所需的(de)傳感器到雲的(de)連接。每個(gè)sensorEDGE最多(duō)可(kě)彙聚8個(gè)IO-Link傳感器的(de)數據。多(duō)個(gè)sensorEDGE設備可(kě)以在一個(gè)裝置中以菊花鏈方式連接,以獲得(de)七倍的(de)額外傳感器。


在機器上,安裝了(le)IO-Link傳感器來(lái)監測退化(huà)情況,如電機的(de)振動變化(huà)或線圈的(de)溫度變化(huà)。


IO-Link是一種用(yòng)于智能數字傳感器的(de)國際點對(duì)點連接标準。它實現了(le)遠(yuǎn)程配置以及測量數據的(de)連續傳輸。它得(de)到了(le)所有主要傳感器供應商的(de)支持,目前市場(chǎng)上有大(dà)約10,000種傳感器類型。幾乎所有的(de)監測要求都可(kě)以通(tōng)過IO-Link輕松滿足,而且價格具有競争力。


傳感器被連接到SensorEDGE IP67 "塊"。重要的(de)是,這(zhè)一切都可(kě)以在不幹擾機器或其控制系統的(de)任何其他(tā)部分(fēn)的(de)情況下(xià)進行。換句話(huà)說,SensorEDGE是一個(gè) "獨立的(de) "解決方案。


sensorEDGE模塊結合了(le)IO-Link主站(用(yòng)于控制IO-Link傳感器)和(hé)以太網邊緣網關,通(tōng)過它将測量數據傳輸到雲端。沒有其他(tā)産品具有這(zhè)種 "組合 "優勢,這(zhè)就形成了(le)一種簡單、經濟的(de)解決方案。




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雲連接與sensorEDGE捆綁在一起,一旦啓動用(yòng)戶賬戶就會自動調用(yòng)。用(yòng)戶租用(yòng)雲服務,每月(yuè)的(de)持續成本隻有幾美(měi)元。


sensorEDGE可(kě)在幾分(fēn)鐘(zhōng)内自動設置。操作軟件被下(xià)載,連接的(de)傳感器被掃描并進行遠(yuǎn)程配置。然後,sensorEDGE開始以1次測量/秒的(de)速度将數據傳輸到雲端。


浏覽器用(yòng)于設備管理(lǐ)。用(yòng)戶可(kě)以在任何地方通(tōng)過一個(gè)儀表盤實時(shí)觀看上傳的(de)數據,該儀表盤将每個(gè)數據流顯示爲一個(gè)部件。可(kě)以選擇線形、儀表和(hé)條形圖小部件。這(zhè)個(gè)儀表闆可(kě)以作爲一個(gè)簡單的(de)實時(shí)監控器,允許從任何地點觀察機器的(de)反應。


sensorEDGE軟件包包括Rest API,這(zhè)是一個(gè)安全的(de)雲門,允許第三方軟件從雲端傳輸數據。通(tōng)過這(zhè)種方式,可(kě)以使用(yòng)相關的(de)商業現成軟件對(duì)數百台機器的(de)數據進行集中監控。


sensorEDGE解決方案代表了(le)一種低成本和(hé)易于實施的(de)方式,可(kě)以從加裝在機器上的(de)傳感器獲得(de)數據,并進入雲端進行全球監控。機器制造商可(kě)以開發一個(gè) "改裝套件",其中包括sensorEDGE和(hé)适合應用(yòng)的(de)傳感器。




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