Koneiden kunnonvalvonta: lämpötila-anturit, jotka havaitsevat vian aikaisin

Jokainen tehtaan lattialla oleva kone kertoo jo miltä se tuntuu. Laakeri, joka käy muutaman asteen lämpimämmin kuin viime kuussa, vaihteiston öljypohja, joka nousee ympäristön lämpötilaa nopeammin, moottorin käämitys, joka lämpenee kuormituksen alaisena: nämä ovat hiljaisia ​​signaaleja, ja ne näkyvät yleensä hyvissä ajoin ennen vikaa. Koneiden kunnonvalvonta on yksinkertaisesti käytäntöä kuunnella näitä signaaleja tarkoituksella sen sijaan, että odotettaisiin epäonnistumista ilmoittamaan itsestään.

Koska oma työpajamme rakentaa lämpötila-anturit ja ohjausinstrumentit, käytämme paljon aikaa ketjun ensimmäisen kerroksen ajattelemiseen. Näin lämpötila sopii nykyaikaiseen valvontaohjelmaan, mihin anturit kuuluvat ja kuinka tiedot säilytetään riittävän luotettavina toimiakseen.

Mitä koneiden kunnonvalvonta todellisuudessa kattaa

Kunnonvalvonta on prosessi, jossa kerätään ja analysoidaan tietoja laitteista sen ollessa normaalissa käytössä sen kunnon arvioimiseksi. Mitään ei pureta, mitään ei pysäytetä. Mittauksia tehdään jatkuvasti tai väliajoin, verrataan tunnettuun hyvään tilaan ja päätetään, tarvitaanko toimenpiteitä.

Se auttaa erottamaan strategian sitä tukevasta tunnistuskerroksesta:

• Korjaava huolto: käytä, kunnes jokin hajoaa, ja korjaa se sitten.
• Ennaltaehkäisevä huolto: huolto kalenterin tai käyttötuntien mukaan riippumatta siitä, tarvitsee kone sitä vai ei.
• Kunnossapito: toimi vain, kun mitattu arvo ylittää määritellyn kynnyksen.
• Ennakoiva ylläpito: suuntaa tietoja ja ennusta, milloin kynnys saavutetaan.

Kunnonvalvonta on tunnistus- ja analysointikerros näiden kaikkien alla. Se ei korvaa ylläpitostrategiaa; se antaa jotain faktaa, jolle seistä.

Miksi lämpötila on usein ensimmäinen asennettava anturi

Useimmat mekaaniset ongelmat ilmoittavat itsensä kuumeeksi. Laakereiden kuluminen lisää kitkaa. Virheellinen kohdistus kuormittaa akselin toista päätä. Voiteluaine hajoaa ja lakkaa kantamasta kuormaa. Sähköeristys heikkenee ja vastus kasvaa. Prosessilaitteet ylikuormitetaan tai likaantuvat. Kaikissa näissä tapauksissa energia muunnetaan jossain lämmöksi, ja tämä lämpö on mitattavissa kotelon ulkopuolelta.

Lämpötilan tunnistus on myös helpoin jälkiasennettava tekniikka. Pinta-anturi, magneettisensorin tai kierteitetty RTD voidaan asentaa olemassa olevaan koneeseen ilman sen uudelleensuunnittelua, ja yksi mittauspiste on edullinen verrattuna täyteen värähtelykanavaan. Alhaisten tulokustannusten vuoksi lämpötilan valvonta on yleensä ensimmäinen kunnonvalvontaohjelma käynnistyy.

Se ei ole täydellinen kuva sinänsä. Kehittyvä laakerivika näkyy usein tärinätiedoissa ennen kuin se näkyy lämpötilan nousuna, koska lämpö tarvitsee aikaa rakentaakseen. Yhdessä käytettynä tärinä ja lämpötila peittävät hyvin toistensa kuolleet kulmat.

Pääkunnonvalvontatekniikoiden vertailu

Mikään yksittäinen tekniikka ei saa kiinni kaikesta. Useimmat onnistuneet ohjelmat yhdistävät kaksi tai kolme, jotka valitaan omaisuuden ja sille tärkeiden vikatilojen mukaan.

Lämpötilan seuranta käytännössä

Missä lämpötila-anturit ansaitsevat paikkansa

Mittauksen arvoisia kohtia ovat ne, joissa lämpö ilmaantuu ensin tai joissa ylikuumenemisen seuraus on vakava:

• Moottorin käämit ja päätykilvet, joissa eristyksen käyttöikä lyhenee nopeasti jokaisella lisäasteella.
• Pumppujen, puhaltimien, puhaltimien ja kuljettimien laakeripesät.
• Vaihteiston öljypohjat, joissa öljyn lämpötila seuraa kuormitusta ja voitelutilaa.
• Kompressorin poistoputket ja pakosarjat.
• Uunivyöhykkeet, uunit, lämpökäsittelykammiot ja alumiinin käsittelylinjat.
• Prosessiputkistot ja astiat kemian-, petrokemian- ja elintarviketuotannossa.
• Ohjauskaapit ja muuntajahuoneet, joissa hidas nousu usein edeltää vian.

Valinta RTD:n ja termoparin välillä

Nämä ovat kaksi anturiperhettä, joita rakennamme päivittäin, ja valinta riippuu yleensä lämpötila-alueesta, tarkkuusodotuksista ja siitä, kuinka ankara ympäristö on.

Alle noin 400 C:n lämpötilassa, jossa seurantapisteen on pysyttävä uskottavana vuosia, platinavastusilmaisin on yleensä parempi ratkaisu. Luokan A 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettu RTD, kuten PT100-yksiköt, joita toimitamme moottori- ja pumppukäyttöön, pitää kalibrointinsa hyvin ja tuottaa puhtaan, lineaarisen signaalin, jota on helppo trendoida.

WZPK-sarjan Pt100-luokan A RTD-lämpömittarin anturi Tämä SS316 Pt100 A-luokan anturi tukee vakaata, lineaarista valvontaa yli -200 - 450 °C:n lämpötiloissa teollisuuspisteissä, joiden lämpötila on alle 400 °C. Näytä tuote →

Tämän alueen yläpuolella termoparit ottavat vallan. Ne ovat kestäviä, edullisia ja sietävät tärinää ja toistuvaa lämpökiertoa, minkä vuoksi ne hallitsevat uuni-, uuni- ja poistoilmasovelluksia. 1200 C:n teollisuusuunin kärkeen on käytännöllinen lähtökohta K-tyypin anturi, jossa on ruostumattomasta teräksestä valmistettu vaippa ja sopiva asennuslaippa.

Korkean lämpötilan ruostumattomasta teräksestä valmistettu K-tyypin lämpöpari Tämä ruostumattomasta teräksestä valmistettu K-tyypin anturi kattaa 1200 °C:n lämpöparisovellukset uunin, uunin ja RTD-alueen yläpuolella. Näytä tuote →

Kaksi yksityiskohtaa ovat tärkeämpiä kuin tietolehti. Ensin sovita kiinnitys pintaan: anturi, joka ei ole kiinteässä kosketuksessa laakeripesään, lukee ilman lämpötilaa, ei metallin lämpötilaa. Toiseksi sovita vaipan materiaali ympäristöön, koska korroosio tuhoaa enemmän antureita kuin ylikuumeneminen.

Signaalin pitäminen rehellisenä koneen ja valvontajärjestelmän välillä

Hyvä anturi voi silti tuottaa turhaa dataa. Pitkät kaapelit keräävät sähköistä kohinaa taajuusmuuttajista ja kontaktoreista. Väärän tyyppinen lämpöparin jatkojohto aiheuttaa oman virheensä jokaisessa kytkennässä. Huono maadoitus luo silmukoita, jotka näkyvät trendin hitaina värähtelyinä, ja hitaat värähtelyt näyttävät täsmälleen prosessiongelmalta.

Tavalliset vastaukset ovat yksinkertaisia: käytä oikeaa kompensointi- tai jatkojohtoa termopareille, pidä signaalikaapelit erillään virtakaapeleista, maadoita suojus toisesta päästä ja muunna raakasignaali vahvaksi virtasilmukaksi koneen lähellä. Lämpötilalähetin tekee tämän muunnoksen ottamalla matalan tason termoparin tai RTD-signaalin ja toimittamalla vakaan 4–20 mA:n lähdön, joka voi kulkea satoja metrejä PLC:hen tai DCS:ään huonontamatta.

Täysin eristävä integroitu kaksijohtiminen lämpötilalähetin Muuntaa RTD- tai termoparisignaalit vakaaksi 4–20 mA:n silmukaksi, jossa on 3,75 kV:n eristys ja HART/PROFIBUS-PA-vaihtoehdot. Näytä tuote →

Täysi eristäminen tulon ja lähdön välillä on pienten lisäkustannusten arvoista valvontaasennuksissa, koska se poistaa maasilmukkaongelman kokonaan sen sijaan, että se pienentää sitä.

Lukemisesta huoltopäätökseen

Tiedoista on hyötyä, kun joku tietää, miltä normaali näyttää. Tämä tarkoittaa perusviivan tallentamista tasaisen käytön aikana tunnetulla kuormituksella tunnetussa ympäristön lämpötilassa. Ilman perusarvoa hälytysraja on vain arvaus.

Kun lähtötaso on olemassa, kolme asiaa on katsomisen arvoinen:

• Absoluuttinen arvo verrattuna valmistajan tai prosessin rajaan.
• Poikkeama perusarvosta samassa käyttötilanteessa.
• Muutosnopeus, jolla on usein enemmän merkitystä kuin itse arvo, koska nopea nousu viittaa aktiiviseen ongelmaan.

Sieltä voidaan asettaa kynnysarvot, joilla on todellinen merkitys: varoitustaso, joka käynnistää tarkastuksen, ja laukaisutaso, joka suojaa konetta. Toiselle tasolle tulevat ohjauslaitteet. PID-lämpötilansäädin, jossa on rele tai analoginen lähtö, voi vaikuttaa mittaukseen suoraan sulkemalla venttiilin, katkaisemalla lämmittimen tai antamalla hälytyksen odottamatta, että ihminen huomaa näytön.

Käytännön jakso ensimmäiselle ohjelmalle

1. Luo laiterekisteri ja luokittele jokainen omaisuus kriittisyyden mukaan, jotta vaiva menee sinne, missä vika sattuu eniten.
2. Tallenna peruslukemat normaaleissa, tasaisissa käyttöolosuhteissa.
3. Tunnista kullekin omaisuudelle tärkeät vikatilat ja valitse tekniikat, joilla ne voidaan havaita.
4. Valitse anturilaitteisto alueen, ympäristön, asennuksen ja vaaditun tarkkuuden mukaan, ei pelkästään hinnan mukaan.
5. Asenna anturit kiinteällä lämpökoskettimella ja dokumentoi tarkalleen, missä kukin niistä on.
6. Kerää ja suuntaa tietoja johdonmukaisesti samoissa kuormitus- ja ympäristöolosuhteissa, jos mahdollista.
7. Määritä varoitus- ja laukaisukynnykset ja kirjoita ylös, mitä kunkin kynnyksen tulee laukaista.
8. Tarkista tulokset säännöllisesti ja tarkenna kynnysarvoja todellisen kokemuksen kertyessä.

Järjestyksellä on väliä. Tehtaat, jotka ostavat antureita ennen vikatilojen määrittelyä, päätyvät yleensä tietoihin, joita kukaan ei käytä.

Alat, joilla lämpötilan valvonta kantaa painonsa

Kuntovalvonnan arvo on korkein siellä, missä suunnittelematon pysähtyminen on kallista tai missä ylikuumeneminen aiheuttaa turvallisuusriskin. Petrokemian ja kemian tehtaat valvovat reaktorien ja linjan lämpötiloja, koska poikkeamat vaikuttavat sekä tuotteiden laatuun että prosessien turvallisuuteen. Maakaasulaitteistot tarkkailevat kompressorien ja lämmittimien lämpötiloja syrjäisissä, valvomattomissa paikoissa. Elintarvikekoneet tarvitsevat toistettavia lämpötiloja sekä laatu- että hygieniasyistä, ja analyyttiset instrumentit ovat riippuvaisia ​​vakaista sisälämpötiloista tarkkojen tulosten saamiseksi.

Näet sivuiltamme säännöllisesti toimitettavat alat alan sovellusten sivu , sekä jokaiselle sopivat tunnistusjärjestelyt.

Anturikerroksen saaminen oikein ensimmäisellä kerralla

Koneiden kunnonvalvontaa rajoitetaan harvoin ohjelmistoilla. Vaikea osa on tuottaa mittaus, johon voit luottaa vuosia kuumassa, tärisevässä ja joskus syövyttävässä ympäristössä. Tämä edellyttää oikean anturielementin valintaa, sen oikeaa asennusta ja signaalin suojaamista sen matkalla ohjausjärjestelmään.

Jos suunnittelet valvonta-asennusta tai epäluotettaviksi osoittautuneiden anturien vaihtoa, tiimimme käy mielellään mittauspisteissä kanssasi ja suosittelee käytännön järjestelyä. Voit ota meihin yhteyttä tästä , ja autamme sinua yhdistämään termoparit, RTD:t, lähettimet ja ohjaimet tiettyihin koneisiin, joita sinun on katsottava.