Obecnie przetwornice są więcej niż tylko prostym procesorem mocy. Dzięki możliwości pracy w roli czujników i koncentratorów czujników są kluczowym elementem nowoczesnych systemów automatyki.
Trendy w Systemach automatyki Przemysłu 4.0
Wpływ Przemysłu 4.0 na systemy silników oznacza migrację z „piramidy automatyki” do „systemów sieciowych”. Oznacza to, że różnorodne elementy tego systemu, takie jak silniki, przetwornice, czujniki i elementy sterowania są połączone ze sobą i z chmurą — centrum danych, w którym dane są przechowywane, przetwarzane, analizowane i gdzie są podejmowane decyzje. W sieci automatyki ilość danych jest wydatna. Ponieważ dane pochodzą głównie z czujników, liczba czujników w nowoczesnych systemach automatyki rośnie. Silniki i maszyny z napędem, takie jak wentylatory, pompy i przenośniki nie są najbardziej oczywistymi uczestnikami sieci danych. Dlatego konieczne są czujniki, aby pozyskać dane z tych maszyn. Czujniki te są połączone z siecią danych, która wykorzystuje te dane na różne sposoby. Dodatkowe koszty czujników i łączności są często postrzegane jako bariera przy wprowadzaniu systemu zaawansowanego monitoringu stanu. Nowoczesne przetwornice o zmiennej prędkości obrotowej otwierają nowe możliwości w sieci automatyki Przemysłu 4.0. Tradycyjnie przetwornice były uważne za procesory mocy do sterowania prędkością obrotową silnika. Obecnie przetwornice również są częścią łańcucha informacyjnego, wykorzystując własną moc obliczeniową, zdolność magazynowania i interfejs komunikacyjny zintegrowany w przetwornicy.
Inteligentna przetwornica
Techniki analizy sygnatury prądu silnika pozwalają inteligentnej przetwornicy monitorować stan silnika i aplikacji. Technika ta pozwala na potencjalne wyeliminowanie czujników fizycznych lub pozyskanie wczesnych sygnatur usterki, których wykrycie mogło być niemożliwe. Na przykład przy użyciu tej techniki możliwe jest wcześniejsze wykrycie usterek uzwojenia lub niewspółśrodkowości obciążenia mechanicznego. Koncepcja przetwornicy pełniącej rolę koncentratora czujników umożliwia podłączenie czujników zewnętrznych do przetwornicy, dzięki czemu nie jest potrzebna bramka do podłączenia czujnika fizycznego do sieci danych. Do tej przetwornicy można na przykład podłączyć czujniki wibracji, ciśnienia i temperatury. Korzyść wynikająca z tej koncepcji jest związania nie tylko z kosztami, ale również umożliwia korelację danych czujnika z różnymi typami danych występujących w tej przetwornicy. Oczywistym przykładem jest korelacja poziomu wibracji z czujnika zewnętrznego z prędkością obrotową silnika, ponieważ wibracje są zależne od prędkości.
Dlaczego potrzebna jest konserwacja bazująca na ocenie stanu?
Konserwacja korygująca i zapobiegawcza są oparte na usterce (zdarzeniu) lub czasie. Z tego względu konserwacja jest wykonywana w razie usterki(ek) (korygująca) lub po upływie ustalonej liczby godzin pracy (zapobiegawcza). Te typy konserwacji nie korzystają z żadnej informacji zwrotnej z rzeczywistej aplikacji. Dzięki wprowadzeniu Przemysłu 4.0 i dostępności danych z czujnika, możliwa jest teraz konserwacja bazująca na ocenie stanu i predyktywna. Takie strategie konserwacji wykorzystują bieżące dane z czujnika do określenia stanu sprzętu będącego w eksploatacji (konserwacja bazująca na ocenie stanu) lub do przewidywania przyszłych usterek (konserwacja predyktywna).
Funkcje monitorowania stanu dla przetwornic o zmiennej prędkości
Integralną częścią konserwacji bazującej na ocenie stanu jest monitoring stanu sprzętu. W aplikacjach o zmiennej prędkości stan aplikacji często zależy od prędkości. Na przykład poziomy wibracji są wyższe przy większych prędkościach, jednakże ta zależność nie jest liniowa. Co więcej, przy pewnych prędkościach mogą wystąpić drgania rezonansowe, które następnie zanikają po zwiększeniu prędkości. Użycie niezależnego systemu do monitorowana stanu aplikacji o zmiennej prędkości jest skomplikowane, ponieważ wymaga znajomości prędkości i zestawienia wartości monitorowanej z prędkością. Użycie przetwornic do monitorowania stanu („przetwornicy jako czujnika” lub „przetwornicy jako koncentratora czujnika”) jest rozwiązaniem korzystnym, ponieważ informacja na temat prędkości aplikacji jest już dostępna w tej przetwornicy. Dodatkowo w tej przetwornicy są dostępne informacje dotyczące obciążenia/momentu obrotowego silnika oraz przyspieszenia.
Więcej informacji na temat monitorowania napędów dowiesz się z naszego webinarium w dn. 29 kwietnia 2020 lub z nagrania archiwalnego udostępnionego po wydarzeniu na naszym Youtube: Danfoss Poland.
Danfoss Poland Sp. z o.o.
Ul Chrzanowska 5
05-825 Grodzisk Mazowiecki
Tel. 22 755 06 68
e-mail: bok@danfoss.com