La technologie de maintenance prédictive (PdM) utilisant l'analyse des données et l'apprentissage automatique (ML) joue un rôle crucial dans l'industrie 4.0, car elle permet une gestion proactive des appareils, une optimisation de l'efficacité, une planification de la maintenance et une minimisation des temps d'arrêt, assurant ainsi une plus grande durabilité.La collecte rapide et précise de données est la clé du déploiement réussi de la PdM.
L'alimentation peut surveiller la tension en courant continu (VDC) et le courant (IDC), le courant de pointe (IPEAK), le temps de fonctionnement et le temps de remplacement.Il est nécessaire d'utiliser un moniteur d'état du moteur pour surveiller les paramètres tels que les vibrations, la température, le courant et la résistance à l'isolation (faute de sol).
De nombreux appareils tels que les panneaux de commande haute tension, les transformateurs de puissance, les équipements hydrauliques, les moteurs et les roulements, les boîtes de vitesses, etc., nécessitent des dispositifs de surveillance de l'état thermique,et toutes ces sources d'énergieLes appareils de surveillance thermique doivent envoyer des données via la technologie de connexion Ethernet/IP ou Modbus TCP pour une analyse en temps réel.
Cet article présente d'abord brièvement le PdM et ses nombreux avantages, ainsi que la manière de l'intégrer dans l'architecture du système Industrie 4.0.Il s'agit d'un outil d'analyse de l'évolution de l'évolution de l'activité de l'entreprise.Enfin, explorer comment utiliser l'intelligence artificielle (IA) pour optimiser les performances de PdM.
Le PdM est l'une des trois méthodes d'entretien des équipements et des installations.Cette approche se situe entre la maintenance réactive et la maintenance préventive (figure 1)Une considération essentielle à prendre en considération lors du choix entre ces trois options est de savoir comment équilibrer l'importance relative entre les coûts environnementaux et les coûts commerciaux.
La PdM est entre la maintenance réactive et la maintenance préventive
Figure 1: La PdM se situe entre l'entretien réactif et l'entretien préventif, en équilibrant les facteurs économiques et environnementaux (source d'image: Omron).
L'entretien réactif consiste à traiter les défauts après leur apparition, ce qui augmente les coûts environnementaux et commerciaux.L'entretien préventif permet d'identifier les défaillances imminentes grâce à des inspections manuelles régulières, en accordant la priorité aux coûts environnementaux les plus bas, mais cela peut entraîner des temps d'arrêt prolongés de l'équipement et des dépenses commerciales excessives.Cette méthode de maintenance est considérée comme une autre forme de maintenance réactive, conduit par des plans prédéfinis et subjectifs plutôt que par des défaillances directes de l'équipement.
L'émergence de capteurs avancés et d'outils d'intelligence artificielle et d'apprentissage automatique a conduit au développement de la technologie PdM. Cette technologie peut utiliser des moyens technologiques pour équilibrer les coûts environnementaux et commerciaux.
Flexibilité et évolutivité
La technologie PdM n'est pas un choix unique. La technologie PdM est évolutive et flexible, adaptée à la surveillance centralisée d'un seul équipement critique, de plusieurs équipements,ou l'ensemble de l'installationDe cette façon, les entreprises peuvent commencer à déployer le PdM à petite échelle et l'étendre progressivement, en minimisant autant que possible les arrêts de production causés par la modernisation des installations existantes.
La solution technologique évolutive est mise en œuvre grâce à la compatibilité avec plusieurs composants, y compris les capteurs, les unités de surveillance,et contrôleurs pouvant être étendus et accessibles selon les exigencesL'utilisation de protocoles de communication industriels tels qu'Ethernet/IP et Modbus TCP simplifie l'intégration avec les systèmes existants et prend en charge de multiples fonctionnalités améliorées.comme la surveillance à distance simultanée de plusieurs appareils.
Utiliser un logiciel évolutif correspondant pour l'analyse des données et gérer l'équipement à partir de différents emplacements dans le centre de contrôle de bureau centralisé ou le site d'atelier.
Ces solutions peuvent être intégrées aux équipements existants sans nécessiter de réparations majeures, ce qui améliore la flexibilité.comme les aliments et les boissons, automobile, fabrication d'équipements médicaux, semi-conducteurs et électronique, militaire et aérospatiale, logistique et entrepôt, etc.
Cette flexibilité est soutenue par une large gamme de dispositifs PdM, couvrant des solutions multidimensionnelles telles que la surveillance de la puissance, les conditions de fonctionnement du moteur (courant, vibration, température,résistance à l'isolation)En outre, des blocs de fonction logiciels standard (FB) peuvent être utilisés pour la collecte, la communication, le traitement et l'analyse de données,réglage des alarmes et envoi de notifications, l'enregistrement et la production de rapports, ainsi que la mise en œuvre d'analyses PdM personnalisées basées sur l'IA et le ML.
Les moniteurs d'État remplacent les capteurs simples
L'utilisation de moniteurs d'état au lieu de simples capteurs pour suivre les performances des appareils et obtenir une maintenance proactive est une différence clé entre PdM et d'autres méthodes.les moniteurs d'état sont également installés avec les dispositifs surveillés.
Cependant, les capteurs peuvent être déployés via des protocoles relativement simples tels que IO Link, tandis que les moniteurs d'état nécessitent des technologies de connexion plus complexes telles qu'EtherNet / IP ou Modbus TCP.Les moniteurs d'état peuvent effectuer un traitement local des données et afficher généralement des états qui ne sont généralement pas liés aux capteurs.
Par l'intermédiaire d'un ou plusieurs hubs de communication, le moniteur d'état peut être connecté à des appareils de niveau supérieur, tels que des interfaces homme-machine (HMI) qui permettent une visualisation centralisée des données,ou à des contrôleurs logiques programmables (PLC) ou à des systèmes de surveillance centralisés dotés d'outils d'analyse des données plus complets (y compris l'IA et la machine learning) (figure 2).
Suite de solutions Omron PdM pouvant être déployée séparément (cliquez pour agrandir)
Figure 2: La suite de solutions PdM d'Omron peut être déployée séparément, en commençant par la surveillance à petite échelle des actifs critiques et en s'étendant progressivement à l'ensemble du site de fabrication ou de logistique,fournir une solution globale(Source de l'image: Omron)
Explorez profondément
Omron propose une gamme de périphériques et de logiciels PdM. Par exemple, la source d'alimentation connectée à Ethernet S8VK-X peut mesurer plusieurs paramètres de performance,y compris Vout et Iout pour la surveillance de la consommation d'énergie, ainsi qu'IPEAK pour la détermination des conditions de surcharge.
Ce type d'alimentation peut mesurer le temps de fonctionnement réel. Ce type d'alimentation utilise également l'équation d'Arrhenius pour estimer la durée de vie des condensateurs électrolytiques,qui indique que pour chaque augmentation de 10 °C de la température du condensateurEn combinant la température de fonctionnement réelle de l'équipement,les résultats prévus sont finalement affichés sous forme d'années restantes ou de pourcentage de la durée de vie.
La puissance nominale de l'alimentation S8VK-X est de 30 W à 480 W, avec des tensions de sortie de 5 VDC, 12 VDC et 24 VDC.comme l'alimentation S8VK-X48024A-EIP, qui a une tension nominale de 24 VDC et une puissance de 480 W; ou des modèles sans affichage intégré, comme l'alimentation S8VK-X03005-EIP, qui a une tension nominale de 5 VDC et une puissance de 30 W.
La surveillance de l'état du moteur est un aspect important de la technologie PdM, et le moniteur de maintenance du moteur K6CM d'Omron convient à tous les types de pompes à eau, ainsi qu'aux moteurs dans le domaine de la climatisation, de l'agriculture,échelles mécaniques, et la plupart des autres applications moteurs.
Le moniteur de maintenance du moteur peut être utilisé pour surveiller les vibrations et la température, la résistance d'isolation et le courant du moteur.il existe des modèles adaptés à des sources d'alimentation à entrée triphasée allant de 100 V à 240 VAC, 24 VAC ou 24 VDC.
Le K6CM-VBMD-EIP peut surveiller les vibrations et la température à travers une tension de 24 VAC/VDC. Tous les moniteurs de température sont utilisés conjointement avec le capteur de vibration et de température K6CM-VB1,composé d'une tête de capteur située sur le moteur et d'un préamplificateur le reliant au moniteur.
The combination of K6CM-ISMD-EIP and K6CM-ISZBI52 zero current transformer (ZCT) and insulation resistance conversion (IRT) sensor operating at 24 VAC or 24 VDC voltage can monitor the health status of insulation resistanceLa fonction ZCT est utilisée pour mesurer le courant de fuite dans les circuits de moteur à trois phases, tandis que la fonction IRT est utilisée pour mesurer la résistance d'isolation entre les enroulements du moteur et la terre.
The combination of K6CM-CIMA-EIP with a working voltage of 100 VAC to 240 VAC and K6CM-CICB400 current sensor with a rated current of 400 A can also detect the motor status of three-phase induction motorsD'autres modèles de capteurs de courant avec une plage de courant de 5 A à 600 A peuvent également être utilisés.
Ces moniteurs utilisent la technologie de diagnostic complète d'Omron.qui peut détecter des conditions anormales telles que des poches d'air ou la pollution de l'air en quantifiant l'écart entre l'onde sinusoïdale idéale et la forme d'onde du courant mesuréeEn analysant les composantes de fréquence de la forme d'onde du courant mesuré, on peut quantifier les écarts, les déséquilibres de charge ou l'adhérence d'objets étrangers.
Le système de surveillance de l'état thermique K6PM peut être utilisé pour mettre en œuvre la technologie PdM sur divers équipements industriels, tels que les panneaux de commande haute tension, les transformateurs, les équipements hydrauliques, les centres de données,roulementsLe système comprend le contrôleur d'imagerie thermique K6PM-THS3232 et le capteur infrarouge (IR) d'imagerie thermique K6PM-THMD-EIP, qui peut surveiller les températures de 0 °C à +200 °C.
Un contrôleur d'état thermique K6PM peut surveiller jusqu'à 31 capteurs IR.Le logiciel prend également en charge les seuils d'alarme définis par l'utilisateur.