La surveillance basée sur l'état (CbM) aide à prévenir les défaillances des appareils grâce à une maintenance prédictive, mais la conception d'un système efficace nécessite généralement une intégration optimisée de la détection de précision,chaînes de signaux à faible bruitCes caractéristiques complexes peuvent retarder le déploiement du CbM et augmenter les coûts.Les concepteurs reconnaissent également les avantages de l'analyse de l'intelligence artificielle (IA) de pointeNous devons trouver une solution plus directe et plus efficace.
Cet article présente d'abord brièvement les capteurs de proximité, puis présente les solutions plug and play d'Analog Devices.Cette solution permet le déploiement immédiat de CbM sans fil avec des capacités d'IA de pointe.
L'importance du contrôle de l'État
Les temps d'arrêt imprévus restent un défi majeur pour maintenir une efficacité opérationnelle élevée des équipements.il peut entraîner la paralysie de toute la chaîne de productionLes méthodes de maintenance traditionnelles comprennent la réparation passive après une panne ou une maintenance périodique stricte.mais ces méthodes ont leurs inconvénients: l'entretien passif peut entraîner des temps d'arrêt coûteux, tandis que l'entretien périodique peut augmenter les coûts des ressources en remplaçant inutilement les composants encore en service.
L'adoption de la CbM permet de mettre en œuvre des méthodes de maintenance prédictive plus rentables.Les opérateurs d'équipement peuvent identifier les signaux d'avertissement d'une dégradation des performances des composants avant que des pannes ne se produisent.Cette approche basée sur les données peut réduire les temps d'arrêt imprévus, prolonger la durée de vie des équipements et réduire le coût total de possession.
Malgré les nombreux avantages de la CbM, son déploiement peut s'arrêter en raison de ses exigences complexes et du besoin d'expertise interdisciplinaire.Il s'agit d'un défi majeur pour appliquer avec succès la maintenance prédictive basée sur la CbM..
Défis et exigences posés par la surveillance par l'État
Pour tirer pleinement parti des avantages potentiels de la CbM, les solutions de CbM doivent fonctionner de manière fiable dans des environnements industriels et automobiles difficiles,tout en effectuant une analyse en temps opportun basée sur des données de mesure précisesCependant, même pendant le fonctionnement normal de l'équipement surveillé, ces conditions de fonctionnement spécifiques peuvent soumettre l'équipement de mesure à d'énormes pressions environnementales et mécaniques.Moteurs industriels, les systèmes de transmission et les équipements rotatifs lourds peuvent exposer en permanence les dispositifs de surveillance à des vibrations, des chocs, des températures extrêmes et des niveaux élevés d'interférences électromagnétiques (EMI).
Afin d'obtenir une maintenance prédictive fiable, les capteurs de vibration des dispositifs de CbM doivent être capables de détecter des changements plus subtils, qui sont souvent les premiers indices d'un déséquilibre de l'arbre, d'un désalignement, d'une déformation de l'arbre ou d'une déformation de l'arbre.ou portant une usurePour assurer une mesure de vibration de haute précision dans des conditions environnementales difficiles, un sous-système d'acquisition de signaux de capteurs à large bande passante et à faible bruit est nécessaire.qui peut maintenir des performances stables dans des environnements de travail difficiles.
En tant que noyau de la méthode CbM, l'analyse des vibrations jette les bases de l'identification des modèles qui peuvent faire la distinction entre le fonctionnement normal et les premiers signes de défaillance.les systèmes de capteurs de vibrations ont transmis les résultats des mesures à un hôte central ou à des ressources cloud pour analyse;Cependant, les solutions avancées de CbM ont commencé à déplacer de plus en plus les capacités d'analyse vers le bord.les résultats peuvent être obtenus dans les plus brefs délais et réduire le trafic dans les réseaux industriels et automobiles sensibles au temps.
Plus précisément, l'inférence d'IA de bord basée sur des modèles de réseaux de neurones convolutifs (CNN) peut fournir une interprétation en temps réel des changements de vibration.utiliser CNN pour l'inférence nécessite une quantité significative de calcul, ce qui rend plus complexe l'atteinte des objectifs de CbM sans dépasser les limites de puissance, de taille ou de coût du système.
Avec l'utilisation croissante de la CbM dans les appareils tournants, les appareils distants ou mobiles, et l'impracticabilité des connexions filaires, la réduction de la consommation d'énergie est devenue plus urgente.Pour répondre aux exigences de connexion sans fil dans ces situationsLe Bluetooth à basse énergie (BLE) peut obtenir la combinaison requise de distance de transmission, de puissance et de fiabilité par rapport à d'autres technologies de connexion optionnelles (tableau 1).
Cependant, comme le traitement de l'IA de bord, le défi auquel nous sommes confrontés est de trouver une solution de connectivité BLE qui peut fonctionner normalement dans les limites de puissance des systèmes de capteurs sans fil.assurer une durée de vie prolongée de la batterie reste un défi pour tout concepteur de systèmes de capteurs sans filCependant, cela est particulièrement important dans les applications industrielles et automobiles, où les capteurs peuvent être difficiles à atteindre.La gestion de la batterie et de l'énergie devient de plus en plus importanteLe défi à cet égard est de savoir comment coordonner plusieurs régulateurs de tension, séquenceurs et systèmes de charge pour réduire la consommation d'énergie tout en assurant un fonctionnement stable.
Le kit d'évaluation fournit une solution intégrée sans fil CbM avec une fonctionnalité d'IA de pointe
The EV-CBM-VOYAGER4-1Z Voyager 4 kit from Analog Devices provides a complete battery powered vibration monitoring platform for continuous evaluation of CbM technology or immediate deployment in predictive maintenance applications, répondant aux différents défis rencontrés lors du déploiement de la CbM sans fil dotée de capacités d'IA de pointe.fixant fermement la carte de circuit imprimé principale (PC board) d'un côté et la batterie de l'autre pour éliminer l'impact des environnements hostilesLa carte de circuit d'alimentation et le capteur sont situés au bas du support, près de la source de vibration à surveiller.les éléments de support verticaux sont placés à l'intérieur d'un couvercle protecteur en aluminium d'un diamètre de 46 mm et d'une hauteur de 77 mm (figure 1).Le haut du couvercle de protection est équipé d'un couvercle acrylique ABS, qui peut être utilisé pour la connexion BLE.