为电动机设计的“健身追踪器”

作者:Ute Drescher 文章来源:MM《现代制造》 点击数:452 发布时间:2017-10-25
未来,应该会有更简便和低成本的方式来监控数以百万计的电动机。可行的方法就是在电动机上设置传感器,如同健身追踪器一样。
为电动机设计的“健身追踪器”

在2016年汉诺威工业展上,ABB公司向众人展示了其两台新研发的设备:一台是吸引众人目光的合作型机器人Yumi,另一台则是只有烟盒大小的新型多传感器数据采集系统智能传感器。这两位“明星”反差明显:一位是引人注目、与众不同、灵活的,而另一位则是小巧和不显眼的。

关于这台小型设备,Dr. Otto Preiss 总结道:“步入互联网时代,我们把低压电动机与智能传感器相连。”这位ABB公司(全球)负责电动机和发电机业务的经理接着介绍了其工作原理:“智能传感器与健身追踪器相比,它能收集用于传输的电动机运行和状态参数,并由此判断出电动机是否需要维修。”

至今为止,低压电动机的监控和预先维护都是复杂和昂贵的。ABB公司本地电动机和发电机部门经理Jonas Spoorendonk评价了德国境内低压电动机状态的现状:“我们还有许多可以上升的空间,因为在数以百万计使用的电动机中,绝大多数都没有做过任何维护,这无论是从目前可用的技术角度还是经济角度来说都是毫无意义的。”

图1 类似健身追踪器,一项ABB公司新型的远程状态监控解决方案,可以获取低压电动机的状态

电动机是值得维护的

电动机负载会导致大量的能量消耗,同时,故障会致使昂贵的停机行为的发生。这都是由于忽视了电动机的可靠性和耐久性而被忽视了。而规律性的维护可以提升电动机能效。德国能源署Dena在它们的建议书中指出,根据美国检测数据显示,一次良好的维护可以节约3%~10%的电费。另外还声称,“在工业及商业用电动机中,维护状态较为槽糕的电动机工作效率会下降2%。”

ABB公司新研发的产品可以改变这一切。有了这个智能传感器,操作员可以在任何时候通过智能手机或个人电脑对电动机进行检查。通过每台电动机的精确状态信息,操作员根据实际需求制定维护计划,无需额外在运行间隙或工作时间内进行。可以避免计划外的停机,相应的运行时间延长。这就是Jonas Spoonendonk阐述的另一个重点:“鉴于在实际加工工业中,一次停机便可造成数万欧元的工时损失,这里讨论的内容就显得十分重要。”

关键元件:Sensortag智能传感器

关键元件便是智能传感器,尺寸仅为90 mm×55 mm×12 mm。将它装配在一个通讯接口上,然后再设置在电动机上。这既可以在出厂时完成安装,也可稍后在已安装的电动机上装配。硬布线不是必须的,因为会干扰电动机及操作。

多传感器数据采集器在规律性间隙收集电动机数据,此外,还收集包括:

● 转子状态

● 轴承状态

● 温度

● 气隙偏差

● 振动

● 过载

● 冷却状态

传感器调查的有时间和频率数据,它们关系到轴承性能,可以精确的了解轴承状态以及为何会停运的原因。还有设备的能源消耗,并精确到+/-10%, 以及工作效率和运行时间。

图2 通过简单的交通信号灯模式的显示了电动机状态。这种形式是直观的

在标准协议的帮助下,仪器将数据以无线的方式传输到安全的ABB云服务器上。一种专门软件会对数据作出分析,并为之后的趋势分析做好记录。Jonas Spoonendonk强调:“重要的是,这些数据是属于使用者的。我们确保网络安全。”

关于电动机状态的信息会传输到智能手机或连入互联网的客户手上,以交通信号灯的模式,呈现出电动机的状态:“红色”指临界状态,必须马上干预;“黄色”意为需要一次维护,但仍然还有时间;“绿色”指正常运作。指示是非常直观的。使用者通过网站查看趋势数据,并获得更多关于电动机运行状态的信息。

通过对存储数据分析寻求到新的方法,从而优化设备的运行和维护,通过电动机能源消耗信息来确定最有效率的负载曲线。同时,可以基于互联网数据来确定新的商业模式。考虑到所带来的这些优势,摊销下来,购置Sensortag传感器的成本可以说是相当低廉的。Jonas Spoonendonk再次强调:“它非常值得购买:在这么小的仪器中可以容纳如此多的功能,所以成本大大降低了。”从2017年起,ABB给Sensortag的定价约为50欧元。