데이터 분석과 기계 학습 (ML) 을 활용한 예측 유지보수 (PdM) 기술은 산업 4에서 중요한 역할을 합니다.0, 그것은 능동적인 장치 관리, 효율성 최적화, 유지 보수 스케줄링 및 다운타임을 최소화하여 더 강력한 지속가능성을 보장 할 수 있습니다.신속하고 정확한 데이터 수집은 PdM의 성공적인 배포의 열쇠입니다..
데이터 또한 무결성이 필요합니다. 전원 공급은 DC 전압 (VDC) 및 전류 (IDC), 피크 전류 (IPEAK), 운영 시간 및 교체 시간을 모니터링 할 수 있습니다.그것은 진동과 같은 매개 변수를 모니터링 하기 위해 모터 상태 모니터를 사용하는 것이 필요합니다, 온도, 전류 및 단열 저항 (지질 결함).
고전압 제어판, 전력 변환기, 수압 장비, 모터 및 베어링, 기어박스 등과 같은 많은 장치에는 열 상태를 모니터링하는 장치가 필요합니다.그리고 이 모든 에너지원들은, 모터 및 열 모니터링 장치는 실시간 분석을 위해 이더넷/IP 또는 Modbus TCP 연결 기술을 통해 데이터를 전송해야합니다.
이 기사에서는 먼저 PdM와 그 수많은 장점, 그리고 산업 4.0 시스템 아키텍처에 통합하는 방법을 간략하게 소개합니다.Omron에서 제공하는 수많은 PdM 장치와 소프트웨어를 탐구합니다.마지막으로, PdM 성능을 최적화하기 위해 인공지능 (AI) 을 활용하는 방법을 탐구합니다.
PdM는 장비 및 시설 유지보수를 위한 세 가지 방법 중 하나입니다.이 접근 방식은 반응 유지 보수와 예방 유지 보수 사이에 있습니다 (그림 1)이 세 가지 옵션 중 하나를 선택할 때 중요한 고려 사항은 환경 비용과 상업 비용 사이의 상대적 중요성을 어떻게 균형 잡을 수 있는지입니다.
PdM는 반응 유지와 예방 유지 사이의
그림 1: PdM는 반응 유지 보수와 예방 유지 보수, 비즈니스와 환경 요인을 균형 잡는 사이에 있습니다. (사진 소스: Omron)
반응성 유지보수는 오류가 발생하면 처리하는 것입니다. 이는 환경 및 비즈니스 비용을 증가시킵니다.예방 유지보수 는 정기적 인 수동 검사 를 통해 임박 한 고장 을 식별 한다, 가장 낮은 환경 비용을 우선시하지만 이는 장시간 장비 정지 시간 및 과도한 사업 비용을 초래할 수 있습니다.이 유지보수 방법은 반응 유지보수의 또 다른 형태로 간주됩니다.직접적인 장비 고장보다는 미리 설정된 주관적인 계획에 의해 움직입니다.
첨단 센서와 AI 및 ML 도구의 등장은 PdM 기술의 발전을 주도했습니다. 이 기술은 환경 및 비즈니스 비용을 균형을 맞추기 위해 기술적 수단을 사용할 수 있습니다.
유연하고 확장성
PdM 기술은 모든 선택에 맞지 않습니다. PdM 기술은 확장성과 유연성을 가지고 있으며 단일 중요한 장비, 여러 장비,또는 전체 시설이러한 방식으로 기업은 PdM를 소규모로 도입하고 점차 확장하여 기존 시설의 재구성으로 인한 생산 중단을 가능한 한 최소화 할 수 있습니다.
확장 가능한 기술 솔루션은 센서, 모니터링 유닛,요구 사항에 따라 확장 및 액세스 할 수있는 컨트롤러이더넷/IP 및 Modbus TCP와 같은 산업 통신 프로토콜의 사용은 기존 시스템과의 통합을 단순화하고 여러 가지 향상된 기능을 지원합니다.여러 장치의 동시 원격 모니터링과 같은.
데이터 분석 및 중앙 집중식 사무실 제어 센터 또는 작업장 사이트의 다른 위치에서 장비를 관리하기 위해 해당 확장 가능한 소프트웨어를 사용하십시오.
이러한 솔루션은 기존 장비와 큰 수리를 필요로 하지 않고 통합될 수 있으며, 유연성을 향상시킵니다. 최적화 후 이러한 솔루션은 거의 모든 산업에서 사용될 수 있습니다.식품 및 음료 등, 자동차, 의료 장비 제조, 반도체 및 전자, 군사 및 항공 우주, 물류 및 창고 등
이 유연성은 전력 모니터링, 모터 작동 조건 (전류, 진동, 온도,단열 저항)또한 표준 소프트웨어 기능 블록 (FB) 은 데이터 수집, 통신, 데이터 처리 및 분석에 사용될 수 있습니다.경보를 설정하고 알림을 전송, 데이터 기록 및 보고, 그리고 AI와 ML에 기반한 맞춤형 PdM 분석을 구현합니다.
일반 센서를 대체하는 국가 모니터
단순한 센서 대신 상태 모니터를 사용하여 장치 성능을 추적하고 능동적인 유지보수를 달성하는 것은 PdM와 다른 방법의 주요 차이입니다. 센서와 마찬가지로상태 모니터 또한 모니터링 장치와 함께 설치됩니다.
그러나 센서는 IO 링크와 같은 비교적 간단한 프로토콜을 통해 배포 할 수 있으며 상태 모니터에는 EtherNet / IP 또는 Modbus TCP와 같은 더 복잡한 연결 기술이 필요합니다.상태 모니터 로컬 데이터 처리를 수행 할 수 있으며 일반적으로 센서와 관련이없는 상태를 표시합니다..
하나 이상의 통신 허브를 통해 상태 모니터는 중앙 집중식 데이터 시각화를 가능하게 하는 인간-기계 인터페이스 (HMI) 와 같은 더 높은 수준의 장치에 연결될 수 있습니다.또는 보다 포괄적인 데이터 분석 도구 (AI와 ML를 포함하여) 를 갖춘 프로그래밍 가능한 논리 제어기 (PLC) 또는 중앙 모니터링 시스템 (그림 2).
개별적으로 배포할 수 있는 Omron PdM 솔루션 제품군 (대화하기 위해 클릭)
그림 2: Omron의 PdM 솔루션 제품군은 개별적으로 배치될 수 있습니다. 중요한 자산의 소규모 모니터링을 시작으로 전체 제조 또는 물류 현장으로 점차 확장됩니다.종합적인 솔루션을 제공하는(사진 출처: 오므론)
깊이 탐구해
옴론은 다양한 PdM 장치와 소프트웨어를 제공합니다. 예를 들어, S8VK-X 이더넷 연결 스마트 전원 공급 장치는 여러 성능 매개 변수를 측정 할 수 있습니다.에너지 소비를 모니터링하는 Vout 및 Iout를 포함하여, 그리고 IPEAK를 통해 과부하 상태를 결정합니다.
이 유형의 전원 공급은 실제 작동 시간을 측정 할 수 있습니다. 이 유형의 전원 공급은 또한 전해질 응압기의 남은 수명을 추정하기 위해 아레니우스 방정식을 사용합니다.이는 콘덴서 온도의 10°C 상승에 대해, 장비의 실제 작동 온도를 결합함으로써,예측된 결과는 최종적으로 남은 수 년 또는 수명 비율로 표시됩니다..
S8VK-X 전원 공급 장치의 명소 전력은 30 W에서 480 W이며, 출력 전압은 5 VDC, 12 VDC 및 24 VDC입니다. 이 시리즈 전원 공급 장치에는 통합 디스플레이가있는 모델도 제공됩니다.예를 들어 S8VK-X48024A-EIP 전원 공급 장치, 24 VDC의 정렬전압과 480 W의 전력을 가진 모델; 또는 S8VK-X03005-EIP 전원 공급 장치와 같은 통합 디스플레이가없는 모델, 정렬 전압 5 VDC와 전력 30 W.
모터 상태 모니터링은 PdM 기술의 중요한 측면이며 Omron의 K6CM 모터 유지보수 모니터는 모든 유형의 물 펌프뿐만 아니라 HVAC, 농업,에스컬레이터, 그리고 대부분의 다른 모터 애플리케이션.
모터 유지보수 모니터는 진동 및 온도, 단열 저항 및 모터 전류를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.100V에서 240VAC까지의 3단계 입력 전원 공급 장치에 적합한 모델이 있습니다., 24 VAC 또는 24 VDC.
K6CM-VBMD-EIP는 24 VAC/VDC 전압을 통해 진동 및 온도를 모니터링 할 수 있습니다. 모든 온도 모니터들은 K6CM-VB1 진동 및 온도 센서와 함께 사용됩니다.모터에 설치된 센서 헤드와 모니터에 연결하는 사전 증폭기로 구성되어 있습니다..
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 resistanceZCT 함수는 3단계 모터 회로에서 누출 전류를 측정하는 데 사용되며, IRT 함수는 모터 윙링과 지상 사이의 단열 저항을 측정하는 데 사용됩니다.
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 motors또한 5A에서 600A의 전류 범위의 다른 모델 전류 센서도 사용할 수 있습니다.
이 모니터들은 옴론의 최신 진단 기술을 사용합니다.이상 시누스 파리와 측정 된 전류 파형 사이의 오차를 정량화하여 공기 주머니 또는 대기 오염과 같은 비정상적인 상태를 감지 할 수 있습니다.측정된 전류 파형의 주파수 구성 요소를 분석함으로써 편차, 부하 불균형 또는 외계 물체 접착을 정량화 할 수 있습니다.
K6PM 열 상태 모니터링 시스템은 고전압 제어판, 트랜스포머, 수압 장비, 데이터 센터,류류이 시스템은 K6PM-THS3232 열사진 제어장치와 K6PM-THMD-EIP 열사진 적외선 (IR) 센서를 포함하며, 0 °C에서 +200 °C까지 온도를 모니터링 할 수 있습니다.
K6PM 열 상태 컨트롤러는 최대 31 개의 IR 센서를 모니터링 할 수 있습니다. 무료 PC 모니터링 소프트웨어에는 비정상적인 온도 감지 알고리즘과 3 레벨 온도 경보가 포함되어 있습니다.이 소프트웨어는 또한 사용자 정의 경보 문턱을 지원.