Būklės stebėjimo supratimas
Būklės stebėjimas (CM) – tai periodiškas arba nuolatinis matavimas ir tendencijos įrangos eksploatavimo parametrai — visų pirma vibracija, temperatūros ir našumo rodiklius – siekiant įvertinti įrangos būklę, anksti nustatyti kylančius gedimus ir planuoti techninę priežiūrą atsižvelgiant į faktinę būklę, o ne į nustatytą grafiką. Tai yra techninis variklis, kuriuo remiasi nuspėjamoji priežiūra ir techninė priežiūra pagal būklę (CBM): vietoj to, kad mašina būtų remontuojama tik sugedus (reaktyvusis metodas) arba kapitaliai remontuojama pagal grafiką, neatsižvelgiant į tai, ar jai to reikia (laiko pagrindu), techninės priežiūros darbai atliekami tiksliai pagal įrangos būklės matavimus.
1. Apibrėžimas: Kas yra būklės stebėjimas?
Iš esmės, būklės stebėjimas paverčia neapdorotus jutiklių duomenis nuolat atnaujinamu mašinos būklės vaizdu. Užfiksuodamas, kaip mašina elgiasi, kai ji veikia be sutrikimų, ir stebėdamas nukrypimus nuo šio etaloninio vaizdo laikui bėgant, analitikas gali pastebėti pačius pirmuosius gedimo požymius – dažnai dar prieš kelis mėnesius iki gedimo – ir suplanuoti remontą atsižvelgdamas į gamybos grafiką, o ne į gedimo laiką.
Būklės stebėjimas yra esminis šiuolaikinių, į patikimumą orientuotų techninės priežiūros programų elementas. Jis sudaro duomenų pagrindą sprendimams, grindžiamiems įrangos būkle, kurie leidžia maksimaliai padidinti įrangos veikimo laiką, sumažinti techninės priežiūros išlaidas, užkirsti kelią katastrofiškiems gedimams ir optimizuoti atsarginių dalių atsargas. Bendroji tokios programos kūrimo sistema aprašyta ISO 17359, kuriame išdėstytos bendrosios gairės, kaip pasirinkti parametrus, nustatyti ribas ir reaguoti į rezultatus.
2. Būklės stebėjimas ir prevencinė, profilaktinė ir reaktyvioji techninė priežiūra
Terminai būklės stebėjimas, būkle pagrįsta stebėsena, būklės pagrindu atliekama priežiūra ir nuspėjamoji priežiūra vartojami laisvai ir dažnai pakaitomis, tačiau jais apibūdinami skirtingi dalykai. Jų atskyrimas pašalina didžiąją dalį painiavos šiuo klausimu.
- Būklės stebėjimas (CM) yra matavimo veikla - rinkti ir stebėti tokius parametrus kaip vibracija ir temperatūra, kad būtų galima įvertinti mašinos būklę. “Būklės stebėjimas” ir “mašinos būklės stebėjimas” reiškia tą pačią veiklą.
- Techninė priežiūra, pagrįsta būkle (CBM) yra techninės priežiūros strategija kuris veikia pagal šiuos matavimus: darbas pradedamas ne pagal kalendorių, o pagal išmatuotą mašinos būklę. CM pateikia įrodymus; CBM yra sprendimas remontuoti.
- Prognozuojama techninė priežiūra (PdM) žengiamas dar vienas žingsnis: būklės tendencija ekstrapoliuojama į prognozė likusį naudingo tarnavimo laiką, kad remontą būtų galima suplanuoti paskutiniu atsakingu momentu. Nuspėjamoji priežiūra yra CBM su pridėtu laiko iki gedimo įverčiu.
- Prevencinė (pagal laiką) techninė priežiūra aptarnauja įrangą pagal nustatytą grafiką, neatsižvelgiant į jos būklę, o reaktyvioji (einamoji priežiūra iki gedimo). laukia gedimo. Abiem atvejais neatsižvelgiama į faktinę mašinos būseną, o būtent ją ir matuoja būklės stebėsena.
Trumpai tariant, būklės stebėjimas - tai duomenys, techninė priežiūra pagal būklę - tai veiksmai, o numatoma techninė priežiūra - tai prognozė. Visi trys metodai remiasi tais pačiais toliau aprašytais stebėsenos matavimais.
3. Pagrindinės stebėsenos technologijos
Nė viena metodika neapima visko. Išbaigta programa apima keletą vienas kitą papildančių vertinimo būdų, kad kiekvienas iš jų patvirtintų ir patikslintų kitus.
- Vibracijos analizė (pirminė): Išsamiausias mašinų būklės rodiklis. Jis nustato tokius mechaninius gedimus kaip disbalansas, nesuderinimas, laisvumas ir guolių defektaiir įspėja apie gedimą dar likus keliems mėnesiams iki jo atsiradimo. Standartiniai metodai apima FFT spektras, gaubtinės analizė pradinių guolių gedimų nustatymui ir bendrų lygių ilgalaikių tendencijų stebėjimui.
- Temperatūros stebėjimas: Stebia bėgių guolių ir vijos temperatūrą bei signalizuoja apie tepimo, perkrovos ar aušinimo problemas. Tai paprastas, ekonomiškas ir naudingas būdas įvertinti gedimo, kurį jau išryškino vibracija, rimtumą.
- Aliejaus analizė: Tiria nusidėvėjimo daleles, užteršimą ir tepalų susidėvėjimą. Kadangi šis metodas tiria pačias alyvoje cirkuliuojančias nuolaužas, jis leidžia anksti nustatyti vidinį nusidėvėjimą, kurio paviršiaus matavimai gali nepastebėti.
- Termografija: Infraraudonųjų spindulių vaizdavimas, leidžiantis iš saugaus, bekontakčio atstumo nustatyti karščiausias elektros ir mechaninių komponentų vietas – puikiai tinka skirstomųjų įrenginių, jungčių ir guolių tikrinimui.
- Akustinė emisija: Klausosi aukšto dažnio įtempių bangų, atsirandančių dėl įtrūkimų augimo, trinties ir pačių ankstyviausių guolio pažeidimo stadijų, todėl dažnai defektą aptinka anksčiau, nei jis pasirodo įprastiniame vibracijos spektre.
- Variklio srovės charakteristikų analizė (MCSA): Elektrinės charakteristikos analizė, leidžianti nustatyti rotoriaus strypų defektus ir statoriaus gedimus be invazinių jutiklių, papildanti elektros variklių vibracijos analizę.
Tinkamas derinys priklauso nuo mašinos: vibracija yra sukimosi mašinų stebėsenos pagrindas, o alyvos analizė, termografija ir akustinė emisija padeda aprėpti gedimų būdus, kurių vien vibracija gali nepastebėti.
4. Būklės stebėjimo jutikliai ir įranga
Kiekviena būsenos stebėjimo programa yra paremta technine įranga, kuri fizinius pokyčius paverčia naudingu signalu. Pasirinkus jutiklis tiesiogiai išplaukia iš matuojamo parametro ir tikėtino gedimo dažnio diapazono.
- Akselerometrai yra standartinis vibracijos jutiklis - tvirtas, plačiajuostis, idealiai tinkantis aukšto dažnio riedėjimo elementų guolių ir pavarų gedimams nustatyti.
- Greičio jutikliai (a velometras) yra savaime atsirandančios ir gerai suderintos su vidurine dažnių juosta, kurioje atsiranda dauguma besisukančių mašinų gedimų.
- Artumo zondai tai bekontakčiai jutikliai, kurie matuoja veleno poslinkį tiesiai didelių turbininių mašinų skysčio plėvelės (įvorės) guoliuose.
- Temperatūros jutikliai (RTD, termoporos) ir infraraudonųjų spindulių kameros palaiko šiluminius metodus, o alyvos kokybės ir dalelių jutikliai padeda stebėti tepalus.
Surinkimo srityje įranga skirstoma į dvi grupes. Nešiojamasis duomenų rinkėjai ir analizatoriai tai rankomis nešiojami prietaisai, naudojami matavimo maršrutui įveikti; dviejų kanalų lauko įrenginys, pvz. Balanset-1A įrašo duomenis ir atlieka dvigubą funkciją. nešiojamas analizatorius ir lauko balansavimo įrenginys. Internetinė stebėjimo įranga sudaro nuolat laidais sujungti jutikliai, maitinantys stovo arba kraštinį įrenginį, kuris nuolat ima mėginius ir kiekvieną rodmenį lygina su pavojaus signalo taisyklėmis. Įrangos parinkimas daugiausia priklauso nuo svarbos, kuri aptariama tolesniuose įgyvendinimo skyriuose.
5. Būklės stebėjimo sistemos anatomija
Būklės stebėsena sistema yra daugiau nei jutiklis ant guolio. Nepriklausomai nuo to, ar sistema nešiojama, ar stacionariai įrengta, kiekviena išbaigta sistema sudaryta iš tos pačios loginės grandinės, ir būtent vėlesnės grandys, o ne jutiklis, pavienius rodmenis paverčia tinkamais naudoti duomenimis.
- Jutikliai sumontuotas pastoviuose, pasikartojančiuose matavimo taškuose.
- Duomenų gavimas - duomenų rinkiklį arba DAQ, kuris skaitmenina signalą ir apskaičiuoja bendrą lygį, spektras ir laiko bangos forma.
- Duomenų bazė kuri saugo kiekvieną mašinos ir taško rodmenį, kad būtų galima kaupti istoriją.
- Įspėjimo ir analizės logika kuris kiekvieną naują rodmenį lygina su absoliučiomis ribomis ir paties aparato pradinė vertė.
- Ataskaitų ir tendencijų prietaisų skydeliai kurie neapdorotus skaičius paverčia didėjančiomis tendencijų linijomis, kuriomis vadovaujasi techninės priežiūros komandos ir kuriomis aprūpinama darbo užsakymų sistema.
Duomenų bazės ir tendencijų sluoksniai yra tai, kas atskiria tikrą stebėsenos sistemą nuo vienkartinio matavimo, ir būtent dėl jų taško, vieneto ir procedūros nuoseklumas yra labai svarbus.
6. Įgyvendinimo metodai
Duomenų rinkimo būdas priklauso nuo to, kiek svarbi yra mašina ir kaip greitai gali išsivystyti gedimas.
Maršruto stebėjimas
Technikas eina nustatytu maršrutu ir rankiniu prietaisu renka duomenis iš kiekvienos mašinos duomenų rinkėjas arba nešiojamas analizatorius kas savaitę, kas mėnesį arba kas ketvirtį. Tai ekonomiškas sprendimas, kuris puikiai pritaikomas dideliuose objektuose, kuriuose yra daug neesminių įrenginių.
Nuolatinis stebėjimas internetu
Nuolat įrengti jutikliai maitina internetinė sistema kuris matuoja nepertraukiamai arba dažnais automatiniais intervalais ir realiuoju laiku praneša apie pavojų. Vieno įrenginio kaina yra didesnė, todėl šis metodas taikomas tik svarbios mašinos kai netikėtas gedimas yra nepriimtinas.
Mišrus metodas
Dauguma realių programų derina abu metodus: keleto svarbiausių objektų stebėjimą internetu ir bendrosios populiacijos duomenų rinkimą pagal maršrutus. Tai leidžia optimizuoti išlaidas atsižvelgiant į aprėptį ir yra, be abejonės, labiausiai paplitęs sprendimas praktikoje.
7. Nešiojamojo analizatoriaus vaidmuo lauke
Maršruto stebėjimo sėkmė priklauso nuo lauko prietaiso kokybės. Nešiojamas dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A leidžia patikimumo technikui užfiksuoti vibracijos spektrus ir bendrus lygius kiekviename matavimo taške, palyginti juos su mašinos saugomais charakteristikų duomenimis ir iš karto nuspręsti, ar nukrypimas reikalauja imtis veiksmų. Kadangi tas pats prietaisas taip pat matuoja 1× amplitudė ir fazė, gedimas, kurį aptinka būklės stebėjimo sistema — tarkim, padidėjęs 1× vibracijos lygis iš disbalansas — dažnai galima ištaisyti iš karto lauko balansavimas pačioje mašinoje esančiuose guoliuose, užbaigiant visą procesą nuo gedimo nustatymo iki remonto be atskiro išvykimo ar vizito į balansavimo dirbtuvę.
8. Programos įgyvendinimas ir bazinės padėties nustatymas
Sąlygų stebėjimo programa yra tokia pat veiksminga, kaip ir jos konfigūracija. Svarbiausi yra trys pagrindiniai elementai.
Įrangos kritiškumo analizė
Įvertinkite kiekvieną įrenginį pagal jo įtaką gamybai, saugai ir sąnaudoms, tada atitinkamai nustatykite stebėjimo lygį. Kritiškai svarbi įranga stebima nuolat; svarbi įranga tikrinama kas mėnesį; įprasta įranga tikrinama kas ketvirtį arba visai netikrinama.
Pradinio lygio nustatymas
Išmatuokite kiekvieną įrenginį, kol jis veikia tinkamai, kad užfiksuotumėte jo pradinė vertė nustatyti jo charakteristikas ir apibrėžti įprastus veikimo parametrus. Šis atskaitos taškas yra visų tendencijų pagrindas – be jo kylančios tendencijos nebūtų su kuo palyginti.
Pavojaus ribos
Nustatyti įspėjimo, pavojaus ir išjungimo lygiai remiantis baziniais rodikliais ir pripažintais sunkumo vertinimo standartais, pavyzdžiui, ISO 20816 (šiuolaikinis ISO 10816 standarto pakaitalas). Konkrečiai įrangai taikomos ribos yra viršesnės už bendrąsias, ir jas reikėtų patikslinti, kaupiantis eksploatavimo patirčiai.
9. ISO 17359 sistema
Programos kūrimas nėra spėliojimas: tarptautinis standartas ISO 17359, ,,Mašinų būklės stebėjimas ir diagnostika. Bendrosios gairės“ apibrėžiama procedūra, kuri susieja visus pirmiau išvardytus elementus. Jos pagrindinė grandinė prasideda nuo įrangos audito ir sąnaudų ir naudos / svarbos peržiūros, matavimo parametrų ir metodų parinkimo, bazinio lygio nustatymo ir įspėjimo bei pavojaus signalų kriterijų nustatymo, duomenų rinkimo, diagnozės nustatymo ir galutinio grįžtamojo ryšio etapo, kuriuo patvirtinama, kad techninės priežiūros veiksmai buvo veiksmingi.
Standartas sąmoningai nesusijęs su technika - jis taikomas vibracijos, šilumos, alyvos ir kitiems matavimams - ir priklauso platesnei grupei: ISO 13379 apima duomenų interpretavimą ir diagnostiką, ISO 13381 - prognostiką (likusio naudojimo laiko įvertinimą) ir ISO 18436-2 apibrėžia darbą atliekančių žmonių mokymą ir sertifikavimą. Vadovaudamiesi ISO 17359 standartu, jutiklių rinkinį paverskite patikima, audituojama būklės stebėsenos programa.
10. Privalumai ir sėkmės veiksniai
Tinkamai įgyvendinta būklės stebėsena paverčia techninę priežiūrą iš reaktyvios ar planinės į prognozuojamą ir optimizuotą. Nauda gali būti suskirstyta į tris grupes:
- Veiklos: padidintas nepertraukiamo veikimo laikas, užkertant kelią neplanuotiems gedimams, prailgintas įrangos tarnavimo laikas, laiku imantis veiksmų, užtikrintas gamybos tęstinumas, planuojant darbus per numatytus sustabdymus, ir padidintas saugumas, užkertant kelią katastrofiškiems gedimams.
- Ekonominis: sumažintos techninės priežiūros išlaidos, atsisakius nereikalingų profilaktinių darbų, sumažintos atsarginių dalių atsargos, užsakant jas tik tada, kai reikia, o ne „atsargai“, antrinės (šalutinės) žalos prevencija, laiku imantis veiksmų, ir tikslingesnis darbo jėgos panaudojimas.
- Žinios: geresnis gedimų tipų supratimas, atsiliepimai, padedantys tobulinti projektus ir specifikacijas, bei nuolat papildoma istorinė duomenų bazė, leidžianti priimti sprendimus remiantis duomenimis.
Nė vienas iš šių dalykų nevyksta savaime. Programos sėkmę lemia keturi veiksniai: nuolatinis vadovybės parama (išteklių ir ilgalaikės perspektyvos, nes investicijų grąža pasiekiama ne iš karto); kvalifikuoti darbuotojai baigęs mokymus vibracijos analizės ir mašinų veikimo srityje — šios kompetencijos patvirtinimas įformintas ISO 18436-2; kokybės duomenys taikant nuoseklias procedūras ir kalibruotus prietaisus; ir, svarbiausia, veiksmai, grindžiami rezultatais. Išvada, kuria niekada nesinaudojama, neturi jokios vertės, todėl būklės stebėjimo duomenys turi būti perduodami į užsakymų sistemą ir apimti grįžtamojo ryšio grandinę, kad būtų galima patikrinti, ar remontas buvo veiksmingas.
11. Dažniausiai užduodami klausimai
Kas yra būklės stebėjimas?
Būklės stebėjimas - tai įrangos parametrų (daugiausia vibracijos, temperatūros ir tepalų būklės) matavimas ir tendencijų nustatymas, siekiant įvertinti mašinos būklę ir anksti aptikti atsirandančius gedimus, kad techninę priežiūrą būtų galima planuoti pagal faktinę mašinos būklę, o ne pagal nustatytą kalendorių.
Kuo skiriasi būklės stebėjimas ir techninė priežiūra pagal būklę?
Būklės stebėjimas - tai matavimo veikla, kurios metu renkami duomenys ir nustatomos jų tendencijos; būkle pagrįsta priežiūra (angl. condition-based maintenance, CBM) - tai strategija, kuria remiantis atliekami veiksmai ir pagal išmatuotą būklę inicijuojamas remontas. Prognozuojamoji techninė priežiūra išplečia CBM prognozuodama, kiek laiko liko iki mašinos gedimo.
Kokie metodai naudojami būklės stebėsenai?
Pagrindiniai metodai yra vibracijos analizė (pagrindinis besisukančių mašinų indikatorius), temperatūros stebėjimas, alyvos ir susidėvėjusių dalelių analizė, infraraudonųjų spindulių termografija, akustinė emisija ir variklio srovės signatūros analizė. Daugumoje programų sluoksniuojamos kelios programos, todėl kiekviena iš jų patvirtina kitas.
Kokie jutikliai ir įranga naudojami būklės stebėjimui?
Akselerometrai apima daugumą riedėjimo elementų turinčių mašinų, greičio jutikliai tinka bendriesiems vidurinės juostos rodmenims, o artumo jutikliai matuoja veleno poslinkį skysčio plėvelės guoliuose. Duomenys renkami nešiojamaisiais analizatoriais ir duomenų rinkikliais vaikščiojant pėsčiomis arba naudojant nuolatinę internetinę stebėjimo įrangą ant svarbiausių objektų.
Ką sudaro būklės stebėjimo sistema?
Visą sistemą sudaro jutikliai, duomenų rinkimas, istorinė duomenų bazė, pavojaus signalų ir analizės logika bei tendencijų ir ataskaitų skydeliai. Būtent duomenų bazė ir tendencijų sluoksniai, o ne jutiklis, pavienius rodmenis paverčia tendencijomis, pagal kurias techninės priežiūros komanda gali veikti.
Kuris standartas reglamentuoja būklės stebėjimą?
ISO 17359 nustato bendrąsias būklės stebėsenos programos gaires - nuo kritinės būklės peržiūros ir parametrų parinkimo iki atskaitos taškų, pavojaus ribų, diagnozės ir grįžtamojo ryšio - kurias papildo ISO 13379 (diagnostika), ISO 13381 (prognostika) ir ISO 18436-2 (personalo sertifikavimas).
