Pochopenie online monitorovania
Definícia: Čo je online monitorovanie?
Online monitorovanie (nazývané aj permanentné monitorovanie, nepretržité monitorovanie alebo inštalované systémy) je monitorovanie stavu prístup s použitím trvalo nainštalovaných senzorov a prístrojov, ktoré automaticky zhromažďujú vibrácie, teplota a ďalšie údaje nepretržite alebo v častých intervaloch (každých niekoľko sekúnd až hodín) bez ľudského zásahu. Na rozdiel od monitorovania založeného na trase, kde technici pravidelne navštevujú zariadenia, online systémy poskytujú nepretržitý dohľad, alarmy v reálnom čase a automatické sledovanie trendov údajov o kritických strojoch.
Online monitorovanie je nevyhnutné pre vysokohodnotné alebo kritické zariadenia, kde včasná detekcia porúch, okamžité alarmy a ochrana pred katastrofickým zlyhaním odôvodňujú vyššie investície do permanentných senzorov a monitorovacej infraštruktúry. Predstavuje prémiovú úroveň monitorovania stavu, ktorá poskytuje maximálnu ochranu a bohatosť údajov.
Systémové komponenty
Trvalo nainštalované senzory
- Akcelerometre na každom ložisku (typicky 2 – 3 na ložisko)
- Bezdotykové sondy pre posunutie hriadeľa (páry XY)
- Teplotné senzory (RTD alebo termočlánky)
- Tachometer alebo kľúčový fázor pre rýchlosť/fázu
- Všetko je káblovo pripojené k centrálnemu monitorovaciemu hardvéru
Monitorovací hardvér
- Viackanálový systém zberu údajov
- Úprava a spracovanie signálu
- Pripojenie k sieti
- Lokálne spracovanie a alarmovanie
- Montáž do racku v riadiacej miestnosti alebo v priestore s vybavením
Softvér a siete
- Zobrazenie a trendy v reálnom čase
- Automatická správa alarmov
- Historik dát a archivácia
- Sieťová integrácia so systémami závodu
- Možnosti vzdialeného prístupu
Výhody
Okamžitá detekcia porúch
- Detekuje problémy hneď, ako sa vyvíjajú (nečaká na ďalšiu návštevu trasy)
- Minimálny čas od vzniku poruchy do jej detekcie
- Zachytáva rýchle zhoršenie
- Maximálna dodacia lehota na nápravné opatrenia
Nepretržitá ochrana
- Monitorovanie 24/7
- Automatické vypnutie pri kritických vibráciách
- Zabraňuje katastrofálnym škodám
- Chráni personál a priľahlé zariadenia
Bohaté dáta
- Vysokofrekvenčné merania (každých niekoľko sekúnd)
- Zachytáva prechodné udalosti
- Podrobná história postupu porúch
- Umožňuje sofistikovanú analýzu
Prevádzkové výhody
- Nie je potrebný manuálny zber údajov
- Konzistentné podmienky merania
- Trendy bez ľudského zásahu
- Automatizované hlásenie
Kedy použiť online monitorovanie
Kritické vybavenie
- Porucha spôsobuje stratu výroby > $10 000/hodina
- Bezpečnostne kritické (turbíny, kompresory)
- Riziko pre životné prostredie (toxické, horľavé procesy)
- Jediný bod zlyhania (bez zálohy)
Aktíva s vysokou hodnotou
- Hodnota zariadenia > $500 000
- Náklady na výmenu alebo dodacia lehota sú neúnosné
- Veľmi vysoké náklady na opravu
- Monitorovanie investícií je malé v porovnaní s hodnotou aktív
Neprístupné alebo nebezpečné
- Ťažký alebo nebezpečný pre bežný prístup
- Odľahlé lokality
- Oblasti kontinuálneho procesu
- Automatizované zariadenia
Regulačné požiadavky
- API 670 pre turbínové stroje
- Jadrové predpisy
- Mandáty špecifické pre dané odvetvie
Úvahy o implementácii
Cena
- Senzory: $500-2000 kus
- Hardvér: $5 000 – 50 000+ v závislosti od kanálov
- Softvér: $5 000 – 100 000+ v závislosti od možností
- Inštalácia: zapojenie, uvedenie do prevádzky
- Typické: $10 000 – 100 000 na stroj
Integrácia
- Integrácia DCS/PLC pre vypínanie
- Prepojenie CMMS pre pracovné príkazy
- Sieťová infraštruktúra
- Aspekty kybernetickej bezpečnosti
Údržba
- Samotný systém vyžaduje údržbu
- Kalibrácia senzora
- Aktualizácie softvéru
- Náhradné diely pre monitorovací systém
Technológie a funkcie
Režimy merania
- Nepretržité: Spracovanie signálu v reálnom čase
- Snímka: Pravidelné podrobné merania (každých pár minút)
- Spustenie alarmu: Detailný záznam pri spustení alarmu
- Prechodné zachytávanie: Špeciálne nahrávky pri spustení/vypnutí
Analytické schopnosti
- Celkové úrovne vibrácií a trendy
- Rýchla premena funkcie (FFT) spektrálna analýza
- Analýza obálky pre ložiská
- Analýza obežnej dráhy (s bezdotykovými sondami)
- Automatizované algoritmy detekcie porúch
Alarmujúce
- Viacúrovňové alarmy (upozornenie, alarm, nebezpečenstvo, vypnutie)
- Upozornenia e-mailom/SMS
- Možnosť automatického vypnutia
- Potvrdenie a protokolovanie alarmov
Návratnosť investícií a odôvodnenie
Typická návratnosť
- Prevencia jednej katastrofickej poruchy sa často vypláca systému
- Typická návratnosť investícií: 2 – 5 rokov pre kritické zariadenia
- Niektoré zariadenia dosahujú návratnosť v roku < 1 rok
- Pretrvávajúce výhody po počiatočnej splatnosti
Hodnotové faktory
- Zabránené katastrofickým poruchám
- Eliminované neplánované prestoje
- Optimalizovaná údržba (na základe skutočnej potreby)
- Predĺžená životnosť zariadenia (včasné zásahy)
- Znížené zásoby náhradných dielov
Online monitorovanie predstavuje najvyššiu úroveň monitorovania stavu, ktorá poskytuje nepretržitý dohľad a okamžitú ochranu kritických strojov. Hoci si vyžadujú značné investície, online systémy poskytujú maximálnu spoľahlivosť, včasnú detekciu porúch a komplexné údaje, ktoré odôvodňujú náklady na vysokohodnotné zariadenia, kde poruchy majú vážne následky. Sú základom prediktívnej údržby kritických aktív v modernom priemysle.