W galopującym świecie techniki w zasadzie każdego dnia producenci automatyki informują rynek o nowych funkcjonalnościach czy produktach. Niektóre funkcje przyjmują się od razu, części z nich okazuje się totalnym niewypałem. Nieliczne z kolei wymuszają na nas zmianę podejścia zarówno do obcowania z danym komponentem automatyki, jego serwisu czy diagnostyki. Ostatnimi czasy coraz częściej słyszymy o Przemyśle 4.0 Fabrykach 4.0 oraz predykcyjnym podejściu do szeroko rozumianego Utrzymania Ruchu. W tej produkcji Dawid Wróblewski stara się wytłumaczyć na przykładzie przemiennika częstotliwości FR-E800 od Mitsubshi Electric na czym takie predykcyjne utrzymanie ruchu polega i jakie funkcje zaimplementowane w FR-E800 mogą nam w tym pomóc.
Predykcyjne utrzymanie ruchu opiera się na analizie danych, które w sposób ciągły są zbierane – monitorujemy pracę i kondycję maszyny by w wiarygodny sposób ocenić ich bieżący stan. Odpowiednie algorytmy na bazie zmierzonych danych określają stan życia danego komponentu maszyny i na tej bazie przewidują trend prawdopodobieństwa awarii lub określają pozostały czas życia.
Można powiedzieć, że obecnie w znakomitej większości wyróżniamy 4 różne podejścia do Utrzymania Ruchu maszyn i urządzeń:
Reaktywne – reagujemy na usterkę.
Prewencyjne, gdzie mamy określone okresy eksploatacyjne i mierzone, np. liczbą godzin czy ilością przepracowanych cykli.
Podejście bazujące na conditio monitoring czyli cyklicznym lub ciągłym pomiarze parametrów świadczących o zużyciu komponentu, jak temperatura czy tarcie.
Podejście predykcyjne bazujące na ciągłym pomiarze parametrów – podobnie jak w condition monitoring, lecz dodatkowo algorytm na bazie danych historycznych określa nam trend mówiący o pozostałym czasie życia.
Dawid na konkretnych przykładach opisuje jak może wyglądać takie predykcyjne czy prewencyjne utrzymanie ruchu obcując z przemiennikiem FR-E800 od Mitsubishi Electric, gdyż falownik uposażony jest w wiele funkcji diagnostycznych i predykcyjnych, takich jak:
- Dokładny pomiar pojemności kondensatorów DC i estymacja czasu życia.
- Pośredni pomiar pojemności kondensatorów DC i estymacja czasu życia.
- Pomiar i estymacja czasu życia modułów mocy.
- Pomiar i estymacja czasu życia przekaźnika wyjściowego.
- Kontrola prędkości wentylatorów chłodzących i estymacja czasu życia.
- Kontrola postępującej korozji elektroniki oraz estymacja czasu życia
- Pomiar i estymacja czasu życia układu wstępnego ładowania układu DC falownika.
Dodatkowo Dawid omawia również funkcje dodatkowe, jak: Load Characteristics, Trace czy Maintenance Timer, które stanowią uzupełnienie do wcześniej omawianych funkcji diagnostycznych. Funkcja Trace jest niezwykle pomocna podczas diagnostyki przemiennika lub poszukiwaniu przyczyny usterki czy nieprawidłowego działania urządzenia. Polega na tym, iż przemiennik może buforować w swojej pamięci wybrane przez nas przebiegi. W momencie wystąpienia błędu – zapamięta je i wiedzieć będziemy jak wyglądały przebiegi kluczowych zmiennych, dosłownie chwilę przed samoczynnym wyłączeniem się urządzenia, związanym z usterką czy awarią.
Funkcja LoadCharacteristics pozwala na ustawienie w pamięci przemiennika dowolny wręcz profil krzywej obciążenia oraz określenie dwóch progów przekroczenia danego profilu krzywej:
- Próg dolny alarmu, gdzie po przekroczeniu tego poziomu falownik reaguje alarmem i może również zasygnalizować to wyjściem;
- Próg dolny błędu, gdzie po przekroczeniu tego poziomu falownik reaguje zgodnie z ustawioną akcją błędu;
- Analogiczne dwa progi górne – alarmowe oraz skutkujące wystąpieniem błędu.
Predykcyjne utrzymanie ruchu to jakościowa zmiana dla każdego przedsiębiorstwa, która przynieść może wiele wymiernych korzyści i benefitów. Jak pokazałem wcześniej – przemienniki FR-E800 dostosowane są do pracy z takim systemem i pozwalają na zbieranie wielu danych diagnostycznych. Co jest kwintesencją przemysłu 4.0 i inteligentnej fabryki z punktu widzenia utrzymania ruchu. FR-E800 jako inteligentne urządzenie idealnie wpisuje się w nowoczesne trendy w tym obszarze
Ludzi w naszej branży można podzielić na dwie grupy: jedni słysząc o Przemyśle 4.0, IoT, smart factory czy inteligentnych urządzeniach są zafascynowani możliwościami jakie przynosi nam wdrożenie tych koncepcji w życie. Drudzy, z lekko szydzącym uśmiechem pod nosem uważają wszystkie te koncepcje za „przemysłowe dyrdymały XXI wieku”. Szczególnie do tej drugiej grupy kierujemy treści, które razem z portalem iAutomatyka oraz DWIMotion przygotowujemy. Bo czy nie piękna jest koncepcja, w której siedząc w sobotni wieczór przy grillu ze znajomymi nie musimy drżeć o to, czy nie zadzwoni kierownik utrzymania ruchu z prośbą o pilny przyjazd z powodu nagłej awarii spowodowanej błędem CPU falownika? To jedna z usterek, która typowo spowodowana jest postępowaniem korozji na płytkach elektroniki wewnątrz urządzeń. I nie mówimy tutaj tylko o samym falowniku – taka sama awaria spowodowana niekorzystnym środowiskiem pracy dotknąć może sterownik, panel czy inne urządzenia elektroniczne. Ale to FR-E800 może być w tym przypadku strażnikiem stanu urządzeń pracujących czy to w oczyszczalni czy to w zakładzie produkcyjnym.
To piękna wizja – system automatyki, który sam z wyprzedzeniem informuje dział utrzymania ruchu o tym, że żywotność urządzenia dobiega już końca lub że doszło do nagłego, szybkiego zużycia ze względu na abnormalne środowisko pracy. Jest to wizja, którą Mitsubishi Electric z powodzeniem wdraża w życie od kilkunastu lat. I warto wspomnieć również o tym, że rozwiązania z zakresu „predictive maitenance” oferowaliśmy swoim klientom już w napędach 20 lat temu, czyli znacznie wcześniej niż powstała koncepcja Przemysłu 4.0. I znacznie wcześniej, niż ktokolwiek inny wymyślił, że falownik czy inny komponent automatyki może być na tyle inteligentny, by na bazie ciągłego monitoringu diagnozować sam siebie i informować z wyprzedzeniem, że zbliża się awaria. Dlatego w oczach naszych klientów jesteśmy liderem technologicznym na szerokim i niezwykle konkurencyjnym rynku napędowym.
Dzięki rozwiązaniom, które na co dzień wdrażamy w naszych produktach ta piękna wizja jest również osiągalna – pozwalając zakładom przemysłowym na redukcję nieplanowanych przestojów i kosztownych strat które z nich wynikają. A nam automatykom zapewni coś co wielu z nas ceni najbardziej – święty spokój.
Wojciech Bracha – Product Manager Mitsubishi Electric Europe
