A gépek állapotának felügyelete: hőmérséklet-érzékelők, amelyek korán észlelik a meghibásodásokat

Az üzem padlózatán minden gép már elmondja, milyen érzés. A múlt hónapnál néhány fokkal melegebb csapágy, a környezeti hőmérsékletnél gyorsabban emelkedő hajtómű olajteknő, terhelés alatt felmelegedő motortekercs: ezek csendes jelzések, és általában jóval a meghibásodás előtt megjelennek. A gépek állapotának felügyelete egyszerűen az a gyakorlat, hogy szándékosan figyeljük ezeket a jeleket, ahelyett, hogy arra várnánk, hogy a hiba bejelentse magát.

Mert a saját műhelyünk épít hőmérséklet érzékelők és a vezérlőműszerekkel, sok időt töltünk azzal, hogy a lánc első rétegére gondolunk. Íme, hogyan illeszkedik a hőmérséklet egy modern felügyeleti programba, hova tartoznak az érzékelők, és hogyan lehet az adatokat elég megbízhatóan tartani ahhoz, hogy cselekedni lehessen.

Mit takar valójában a gépek állapotfelügyelete

Az állapotfigyelés az a folyamat, amely során adatokat gyűjtenek és elemeznek a berendezésekről, miközben azok normálisan működnek, annak érdekében, hogy megítéljék az állapotát. Semmit nem szerelnek le, semmit nem állítanak meg. A méréseket folyamatosan vagy időközönként végzik, összehasonlítják az ismert jó állapottal, és eldöntik, hogy szükség van-e beavatkozásra.

Segít elválasztani a stratégiát az azt támogató érzékelő rétegtől:

• Javító karbantartás: működtesse, amíg valami elromlik, majd javítsa meg.
• Megelőző karbantartás: szerviz naptári vagy üzemórai ütemezés szerint, függetlenül attól, hogy a gépnek szüksége van rá, vagy sem.
• Állapot alapú karbantartás: csak akkor járjon el, ha a mért érték átlép egy meghatározott küszöböt.
• Prediktív karbantartás: trendezze az adatokat, és előre jelezze, hogy mikor éri el ezt a küszöböt.

Az állapotfigyelés az érzékelő és elemző réteg mindezek alatt. Nem helyettesíti a karbantartási stratégiát; ez ad az embernek valami tényszerűt, amire ki lehet állni.

Miért gyakran a hőmérséklet az első beszerelt érzékelő?

A legtöbb mechanikai probléma hőként jelentkezik. A csapágykopás növeli a súrlódást. Az eltolódás megterheli a tengely egyik végét. A kenőanyag lebomlik, és nem szállítja a terhet. Az elektromos szigetelés romlik és az ellenállás megnövekszik. A folyamatberendezés túlterhelődik vagy elszennyeződik. Mindegyik esetben az energia valahol hővé alakul, és ez a hő mérhető a ház kívülről.

A hőmérsékletérzékelés szintén a legegyszerűbb utólagos felszerelési technika. Felületszondát, mágneses érzékelőt vagy menetes RTD-t fel lehet szerelni egy meglévő gépre anélkül, hogy újraterveznénk, és egyetlen mérési pont olcsóbb egy teljes rezgéscsatornához képest. Ez az alacsony belépési költség az oka annak, hogy a hőmérséklet-felügyelet általában ott kezdődik, ahol az első állapotfigyelő program elindul.

Ez önmagában nem teljes kép. A kialakuló csapágyhiba gyakran látható a vibrációs adatokban, mielőtt hőmérséklet-emelkedésként jelentkezne, mivel a hőnek időre van szüksége a felépítéshez. Együtt használva a vibráció és a hőmérséklet jól fedi egymás holtterét.

A fő állapotfigyelési technikák összehasonlítása

Egyetlen technika sem ragad meg mindent. A legtöbb sikeres program kettőt vagy hármat kombinál, amelyeket az eszköznek és a számára fontos hibamódoknak megfelelően választanak ki.

Hőmérséklet-figyelés a gyakorlatban

Ahol a hőmérséklet-érzékelők kiérdemlik a helyüket

Azokat a pontokat érdemes műszerezni, ahol először jelentkezik a hő, vagy ahol súlyos a túlmelegedés következménye:

• Motortekercsek és zárópajzsok, ahol a szigetelés élettartama minden további fokozattal gyorsan csökken.
• Csapágyházak szivattyúkon, ventilátorokon, fúvókon és szállítószalagokon.
• Sebességváltó olajteknői, ahol az olaj hőmérséklete követi a terhelést és a kenési állapotot.
• Kompresszor nyomóvezetékek és kipufogócsonkok.
• Kemencezónák, kemencék, hőkezelő kamrák és alumínium feldolgozó sorok.
• Csővezetékek és tartályok feldolgozása a vegyipari, petrolkémiai és élelmiszer-gyártásban.
• Vezérlőszekrények és transzformátor helyiségek, ahol a lassú emelkedés gyakran megelőzi a hibát.

Választás az RTD és a hőelem között

Ez az a két érzékelőcsalád, amelyet minden nap építünk, és a választás általában a hőmérséklet-tartományon, a pontossági elvárásokon és a környezet zordságán múlik.

Körülbelül 400 C alatt, ahol egy megfigyelési pontnak évekig megbízhatónak kell maradnia, általában a platina ellenállás-érzékelő a jobb megoldás. Az A 316 osztályú rozsdamentes RTD, mint például az általunk szállított PT100 motorok és szivattyúk, jól tartja a kalibrációt, és tiszta, lineáris jelet ad, amely könnyen trendezhető.

WZPK sorozatú Pt100 A osztályú RTD hőmérő szonda Alacsonyabb hőmérsékletű, 400°C alatti ipari pontokhoz ez az SS316 Pt100 A osztályú szonda támogatja a stabil, lineáris monitorozást -200 és 450°C között. Termék megtekintése →

E tartomány felett a hőelemek veszik át az irányítást. Robusztusak, olcsók és tolerálják a vibrációt és az ismétlődő hőciklust, ezért dominálnak a kemence-, kemencés- és kipufogó-alkalmazásokban. 1200 C-os ipari kemenceponthoz praktikus kiindulópont egy K típusú szonda, rozsdamentes acél köpennyel és megfelelő rögzítőkarimával.

Magas hőmérsékletű, rozsdamentes acél K típusú hőelem érzékelő Az RTD tartomány feletti kemence, kemence és kipufogópontok esetében ez a rozsdamentes acél K típusú szonda 1200°C-os hőelemes alkalmazásokra alkalmas. Termék megtekintése →

Két részlet fontosabb, mint az adatlap. Először illessze a rögzítést a felülethez: egy érzékelő, amely nem érintkezik szilárdan a csapágyházzal, a levegő hőmérsékletét fogja leolvasni, nem a fém hőmérsékletét. Másodszor, igazítsa a burkolat anyagát a környezethez, mert a korrózió több érzékelőt tönkretesz, mint a túlmelegedés.

A jel tisztességes megőrzése a gép és a megfigyelőrendszer között

Egy jó szenzor még mindig haszontalan adatokat tud produkálni. A hosszú kábelek felveszik az elektromos zajt a hajtásokból és a kontaktorokból. A nem megfelelő típusú hőelem hosszabbító vezeték minden csatlakozásnál saját hibát okoz. A rossz földelés hurkokat hoz létre, amelyek lassú oszcillációként jelennek meg a trendben, és a lassú oszcillációk pontosan úgy néznek ki, mint egy folyamatprobléma.

A szokásos válaszok egyértelműek: használjon megfelelő kompenzáló vagy hosszabbító vezetéket a hőelemekhez, tartsa távol a jelkábeleket a tápkábelektől, földelje le az árnyékolást az egyik végén, és alakítsa át a nyers jelet robusztus áramhurokká a gép közelében. Egy hőmérséklet-távadó végzi ezt az átalakítást, alacsony szintű hőelem- vagy RTD-jelet vesz fel, és stabil 4-20 mA-es kimenetet ad le, amely több száz métert képes eljutni a PLC-hez vagy a DCS-hez anélkül, hogy leromlana.

Teljes szigetelésű integrált kétvezetékes hőmérséklet-távadó Átalakítja az RTD vagy hőelem jeleit stabil 4–20 mA-es hurokká, 3,75 kV-os leválasztással és HART/PROFIBUS-PA opciókkal. Termék megtekintése →

A bemenet és a kimenet közötti teljes leválasztás megéri a felügyeleti berendezések kis többletköltségét, mert a földhurok problémáját teljesen megszünteti, nem pedig csökkenti.

Az elolvasástól a karbantartási döntésig

Az adatok akkor válnak hasznossá, ha valaki tudja, hogy néz ki a normális. Ez azt jelenti, hogy állandó működés közben, ismert terhelés mellett, ismert környezeti hőmérsékleten kell rögzíteni egy alapvonalat. Alapvonal nélkül a riasztási határérték csak találgatás.

Ha megvan az alapvonal, három dologra érdemes figyelni:

• Abszolút érték a gyártó vagy a folyamat határértékéhez képest.
• Eltérés az alapvonaltól ugyanarra a működési körülményre.
• A változás mértéke, ami gyakran többet számít, mint maga az érték, mivel a gyors emelkedés aktív problémára utal.

Innentől kezdve valódi jelentéssel bíró küszöbértékek állíthatók be: egy figyelmeztetési szint, amely ellenőrzést indít el, és egy kioldási szint, amely védi a gépet. Ez a második szint az, ahol a vezérlő műszerek lépnek be. A relével vagy analóg kimenettel rendelkező PID hőmérséklet-szabályozó közvetlenül a mérésre tud hatni, elzárhat egy szelepet, levághat egy fűtőelemet vagy riasztást jelezhet anélkül, hogy megvárná, amíg az ember észreveszi a képernyőt.

Gyakorlati sorozat az első programhoz

1. Készítsen egy berendezés-nyilvántartást, és rangsoroljon minden eszközt kritikusság szerint, így az erőfeszítés oda megy, ahol a hiba a leginkább fáj.
2. Rögzítse az alapértékeket normál, állandó működési feltételek mellett.
3. Határozza meg az egyes eszközöknél fontos meghibásodási módokat, és válassza ki azokat a technikákat, amelyek képesek észlelni őket.
4. Válassza ki az érzékelő hardvert a hatótávolság, a környezet, a felszerelés és a szükséges pontosság alapján, ne csak az ár alapján.
5. Szereljen be szilárd hőérintkezővel rendelkező érzékelőket, és dokumentálja pontosan, hol helyezkednek el.
6. Következetesen gyűjtse és trendezze az adatokat, lehetőség szerint azonos terhelés és környezeti feltételek mellett.
7. Határozza meg a figyelmeztetési és kioldási küszöbértékeket, és írja le, hogy az egyes küszöbértékeknek mit kell kiváltaniuk.
8. Időnként tekintse át az eredményeket, és finomítsa a küszöbértékeket, ahogy a valós tapasztalat gyűlik.

A sorrend számít. Azok az üzemek, amelyek érzékelőket vásárolnak a meghibásodási módok meghatározása előtt, általában olyan adatokkal végeznek, amelyeket senki sem használ.

Azok az iparágak, ahol a hőmérséklet-figyelésnek van súlya

Az állapotfigyelés értéke ott a legmagasabb, ahol a nem tervezett leállás költséges, vagy ahol a túlmelegedés biztonsági kockázatot jelent. A petrolkémiai és vegyipari üzemek figyelik a reaktorok és a vezetékek hőmérsékletét, mert a kimozdulások mind a termékminőséget, mind a folyamatbiztonságot befolyásolják. A földgázberendezések távoli, felügyelet nélküli helyeken figyelik a kompresszor és a fűtőelem hőmérsékletét. Az élelmiszeripari gépeknek mind minőségi, mind higiéniai okokból megismételhető hőmérsékletekre van szükségük, az analitikai műszerek pedig stabil belső hőmérséklettől függenek a pontos eredmények érdekében.

Megtekintheti oldalunkon azokat az ágazatokat, amelyeket rendszeresen szállítunk iparági alkalmazások oldalon , valamint az egyesnek megfelelő érzékelési elrendezéseket.

Az érzékelőréteg első beállítása

A gépek állapotfelügyeletét ritkán korlátozza szoftver. A kemény rész egy olyan mérés elkészítése, amelyben évekig megbízhat forró, vibráló, néha korrozív környezetben. Ehhez a megfelelő érzékelőelem kiválasztása, megfelelő felszerelése és a vezérlőrendszer felé vezető jel védelme szükséges.

Ha monitorozást tervez, vagy megbízhatatlannak bizonyult érzékelőket cserél, csapatunk szívesen megnézi Önnel a mérési pontokat, és praktikus megoldást javasol. Megteheti vegye fel velünk a kapcsolatot itt , és segítünk a hőelemek, RTD-k, távadók és vezérlők hozzáigazításához azokhoz a konkrét gépekhez, amelyeket nézni kell.