Draadloze technologie zorgt voor een revolutie in conditiebewaking

Conditiebewakingstechnologie wordt al vele jaren door de industrie gebruikt om onderhoud en productie te optimaliseren door ongeplande uitvaltijd te vermijden en de algehele productiviteit te verhogen. De belangrijkste gebruikte parameter is trillingen, vanwege de directe relevantie ervan voor de toestand van roterende machines en de diagnostische waarde ervan.

Instrumenten die worden gebruikt voor het verzamelen van gegevens zijn over het algemeen draagbare gegevensverzamelaars voor handmatige/walk-around-programma's of permanent geïnstalleerde online systemen die automatisch gegevens verzamelen en opslaan. Het gebruik van de laatste is goed ingeburgerd, vooral in machines die cruciaal zijn voor de productie. Er blijven echter een aantal belemmeringen voor bredere acceptatie, waaronder:

hoge installatiekosten, vooral in explosiegevaarlijke omgevingen;
onvoldoende rechtvaardiging voor een permanent systeem op bepaalde balance-of-plant machines; en,
machines verplaatsen/verplaatsen waar vaste bekabeling niet mogelijk is.

Voordelen van draadloze technologie
SKF heeft draadloze technologie gebruikt om deze barrières te overwinnen en toepassingen mogelijk te maken die in het verleden onpraktisch waren, zoals tijdelijke installaties voor probleemoplossing en bewaking op afstand.

Draadloze technologie elimineert de noodzaak van vaste bedrading voor communicatie en vermindert ook de lengte van de sensorkabel aanzienlijk. Voordelen zijn onder meer lagere installatiekosten, mobiliteit/draagbaarheid, ongebonden bediening, gemak en betrouwbaarheid.

Uitdagingen voor draadloze trillingsbewaking
Trillingsbewaking stelt unieke eisen aan draadloze apparaten, netwerken en bijbehorende componenten. Er is een hoge bandbreedte nodig vanwege de relatief grote hoeveelheden data die over de draadloze verbinding moeten worden verzonden. Daarnaast zijn een goed dynamisch bereik, een laag geluidsniveau en hogere verwerkingscapaciteiten, en de mogelijkheid om gegevens op het juiste moment vast te leggen ook belangrijke vereisten. Apparaten op batterijen die nodig zijn om aan boord van stroom te voorzien, moeten voldoen aan de eisen van de klant voor een lange levensduur. De apparaten en sensoren, evenals de draadloze netwerkcomponenten, moeten ook omgaan met omstandigheden die vaak voorkomen in de industriële omgeving, zoals blootstelling aan water, hoge temperaturen, elektrische interferentie, classificaties van gevaarlijke gebieden, obstakels, fysieke locatie en afstand. Draadloze beveiliging is een must.

Huidige staat van draadloze technologie
Er zijn een aantal draadloze technologieën beschikbaar. Op dit moment is 802.11 b/g het meest geschikt voor conditiebewakingstoepassingen (vaak wifi genoemd). Dit is dezelfde technologie die wordt gebruikt voor laptops en draadloze kantoor-LAN's. Het wordt ook steeds vaker gebruikt in industriële toepassingen voor bewaking en bepaalde specifieke automatiseringsfuncties. Het is in staat om te voldoen aan de technische behoeften van conditiebewaking (bijv. hoge bandbreedte) en biedt, als infrastructuurkeuze, verschillende voordelen op het gebied van netwerkbeveiliging, standaardimplementatie die goed wordt begrepen door IT-afdelingen, multifunctioneel gebruik en kosteneffectiviteit. Het stroomverbruik is matig en bij typische conditiebewakingsimplementaties kunnen batterijen één tot twee jaar meegaan.

SKF-oplossing
Het SKF Wireless Monitoring System is autonoom en werkt op batterijen en maakt gebruik van Wi-Fi-technologie. Het kan vier trillingskanalen en vier procesingangen (4-20 mA) plus één toerentelleringang bewaken. Het draadloze systeem is meestal geprogrammeerd om te ontwaken en metingen te doen op basis van een vast tijdsinterval, of het kan op verzoek extern worden geactiveerd door een programmeerbare logische controller of PLC. Het systeem maakt gebruik van standaard versnellingsmeters, ook die met een temperatuuruitgang. Het voert zowel standaard trillingsmetingen als SKF acceleratie-enveloping uit en slaat dynamische gegevens (FFT en/of tijd) op voor diagnostiek. Gegevens van alleen het draadloze systeem worden opgeslagen en geanalyseerd in SKF @ptitude-software, samen met gegevens van andere draagbare of online bewakingsapparatuur van SKF.

Casestudy:Catastrofale lagerstoringen voorkomen
Het draadloze SKF-systeem was uitstekend geschikt voor een papierfabriekklant die het gebruikte om een catastrofale lagerstoring te voorkomen. Op basis van eerdere ervaringen werden de kosten van soortgelijke storingen geschat op enkele honderdduizenden dollars. Tijdens routinecontroles met behulp van draagbare analysatoren ontdekte de klant schade die begon op de binnenste ringleiding van een drievoudig ringlager in het persgedeelte van de papiermachine. Een geplande stop zou over een paar weken plaatsvinden, maar het was onzeker of de peiling tot die tijd zou kunnen standhouden. Er is een draadloos bewakingssysteem geïnstalleerd (Figuur 2) om 24-uurs bewaking te bieden en de gegevens weer te geven aan machinebedieners. De belangrijkste voordelen van het draadloze systeem waren het gemak en de snelheid van installatie en geautomatiseerde gegevensverzameling en weergave.

Dankzij het gegevensdisplay konden operators elk uur de verslechtering van het lager volgen. De resulterende gegevens (Figuur 3) toonden aan dat de lagerconditie ernstig was, wat leidde tot de beslissing om niet te wachten op de geplande stop, maar in plaats daarvan de rol zo snel mogelijk te vervangen. Daaropvolgend onderzoek bevestigde dat het lager zo ernstig beschadigd was dat het niet zou hebben geduurd tot de geplande stop (Figuur 4). Zo werd niet alleen langdurige stilstand voorkomen, maar werd ook ernstige schade aan de rolmantel en hydraulische balk voorkomen.

Casestudy:innovatieve oplossing voor een uniek probleem
In een groot distributiecentrum voor de detailhandel is een van de belangrijkste uitrustingsstukken een stapelkraan. Deze machine, in wezen een robotkraan die op rupsbanden loopt, verwerkt automatisch de inventaris in en uit opslaglocaties met hoge capaciteit en hoog rendement. Een van de problemen waarmee de klant werd geconfronteerd, was de verslechtering van de sporen van de stapelkraan (Figuur 5), zoals blijkt uit harde geluiden die soms tijdens bedrijf te horen waren. Omdat het hele samenstel op de sporen bewoog, waardoor vaste bekabeling onmogelijk was, werd het SKF draadloze monitoringsysteem geïnstalleerd om specifieke locaties op het spoor te identificeren die waren versleten. Om dit te doen, werd het systeem opgezet om trillingsgegevens te verzamelen terwijl de kraan over de lengte van de baan reed. De resulterende pieken in het tijdsignaal (Figuur 6) waren gecorreleerd met de positie van de kraan op het spoor om punten van zorg te lokaliseren.

Als resultaat van de tests werden versleten secties gerepareerd in plaats van het alternatief - totale vervanging van de sporen. Vervolgtesten bevestigden dat de reparaties succesvol waren.

Conclusie
WiFi/802.11 b/g is een praktische oplossing vanuit zowel technisch als kostenoogpunt, en het gebruik ervan zal naar verwachting snel toenemen. Draadloze technologie is een belangrijke factor in conditiebewakingssystemen en overwint belemmeringen voor implementatie, zoals kosten, bruikbaarheid en mobiliteit. SKF zal voorop blijven lopen op het gebied van draadloze bewakingstechnologieën die innovatief en betrouwbaar zijn en waarvan klanten profiteren in nieuwe en traditionele toepassingen.

Draadloze mogelijkheden uitgebreid voor gebruik in explosiegevaarlijke omgevingen

SKF Multilog WMx, een compact, acht-kanaals, in het veld gemonteerd bewakingsapparaat, verzamelt met gemak, veiligheid en nauwkeurigheid gegevens over versnelling, snelheid, temperatuur en lagerconditie op gevaarlijke locaties.

Dit nieuwste model is gecertificeerd volgens ATEX 2/IEC Zone 2, waardoor het kan worden gebruikt in de meeste gebieden in de koolwaterstofverwerkende industrie waar niet-gecertificeerde systemen niet zijn toegestaan. Het apparaat, dat kan worden gevoed door batterijen, is compatibel met standaard gecertificeerde sensoren voor explosiegevaarlijke omgevingen. Bovendien ondersteunt de Multilog WMx WEP-, WPA- of WPA2-codering voor een betere beveiliging.

Uitstekend voor semi-kritieke/balance-of-plant machines in explosiegevaarlijke gebieden, probleemoplossing en bewaking op afstand, de WMx kan een kosteneffectieve keuze zijn, door de implementatietijd te versnellen en de noodzaak voor dure bekabeling te verminderen.

Door gebruik te maken van de draadloze technologie waarmee laptopgebruikers op internet kunnen surfen, heeft SKF een krachtig nieuw hulpmiddel ontwikkeld voor gebruik in conditiebewakingssystemen. Met bewakingssystemen met Wi-Fi-functionaliteit heeft SKF de barrières voor een breder gebruik van conditiebewaking helpen wegnemen door een systeem te creëren dat praktisch, kosteneffectief en zeer mobiel is.