礦泉水灌裝機(jī)的實(shí)時(shí)振動(dòng)診斷
為了避免機(jī)器意外停機(jī)，Hassia Mineralquellen 對(duì)礦泉水灌裝機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)診斷。
在試驗(yàn)階段就收回了投資成本:通過(guò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和驅(qū)動(dòng)裝置可能的故障，從而防止意外停機(jī)。
高性能傳動(dòng)系統(tǒng)將瓶子運(yùn)送數(shù)百米通過(guò)各個(gè)工作站。
從沖洗機(jī)、灌裝機(jī)、封蓋機(jī)，貼標(biāo)簽到包裝和發(fā)貨。當(dāng)瓶子從一條傳送帶輸送到另一條傳送帶時(shí)，以及瓶子接觸導(dǎo)軌和相互接觸時(shí)，這些應(yīng)力點(diǎn)(通過(guò)數(shù)百個(gè)瓶子)加起來(lái)會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生強(qiáng)烈的不規(guī)則振動(dòng)。因此，必須監(jiān)控齒輪和電機(jī)上的軸承，及時(shí)預(yù)測(cè)磨損極限，以便進(jìn)行維護(hù)。
人工檢測(cè)聲音
常見(jiàn)的檢測(cè)振動(dòng)狀態(tài)的方法是使用聽(tīng)診器人工的對(duì)身影進(jìn)行聽(tīng)覺(jué)檢測(cè)。
Hassia 集團(tuán)是德國(guó)最大的礦泉水供應(yīng)商之一， 通過(guò)旗下多家子公司和多個(gè)品牌提供高性?xún)r(jià)比的礦泉水和非酒精飲料，年產(chǎn)量約為 7.65 億升。 僅僅在位于 Hesse 的 Bad Vilbel 工廠中，就有 6 個(gè)灌裝站同時(shí)三班運(yùn)行。
對(duì)于運(yùn)行期間您出于安全原因無(wú)法接近的地方，傳感器可以進(jìn)行振動(dòng)診斷。
“ 在飲料行業(yè)， 我們可能是第一家使用易福門(mén)振動(dòng)診斷系統(tǒng)的裝瓶廠?！?/p>
Hassia Mineralquellen 的維護(hù)經(jīng)理 Gerhard Simon 說(shuō)道 :“過(guò)去我們一直進(jìn)行手動(dòng)監(jiān)測(cè)。一位工作人員被安排到機(jī)器邊上來(lái)監(jiān)聽(tīng)電機(jī)的聲音。但是，這是相當(dāng)主觀的感覺(jué)。監(jiān)聽(tīng)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)或齒輪的三個(gè)工作人員的感覺(jué)是完全不同的。這種手動(dòng)監(jiān)聽(tīng)有一個(gè)決定性的缺點(diǎn):多次監(jiān)聽(tīng)時(shí)，永遠(yuǎn)不會(huì)獲得相同的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器旋轉(zhuǎn)時(shí)，我必須監(jiān)聽(tīng)機(jī)器，例如灌裝機(jī) / 沖洗機(jī)區(qū)域，由于防止微生物影響衛(wèi)生等原因，我無(wú)法在灌裝過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，你無(wú)法在灌裝過(guò)程中進(jìn)入該潔凈區(qū)域。這意味著你只能在周末沒(méi)有灌裝的時(shí)候進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。但是，空載運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)特性是不同的。然后還有一些區(qū)域，例如貼標(biāo)機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)行時(shí)電機(jī)與齒輪的間距非常近，你無(wú)法在它們運(yùn)行時(shí)接近?！?/p>
電子振動(dòng)診斷
迫切需要另一種機(jī)器診斷的解決方案。自動(dòng)化和傳感器專(zhuān)家易福門(mén)提供了名為“efector 800”的振動(dòng)診斷系統(tǒng)。雙方很快確定了會(huì)議安排。
Gerhard Simon 表示 :“我們決定在我們的一個(gè)可回收 PET 裝瓶廠中使用電子振動(dòng)診斷進(jìn)行首次測(cè)試。Spiragrip、清潔機(jī)、去標(biāo)簽機(jī)，開(kāi)瓶機(jī)和灌裝沖洗機(jī)等機(jī)器區(qū)域都裝有傳感器?！?/p>
傳感器可以及時(shí)檢測(cè)到電機(jī)和齒輪箱達(dá)到磨損極限。
該系統(tǒng)由 VSA001 型振動(dòng)傳感器和 VSE100 型評(píng)估單元組成。這些圓柱傳感器通過(guò)螺紋孔安裝在電機(jī)或齒輪箱上。它們可以持續(xù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)非旋轉(zhuǎn)機(jī)器表面的振動(dòng)。
這些傳感器采用電容測(cè)量原理，并且由于其特殊的微機(jī)電 (MEMS) 設(shè)計(jì)，不會(huì)出現(xiàn)飽和狀態(tài)和摩擦噪音。集成的自檢功能提供了額外保護(hù)。
VSE 型評(píng)估單元可監(jiān)測(cè) 4 個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)(安裝了 VSA 型振動(dòng)傳感器)的最多 24 個(gè)對(duì)象。
振動(dòng)特性可以顯示在控制室的PC電腦上;此外操作人員還可以設(shè)置限值(黃線(xiàn)和紅線(xiàn)分別用于預(yù)報(bào)警和主報(bào)警)。
通過(guò)開(kāi)關(guān)輸出以及指示燈提供預(yù)報(bào)警和主報(bào)警，Hassia 采用指示燈報(bào)警的方式。例如，評(píng)估單元通過(guò)以太網(wǎng) TCP/IP 與機(jī)器控制器或過(guò)程控制級(jí)進(jìn)行通信。
Gerhard Simon 表示 :“ 這里我有個(gè)操作控制系統(tǒng)，我可以用它來(lái)自定義限值，例如可以說(shuō)‘這是我不希望超過(guò)的限值，到這里我必須進(jìn)行干預(yù)并進(jìn)行一些機(jī)械改進(jìn)，例如進(jìn)行潤(rùn)滑或更換組件’， 而在此之前是完全不可能的?！?/p>
通過(guò)關(guān)鍵性測(cè)試
在安裝后不久，振動(dòng)診斷就在重大挑戰(zhàn)中成功完成了任務(wù)。
“短短幾周后，我們就獲得了首次成功驗(yàn)證，當(dāng)時(shí)振動(dòng)診斷基于機(jī)械干擾值檢測(cè)到了即將發(fā)生的工廠停機(jī)。我們及時(shí)進(jìn)行了維修，從而防止了設(shè)備故障。黃色指示燈表示預(yù)報(bào)警。然后在周末對(duì)機(jī)器進(jìn)行了徹底檢查，發(fā)現(xiàn)一個(gè)將瓶子從沖洗機(jī)傳送到灌裝機(jī)的輸送星形輪上的軸承公差變大，同時(shí)一根驅(qū)動(dòng)沖洗機(jī)和封蓋機(jī)的軸偏心，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)。我們可以維修這些干擾源，從而防止生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生意外停機(jī)，并避免在三班運(yùn)行中造成嚴(yán)重后果并導(dǎo)致巨大的成本?！盙erhard Simon 說(shuō)道。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的振動(dòng)傳感器甚至可以檢測(cè)到極弱的振動(dòng)。
VSE100型評(píng)估單元可以評(píng)估最多四個(gè)振動(dòng)傳感器的信號(hào)。
全面保護(hù)
除了通過(guò)指示燈本地顯示振動(dòng)狀態(tài)外，評(píng)估單元還可以通過(guò)以太網(wǎng) TCP/IP 與控制臺(tái)聯(lián)網(wǎng)。
Hassia 計(jì)劃對(duì)工廠進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)展。
維護(hù)經(jīng)理 Simon 表示 :“目前，只有一條生產(chǎn)線(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到工作站。我們將繼續(xù)擴(kuò)建該網(wǎng)絡(luò)。其他三條生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)在由操作人員監(jiān)控，他們負(fù)責(zé)將指示燈顯示的黃色預(yù)報(bào)警或紅色主報(bào)警通知維護(hù)人員。然后我們可以及時(shí)反應(yīng)。系統(tǒng)正在逐漸擴(kuò)建。我們的目標(biāo)是維護(hù)人員可以持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。迄今為止，我們已經(jīng)在試驗(yàn)工廠中監(jiān)控了四臺(tái)機(jī)器。
未來(lái)我們希望通過(guò)振動(dòng)診斷監(jiān)控整個(gè)工廠，并記錄在何種損壞情況下更換那些部件，以便在必要時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化工廠。我們還希望記錄成本，以證明診斷系統(tǒng)的投資已獲得回報(bào)。對(duì)于該系統(tǒng)我還有許多想法:在這類(lèi)工廠中，我們有許多應(yīng)監(jiān)控的泵，并且還可以監(jiān)控很多子系統(tǒng)和輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以便能夠在停機(jī)發(fā)生前的及時(shí)干預(yù)?！?/p>
Gerhard Simon，位于Bad Vilbel的Hassia Mineralquellen公司的維護(hù)經(jīng)理。
榮耀的先鋒
在食品行業(yè)中普遍使用的年度 IFS(國(guó)際食品標(biāo)準(zhǔn))審核中，特別指出了通過(guò)實(shí)時(shí)振動(dòng)診斷來(lái)確保過(guò)程可靠性的決定。
Gerhard Simon:“在飲料行業(yè)，我們可能是第一家使用易福門(mén)振動(dòng)診斷系統(tǒng)的灌裝廠。最終報(bào)告特別提到，在開(kāi)始維護(hù)檢測(cè)設(shè)備中的這類(lèi)系統(tǒng)時(shí)，邏輯上他們會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響。 因?yàn)槿绻@些設(shè)備停機(jī)，則整個(gè)設(shè)備都必須清空。為了避免維修過(guò)程中傳送帶上清潔瓶中產(chǎn)生細(xì)菌，或者潔凈室內(nèi)產(chǎn)生細(xì)菌，這個(gè)清空過(guò)程是必要的。這意味著僅僅30分鐘的維修就可能導(dǎo)致2小時(shí)的停機(jī)。這將產(chǎn)生不必要的成本。”
現(xiàn)場(chǎng)可視化狀態(tài)監(jiān)控:用于“預(yù)報(bào)警”和“主報(bào)警”的指示燈。
結(jié)論
機(jī)器零件的磨損是無(wú)法避免的。但是，實(shí)時(shí)振動(dòng)診斷可確保及時(shí)可靠地檢測(cè)到這些磨損?，F(xiàn)在可以對(duì)維護(hù)進(jìn)行計(jì)劃。只需很少的投資，就可以避免昂貴的工廠停機(jī)時(shí)間，從而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生積極影響。