Visitors hit counter, stats, email report, location on a map, SEO for Joomla, Wordpress, Drupal, Magento and Prestashop

Svet mehatronike

»Strojelom« in »vibracijski« senzorji

logo

Termina »strojelom« ne najdemo v Slovarju slovenskega knjižnega jezika, kljub temu pa se žal prevečkrat pojavi v pogovorih, vezanih na proizvodne procese. Je izraz, ki ga pogosto srečujemo v družbi besed: okvara, zastoj, defekt, havarija in še kakšne podobne besede. Večinoma bi želeli vedeti, če že, kdaj bo do neljubega dogodka prišlo.

Ppodjetju FBS elektronik d. o. o. z namenom dviga obvladovanja tveganj, povezanih z izpadi zaradi okvar proizvodnih naprav, predstavljamo novost iz svojega programa zastopstev: vibracijske senzorje proizvajalca Micro Detectors. Z uporabo vibracijskih senzorjev lahko spremljamo karakteristike vibracij proizvodnih naprav in po potrebi pravočasno opravimo pregled ter potrebna opravila preventivnega vzdrževanja. Vzdrževanje stroja lahko na tak način načrtujemo v času, ko je ta v predvidenem mirovanju. Tako znižamo strošek vzdrževanja in preprečimo neželene prihodnje okvare ter z njimi povezano škodo.

Vibracijski senzorji serije VBR so elektronski senzorji za nadzor in spremljanje vibracij na strojih in napravah, ki imajo v svoji zasnovi praviloma gibljive dele. Zaznavanje odstopanj od normalnega obratovanja je, kadar to izvajamo na podlagi nadzora vibracij, najučinkovitejše v primeru opreme s konstantnimi ali ponavljajočimi se delovnimi pogoji.

Da nazorno pojasnimo, lahko uporabo senzorja vibracij primerjamo z uporabo termometra za merjenje telesne temperature potencialnega bolnika. Zvišanje temperature kaže na okužbo oziroma potencialno bolezensko stanje, ki ga želimo čimprej zaznati in pozdraviti.

Na enak način lahko s spremljanjem vibracij proizvodnih naprav pravočasno zaznamo povečan obseg vibracij zaradi obrabe opreme ali drugih neželenih vplivov in s posegi preventivnega vzdrževanja pravočasno preprečimo potencialne okvare z večjim obsegom negativnih posledic.

Vibracije se na napravi lahko pojavijo zaradi različnih vzrokov. Lahko so vibracije iz okolja ali pa se pojavljajo zaradi konstrukcije, sestave oziroma principa obratovanja stroja. Vibracije, ki se prenašajo iz okolja, npr. vožnja težkih tovornjakov mimo naprav, lahko sčasoma povzročijo odpovedi na teh napravah. Možne nenormalne vibracije na napravi se lahko pojavijo zaradi obrabe sestavnih elementov, kot so ležaji, zobniki, zaradi ohlapnosti sestavnih delov, neravnovesja vrtljivih mas, ekscentričnosti vrtilnih osi, lahko pa tudi zaradi nepravilno vgrajenih mehanizmov ali pritrdilnih elementov. Posledično se na stroju generirajo povečane nepredvidene centrifugalne sile, povečajo se trenje ali nanosi umazanije na posameznih sestavnih delih. Zaradi povečanega trenja se lahko pojavi prekomeren dvig temperature sestavnih elementov, kar lahko povzroči spremembo dimenzij elementov zaradi temperaturnih raztezkov. Ta odstopanja lahko vodijo v poškodbe ležajev, gredi in drugih premičnih delov, kar pa ob odpovedi teh delov lahko povzroči poleg neposredne škode na okvarjeni napravi tudi posredno škodo v povezanem proizvodnem procesu. Tako lahko ob odpovedi naprav, kot sta npr. motor ali črpalka, pride posledično tudi do škode zaradi odpovedi njunega delovanja.

Pripomočki in sistemi za analizo vibracij lahko pomagajo prepoznavati številne resne težave v zgodnji fazi. To vzdrževalnemu osebju omogoča preventivno ukrepanje in preprečitev potencialnih okvar z minimalnimi stroški, saj lahko resnejše okvare prepreči s pravočasno zamenjavo obrabljenih sestavnih delov.

Uporaba senzorjev serije VBR je preprost in stroškovno nezahteven način spremljanja vibracij strojev in naprav. Senzorji za delovanje ne potrebujejo uporabe visokozahtevnih programskih orodij ali specializiranih in dragih izobraževanj operaterjev.

Pri zasnovi vibracijskih senzorjev je uporabljena MEMS tehnologija (»Mikro Elektro Mehanski Sistem«), ki temelji na merjenju pospeška v treh oseh (x, y, z), s čimer senzor zaznava mikro premike stroja. Zbrane informacije so posredovane v proces monitoringa, kjer so pospeški prikazani kot vibracije. S senzorji, ki uporabljajo MEMS tehnologijo, lahko nadomestimo večje in dražje naprave ter zajamemo zadostno količino podatkov, da iz njih lahko izluščimo želene informacije. Vgrajen silikonski čip je zmožen delovati kot senzor tlaka, pospeška ali kot žiroskop. Zaznava informacije iz okolja in mehanske vplive pretvori v električne impulze. V ustrezni izvedbi senzorjev lahko s tovrstno tehnologijo spremljamo tudi zvočne vibracije, tlak in magnetni pretok.

Senzorje VBR lahko programiramo in tako opazujemo učinke vibracij v različnih merilnih območjih, in sicer: ± 2 g, ± 4 g, ± 8 g, ± 16 g. Frekvenčno območje delovanja je do 400 Hz.

Vse nastavitve senzorja programiramo preko vhoda RS485. Program za programiranje senzorjev je na voljo na spletnih straneh podjetja Micro Detectors in si ga lahko uporabnik brezplačno prenese.

Senzor uporablja RS485 komunikacijo, ki dovoljuje simultan nadzor pospeška v treh oseh (vsak kanal ima 16-bitno resolucijo). Zaradi RS485 je senzorje mogoče uporabiti tudi v aplikacijah, povezanih v IoT, priključite pa jih lahko na različne PLC-je.

Na voljo je tudi analogni izhod z 12-bitno resolucijo, za katerega moramo izbrati kanal, ki ga želimo spremljati. Med programiranjem lahko izbiramo med napetostnima izhodoma 0-5 V ali 0-10 V ali med tokovnimi izhodi 4-20 mA, 0-20 mA ali 0-24 mA.

Preko USB vmesnika lahko senzor priključimo tudi na osebni računalnik.

Program, ki ga zagotavlja Micro Detectors, je namenjen lažjemu učenju in programiranju senzorja. Ta program za delovanje in uporabo senzorja ni nujno potreben. Za delovanje senzorja lahko uporabite večino programov, ki za komunikacijo uporabljajo RS485 vmesnik. Senzor je opremljen z lastnim naborom ukazov, ki jih lahko programirate (sintaksa je opisana v priloženem uporabniškem priročniku).

Zakaj bi uporabili vibracijske senzorje?
Zmanjšanje produktivnosti zaradi občasnih nepričakovanih zaustavitev strojev, slabša kakovost izdelkov, povečanje hrupa in s tem slabšanje delovnega okolja so signali, da se v proizvodnem procesu dogaja nekaj nenadzorovanega. Nepričakovani zastoji zaradi okvar so eden najbolj neželenih in visokih stroškov v proizvodnih procesih.

Z vibracijskim senzorjem lahko v večini primerov dovolj zgodaj zaznamo spremembe v delovanju naprav, da se nanje pravočasno odzovemo. S tem preprečimo neželene okvare in izpade ter tako povečamo produktivnost in zmanjšamo porabo energije.

Identifikacija obrabljenih ali okvarjenih delov predstavlja element procesa prediktivnega vzdrževanja. Služba vzdrževanja lahko na tak način ustrezne dele za zamenjavo pridobi in zamenja že prej in ne v trenutku njihove odpovedi. Tako je omogočeno tudi optimiziranje zaloge rezervnih delov.

Zaustavitve in popravila so lahko načrtovani. Posledično se popravilo izvede z minimalnimi stroški, vezanimi tako na nabavo materiala kot na stroške ustavitve stroja.

Zaradi vibracij v normalnih mejah so proizvodne količine in kakovost v predvidenih okvirih. Podaljša se življenjska doba strojev in izboljšajo delovni pogoji.

Ker senzorji VBR ne zahtevajo uporabe posebnih, dragih programov in so uporabniku prijazni, so tudi s stroškovnega vidika dobra naložba.

Za več podatkov in prikaz delovanja pokličite v podjetje FBS elektronik d.o.o.

Informacije: Alojz Vipavc

www.fbselektronik.com

Več o članku si preberite v PDF reviji!