ABB Ability™ Smart Sensor

ABB Ability™ Smart Sensor je nové riešenie ABB na monitorovanie stavu motorov. Sprístupňuje prediktívnu údržbu pre takmer všetky nízkonapäťové motory. Riešenie monitoruje a analyzuje prevádzkové údaje motora a umožňuje tak prevádzkovateľom poznať aktuálny stav a optimalizovať jeho údržbu.
ABB Ability™ Smart Sensor

Zákazníci, ktorých zaujíma, v akom stave sú ich zariadenia, či motory pracujú spoľahlivo alebo sa už blíži čas ich nevyhnutnej opravy, alebo aký bude jej rozsah, používajú v praxi niekoľko metód. Od vizuálnych a sluchových obhliadok, pochôdzkových meraní v daných časových intervaloch až po kontinuálne snímanie dát prostredníctvom priamo inštalovaných snímačov v elektromotoroch.

Až doteraz bolo pri väčšine nízkonapäťových motorov využívanie trvalo inštalovaných zariadení na monitorovanie finančne veľmi nákladné. Aj to je dôvod, prečo sa tieto zariadenia používajú spravidla pri kritických motoroch, ktorých odstavenie by spôsobilo neželané výpadky výroby. Nové riešenie od ABB však ponúka jednoduché zariadenie, ktoré pri návratnosti nižšej ako jeden rok, umožňuje monitorovať stav prakticky všetkých nízkonapäťových motorov.

Smart senzor predstavuje jednoduchú metódu snímania a prenosu meraných veličín nízkonapäťových elektromotorov. Vybrané typy nízkonapäťových motorov ABB sa dajú týmito inteligentnými senzormi vybaviť už vo výrobe. K dispozícii sú aj súpravy, pomocou ktorých možno snímače pripevňovať na už inštalované motory. Senzory sú kompatibilné s väčšinou nízkonapäťových motorov, nových i starých, od ABB aj iných výrobcov.

Montáž a aktivácia

Základom riešenia je kompaktný snímač, ktorý sa dá ľahko pripevniť k rámu nízkonapäťového motora. Montáž a konfigurácia senzorov trvá len niekoľko minút. Medzi chladiace rebrá sa prilepí špeciálnym lepidlom klin, na ktorý je pripevnená montážna platňa a na ňu samotné teleso senzora. Veľkou výhodou je, že nie sú potrebné žiadne káble. Senzor sa najprv aktivuje pomocou aplikácie Smart Sensor zosnímaním QR kódu uvedeného na senzore. Následne sa zadávajú štítkové údaje motora a typy použitých valivých ložísk. S cieľom ľahkej identifikácie používateľom je samozrejmosťou zadať názov motora v prevádzke a tiež priradiť poznámku. Podľa potreby sa dajú vytvoriť skupiny motorov.

Monitorovanie kľúčových parametrov

Senzor monitoruje signály z motora v pravidelných intervaloch a meria kľúčové parametre. Údaje sa prenášajú pomocou zabudovanej, energeticky úspornej technológie Bluetooth® do smartfónu alebo do webovej brány ABB (gateway) a potom na zabezpečený cloudový server. Na dátovú komunikáciu sa využívajú šifrovacie protokoly v priemyselnom štandarde. Všetky údaje uložené na cloude sú teda zašifrované.

Zber údajov je veľmi presný a vykonáva sa v pravidelných intervaloch, ktoré sú oveľa častejšie ako v prípade konvenčných metód (pri pravidelných prehliadkach vo výrobných závodoch). Server vykoná pomocou pokročilých algoritmov využívajúcich rozsiahle know-how spoločnosti ABB analýzu údajov a spracuje ich do informácií, ktoré následne odošle späť do smartfónu používateľa alebo na určený webový portál. Údaje sa sledujú v čase a umožňujú tak analýzu trendov.

Intuitívne rozhranie

Len čo si používatelia stiahnu aplikáciu ABB Ability™ Smart Sensor, môžu si prostredníctvom smartfónu kedykoľvek skontrolovať stav svojich motorov. Súčasťou intuitívneho rozhrania je jednoduchý displej využívajúci princíp dopravných svetiel. Pomocou nich zariadenie poskytuje rýchly prehľad o stave monitorovaných motorov. Používatelia tiež dostanú jasné odporúčania, ako optimalizovať údržbu a znižovať náklady.

ČERVENÁ – kritický stav, vysoká pravdepodobnosť poruchy v krátkom čase; treba konať čo najskôr.

ŽLTÁ – možno pokračovať v prevádzke, ale motor treba starostlivo sledovať a pri najbližšej príležitosti vykonať servis.

ZELENÁ – motor je v poriadku – možno pokračovať v jeho prevádzke.

Používateľ tiež môže detailnejšie preskúmať, aké sú dôvody žltého alebo červeného signálu, napr. že údaje o stave ložísk presahujú prednastavené limity. V aplikácii má používateľ možnosť vidieť aktuálne snímané hodnoty. Monitorovanými parametrami sú povrchová teplota, stav ložísk a celková teplota. Vibrácie sa snímajú a vyhodnocujú vo všetkých smeroch – radiál, tangenciál a axiál. Sledovať trendy sa dá cez webovú stránku smartsensor.abb.com. Tu sa dajú nastaviť limity teploty aj vibrácií. Senzor zaznamenáva tiež počet štartov a prevádzkové hodiny elektromotora.

Funkčnosť a kompatibilita

Senzory sú dostupné v rámci retrofitových súprav pre už inštalované motory (neskôr sa budú osadzovať vo výrobe na motory NEMA vyrobené spoločnosťou BALDOR, jednotkou ABB v USA). V ďalšej fáze budú senzory súčasťou vybraných motorov IEC s označením M3BP.

Senzory sú kompatibilné so štandardnými liatinovými rebrovo chladenými indukčnými motormi vo veľkosti rámov 140 – 449 (NEMA) a 160 – 450 (IEC) so systémom pripojenia DOL (Direct-on-Line) a pracujú v nepretržitej prevádzke (S1). Aktuálne prebieha aj proces certifikácie do prostredia EX.

Senzor je vybavený batériami so životnosťou až päť rokov. Dodáva sa v krytí IP66, čo umožňuje aj vonkajšie inštalácie. Pracovná teplota senzora je od –40 do +85 °C. V prípade potreby možno meniť interval snímania dát od 1 do 60 min.

Kompatibilita sa bude rozširovať aj na ďalšie typy motorov, cyklické zaťaženie v prevádzke DOL a na motory s frekvenčnými meničmi. Rozsah monitorovaných parametrov sa postupne rozšíri, tak aby v konečnej fáze dosiahol stav uvedený v tabuľke (viď Fotogaléria na konci článku). Na automatizovanú dátovú komunikáciu medzi senzorom a internetom sa pridáva brána (gateway), čím sa eliminuje nutnosť periodického použitia smartfónu na zber údajov.

Toto unikátne riešenie prináša vďaka sledovaniu aktuálneho stavu možnosť plánovať údržbu v predstihu, čo znižuje prestoje, spotrebu energie a predlžuje životnosť motora. Vzhľadom na to, že riešenie je schopné produkovať veľké množstvo údajov o stave veľkého množstva motorov, otvára tým cestu aj k optimalizácii prevádzky a spotreby energie na úrovni celého závodu.

Martin Žabka
ABB, s.r.o.