FIOT 365 - prediktivní údržba v jednom systému

Společnost FOXON na veletrhu AMPER 2016 představí konkrétní řešení pro realizaci požadavků Industry 4.0 v průmyslových podnicích. Pro začátek jsme se zaměřili na nejžádanější oblast současného průmyslu, kterou je Condition Monitoring.
FIOT 365 - prediktivní údržba v jednom systému

Výrobní podniky se postupně připravují na implementací Industry 4.0 tak, aby tento zajímavý přístup k moderní výrobě nezůstal jen v prezentacích na nástěnce. Přitom se stačí vrátit k selskému rozumu a dělat věci jednoduše, mít přehled o všech procesech a dokázat předvídat jejich vývoj. Základem je sběr dat na vybraných místech a jejich správné zpracování. Bohužel řada podniků svá výrobní data buď nesbírá, nebo je naopak získává příliš složitě. Mnoho údajů se dodnes opisuje ručně a často se setkáváme i se situací, kdy data lze spatřit na jediném počítači v uzamčené kanceláři. Management pak na poradách pracuje s výtisky nesrozumitelných tabulek, informace ve výrobě se předávají ve zkreslené formě a zoufalí pracovníci údržby střídají nekonečné preventivní obchůzky s opravami náhlých havárií strojů. A do toho se má zavádět Industry 4.0?

Mnoho zákazníků se ptá, kde začít?

Odpovědí FOXONu je Condition Monitoring. Jedním z pilířů Industry 4.0 je změna pohledu na výrobu a konkrétně na údržbu provozu. Monitorování stavu strojů vede k úsporám cestou prodloužení životnosti strojů, včasného odhalování poruch a jejich příčin, a tím k zamezení neplánovaných odstávek. Rok trvaly podrobné analýzy trhu, dostupných produktů a požadavků zákazníků – výsledkem je platforma FIOT 365. Jeden systém, ve kterém lze jednoduše a rychle měřit, archivovat, predikovat a vyhodnocovat. Aplikace, která roste a vyhovuje modernímu pojetí chytrých továren (SMART factory). Zní neuvěřitelně, že by mohl existovat jeden nástroj na vše, ale právě to se podařilo díky tisícům vývojářů a techniků, jejichž tým je zárukou neustálého rozšiřování technických možností platformy a implementace novinek.

Nasazením FIOT 365 se údržba z reaktivní a preventivní postupně mění na prediktivní (tj. permanentní sledování a následně údržba podle potřeby). Na základě měření důležitých veličin a jejich analýzou (např. hlídání zvýšení teplot, vibrací, poškozených datových paketů) lze vysledovat náznaky blížícího se problému a včas reagovat naplánováním údržby. (Obr. 1 )

Nejžádanější oblasti Condition Monitoringu jsou následující:

Měření vibrací

Vibrodiagnostika je v průmyslových provozech jednou z nejdůležitějších součástí prediktivní údržby. Průběžným sledováním stavu stroje (sběr dat z ložisek, trendy vibrací, dynamické rázy) lze zachytit změny signalizující blížící se poruchu. Novinkou loňského roku byly bezdrátové senzory vibrací, vhodné pro umístění na pohybující se části strojů, u kterých je problematické využívat kabelové propojení. Naměřené údaje jsou centralizovány do jednoho software, který sleduje případné překročení nastavených mezí a kontaktuje obsluhu či servisní oddělení.

Spotřeba energie

Kontrola spotřeby elektrické energie vede k úsporám ve všech oblastech, nejen v průmyslu. Měření spotřeby a možnost porovnání vývoje pro zvolené časové horizonty (spotřeba denní, týdenní, měsíční, roční, …) napomáhá lépe odhadnout současné i budoucí náklady na provoz. Kromě toho zvýšená spotřeba může sama o sobě naznačovat problém ve stroji, jehož rozvoji lze tímto měřením předejít. V nabídce FOXONu jsou přímé i nepřímé klešťové měřáky spotřeby el.energie, jejichž instalace zabere jen pár minut.

Diagnostika sítí Profibus / ProfiNet

Příčiny poruch průmyslových sítí bývají obtížně dohledatelné, a proto jejich odstranění bývá zdlouhavé a nákladné. Všechny chyby v zapojení mohou způsobit pozvolné snižování kvality signálu až k nečekaným výpadkům celé sítě. Důležité proto je i hlídání zdánlivě fungujících sítí a včasná identifikace problému. Společnost FOXON nabízí testery pro permanentní analýzu sítí PB/PN, které hlídají kvalitu signálu a vznikající chyby v kabeláži. FOXON jako první firma poskytuje permanentní hlídání optických ProfiNet kabelů POF (Plastic optical fiber), které lze provést pomocí existujících prvků (např. switche SCALANCE), tj. bez nutnosti odstavení linky, odstřižení kabelů a doplnění dalšího HW. Naměřené hodnoty rezervy a délky optického kabelu vypovídají o možnostech fungování provozu linky.

COMbricks moduly (fy Procentec) jsou určeny pro dlouhodobé nepřetržité hlídání sítě Profibus. Dovolují permanentní monitoring a diagnostiku přes webový prohlížeč. K okamžité diagnostice např. při servisním zásahu je vhodný Procentec Profibus tester a analyzátor ProfiTrace 2. Stačí jej připojit přes USB kabel k počítači a ihned lze měřit signály A-B, analyzovat jednotlivé zprávy, graficky sledovat živé napětí na všech stanicích sítě najednou, zobrazit topologii sítě včetně vzdáleností, simulovat stanici Master a na závěr vygenerovat detailní zprávu s výsledky.

Měření teplot

Teplota okolního prostředí má vliv na spotřebu energie, na životnost a spolehlivost průmyslových technologií, hygienu práce i na celkovou bezpečnost. Proto je potřeba sledovat teploty ve výrobních halách a skladovacích prostorech, v serverovnách i uvnitř elektrických rozváděčů. Podle výsledků měření lze nastavit automatické ovládání ventilace nebo varovné hlášení o problému funkce klimatizace. Navíc každé zvýšení teploty u strojů a zařízení může znamenat blížící se poruchu a nutný servisní zásah.

Měření tlaků

Průmyslové podniky, které využívají hydraulické nebo pneumatické mechanismy a pohony, se setkávají s problémy způsobenými netěsnostmi vedení nebo s kolísáním dodávek stlačeného média. Měření tlaku je pro ně životně důležité. Dalšími oblastmi pro sledování tlaku jsou potrubní rozvody, čerpací technika, větrání, klimatizace apod. Bezdrátové tlakové senzory mohou fungovat bud přímo připojené na odbočku, nebo lze využít bezdrátové senzory, které měří analogový výstup (4 – 20mA, 0-10V) z jiného zařízení (např. z již existujícího tlakového senzoru). Naměřené údaje jsou v další fázi převedeny zpět na hodnoty tlaku.

Řízení osvětlení

Senzory detekce světla lze využít při řízení osvětlení např. průmyslových halách, a tím dosáhnout úspor odstraněním zbytečné spotřeby elektrické energie při automatické detekci dostatečné světelné úrovně. Výhodami jsou instalace bez změn dosavadní kabeláže, bezdrátový přenos i na vzdálenost stovky metrů a mobilní ovládání (rozsvítit / zhasnout zvolenou oblast).

FIOT 365 sdružuje do jediného balíčku produkty pro všechny úrovně SMART aplikací:

  • bezdrátové senzory pro měření veličin (nízká spotřeba, různé velikosti podle napájecích baterií, průmyslová verze s robustním provedením, silnější baterií a krytím IP66)
  • brány pro sběr a koncentraci dat (komunikace přes USB, WiFi Ethernet, Modbus, 2G, 3G, LTE)
  • software pro zpracování a archivaci dat – existují dvě varianty:
    - nízkonákladové řešení pro menší množství dat na cloudu - iMonnit Portal, popř. lokální řešení v rámci podniku - iMonnit Express / Enterprise (fy Monnit),
    - řešení pro velké požadavky na cloudu nebo lokálním úložišti - platforma ThingWorx (fy PTC), což je kompletní vertikální vývojová platforma, skládající se z jednotlivých komponent, určená pro rapidní vývoj kompletních IoT řešení.

Hlavními vlastnostmi platformy FIOT 365 jsou:

  • široká základna pro sběr dat (analogová, digitální, bezdrátové, PLC, atd.)
  • konektivita různých zařízení a protokolů na všech úrovních (shop floor = senzory, top floor = ERP systémy)
  • integrace nejrůznějších rozhraní (RFID, OPC, MQTT, ZigBee, BlueTooth, QR, RestApi, LTE, 3G, atd.)
  • analytické nástroje pro predikci poruch (machine learning system)
  • přehledná vizualizace a výstupy (názorné a intuitivní, pomocí barevných semaforů, grafů)
  • databáze a prostor pro platnou uživatelskou dokumentaci
  • umístění dat v internetovém úložišti (Cloud - dostupné z celého světa) nebo lokálním úložišti (dostupné pouze v rámci podniku)
  • zpracování velkého množství dat (Big Data) - sběr dat z desetitisíců zařízení, současně obsluha statisíců požadavků a tisíců uživatelů
  • škálovatelnost a jednoduchá správa (umožňuje další růst)
  • online dostupnost dat po celý rok
  • platba formou ročního pronájmu poskytnutých služeb (zajišťuje servis od dodavatele, aktualizace SW, atd.)

FIOT 365 poskytuje okamžitě aktuální živá data, která jsou potřebná pro rozhodování při havarijních stavech, k prezentacím na porady, dostupná z celého světa. Odstraňuje nedostatky, jako je nejednotnost, nesrozumitelnost a neaktuálnost podání dat. (Obr. 2)

Disponuje názorným a intuitivním prostředím dostupným jako webová aplikace – dashboardem, ve kterém uživatel může zobrazit i ovládat:

  • náhled na provozní halu nebo stroj s rozmístěním sledovaných senzorů a zařízení
  • aktuální stav zařízení
  • data v přehledných grafech
  • stoupající či klesající trendy
  • stavy baterií senzorů
  • pop-up okna do jiných webových aplikací již existujících systémů (např. Combricks – stav Profibus sítě)
  • uživatelské dokumentace a návody, videa

(Obr. 3)

Novinkou v zapojení moderních technologií do údržby je využití rozšířené reality (augmented reality). V praxi to znamená, že na tabletu / chytrém telefonu spustíte speciální aplikaci podobnou fotoaparátu, namíříte jej např. na rozváděč a na displeji vidíte obrázek rozváděče s digitálními čísly – např. aktuální údaje o odběru elektřiny, trend spotřeby apod.

Společnost FOXON představí na veletrhu AMPER všechny zmíněné možnosti pro Condition Monitoring. Návštěvníci budou mít možnost vyzkoušet si nová řešení a poradit se o jejich zapojení do existujících provozů.

Aktuální informace k připravované výstavě budou dále zveřejnovány v e-mailovém zpravodaji a pro prvních 300 zájemců z řad nových i stávajících odběratelů zpravodaje jsou připraveny pozvánky s unikátním kódem - elektronickou vstupenkou na AMPER 2016. Přihlásit se pro zasílání zpravodaje můžete na www.foxon.cz.

Zveme Vás na stánek č. 3.01 v hale V na brněnském výstavišti od 15. do 18. 3. 2016 a těšíme se na Vaši návštěvu. Chceme být Vaší první volbou i poslední šancí. ( Obr. 4 a 5 )

 

     

FOXON s.r.o.
Česká 615/25
463 12 Liberec 25 - Vesec
Tel.: +420 484 845 566
foxon@foxon.cz
www.foxon.cz