Advantechin tuotteet osana suunniteltua kunnossapitoa
Optimaalisesti toimivassa tehdasympäristössä sen resurssit toimivat halutulla tavalla koko elinkaaren ajan. Suunnitellun toiminta-ajan saavuttamiseksi laitteille on tehtävä kunnossapitoa, joka voi olla ennakoivaa tai häiriökorjausta. Ennalta suunnittelemattomia korjaustoimenpiteitä pitäisi välttää, sillä yleensä se tarkoittaa tuotannon alasajoa laitevian vuoksi ja välillisinä haittoina ovat mm. tuotannon menetys, laadun heikkeneminen ja korkeammat kunnossapitokustannukset. Kunnossapitoon käytetään alasta riippuen 15-60% tuotteen valmistuskuluista, joten yrityksen kannattavuuden ja asiakastyytyväisyyden varmistamiseksi mahdollisimman suuri osa vioista tulisi pystyä ennustamaan ja ehkäisemään.
Ehkäisevä kunnossapito voi perustua suunniteltuihin tai mitattuihin toimenpiteisiin. Ennakoiva kunnossapito tarkoittaa jaksollisesti tehtäviä toimenpiteitä, kuten rasvauksia ym. huoltoja. Nykyteknologian mahdollistaman kunnonvalvonnan tarkoituksena on mitata prosessia ja havaita normaalista poikkeavan toiminnan aiheuttamat viat etukäteen sekä poistaa tarpeettomia huoltotoimenpiteitä. Täysin ennakoimattomaan kunnossapitofilosofiaan verrattuna ehkäisevä kunnossapito vähentää kuluja jopa kolminkertaisesti.
Kunnonvalvonnassa voidaan mitata esimerkiksi seuraavia suureita
- Tärinä
- Lämpötila
- Sähkövirta
- Ääni
- Prosessisuureet (esim. lämpötila, paine, virtaus)
– joista merkittävin hyöty on mahdollista saavuttaa tärinän seurannalla. Usein kriittisten tuotantolaitteiden moottorin laakereiden tai sen rasvauksen heikentyessä kitkavoimat kasvavat ja värähtelytaajuus muuttuu. Epänormaali toiminta altistaa puolestaan laitteen rikkoutumiselle tai epätaloudelliselle käytölle nostaen käyttökustannuksia. Alla näkyvässä yksinkertaistetussa värähtelykuvaajassa nähdään värähtelytaajuuden kasvaminen huhtikuussa ja sen kiihtyminen vian edetessä.
Esimerkkitapaus: Paperitehtaan tärinäseurannan automatisointi
Paperinvalmistus on monimutkainen prosessi, jota ylläpitää valtavat tuotantokoneet. Tuotantolinjan nopeasti liikkuvien kuljetinhihnojen käytössä tarvitaan suuri määrä moottoreita, ja yhdenkin moottorin vika voi johtaa seisokkiin ja tuotantokapasiteetin menetykseen.
Perinteisesti paperitehtailla on käytetty käsikäyttöisiä laitteita moottoreiden tilan seurantaan ja tehty säännöllisiä tarkastuksia sen varmistamiseksi, että kaikki toimii kuten pitääkin. Käsin tehtävät tarkastukset ovat kuitenkin aikaa vieviä ja vaarallisia, ja ongelmien diagnosointi on usein haastavaa. Paperitehtaalla tarvittiin reaaliaikainen seurantajärjestelmä, jolla voitaisiin seurata moottoreiden kuntoa jatkuvasti vähentäen pitkässä juoksussa työvoimakustannuksia ja henkilökuntaan kohdistuvia riskejä.
Järjestelmän kuvaus
Advantechin laitteilla toteutetussa järjestelmässä moottoreiden laakeripesiin kiinnitettiin WISE-2410-tärinäanturit, jotka välittivät pyörimisnopeudet ja kiihtyvyysarvot langattoman LoRaWAN-verkon kautta WISE-6610-yhdyskäytävään ja asiakkaan SCADA-järjestelmään. Operaattorit voivat seurata reaaliaikaisesti kaikkia tietoja, säätää raja-arvot eri toimenpiteille sekä analysoida tilastoja moottoreiden normaalista toiminnasta. Tärinäanturilla voidaan myös kerätä tietoa laitteen toiminta-ajasta.
WISE-2410-tärinäanturissa on sisäänrakennettu ARM Cortex-M4 -prosessori, kiihtyvyysanturi (3-akselinen) ja lämpötila-anturi, jonka avulla voidaan kerätä dataa myös laitteen lämpenemisestä – esimerkiksi kasvaneen kitkan vuoksi. Se toimii langattomasti LoRaWAN-verkossa ja kykenee itsessään tietojenkäsittelyyn. WISE-2410 tukee laajaa lämpötila-aluetta (-20…85 °C) sekä on IP66-sertifioitu (vesi-& pölytiivis kotelointi). Tärinäsensorista on olemassa myös ATEX2-sertifioitu malli.
Yhtenä vaihtoehtona gatewayksi on Advantechin WISE-6610, jossa on lukuisia teollisuusympäristöön soveltuvia liitäntävaihtoehtoja.