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從零開始打造全新的系統(tǒng)可能會不時遇到各種問題，但也有一個明顯優(yōu)勢，那就是可以在早期的新結(jié)構(gòu)中考慮到所有要求。對維護而言同樣如此。任何規(guī)劃現(xiàn)代化生產(chǎn)工廠或物流中心的人都可以為機器和設(shè)備配備智能傳感器，以便隨后可以選擇性地查詢各個設(shè)備或區(qū)域的狀態(tài)數(shù)據(jù)。利用快速的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程檢查以及高效的維護規(guī)劃。

然而，如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常老舊該怎么辦？這個問題非常實際，技術(shù)人員會面臨各種各樣的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有工廠實施智能狀態(tài)監(jiān)測時，維護人員可能面臨以下障礙：如何成功實施改造而不影響現(xiàn)有過程？需要調(diào)整控制系統(tǒng)嗎？如何訪問難以訪問的系統(tǒng)的信息？

 QM42振動和溫度傳感器可直接安裝在電機上并將數(shù)據(jù)傳輸至無線模塊

電機監(jiān)測改造項目

這是定制的獨立解決方案發(fā)揮作用的地方，從基礎(chǔ)的本地監(jiān)測任務(wù)轉(zhuǎn)向無線通信和云傳輸。企業(yè)可在后期輕松加裝設(shè)備，通過獨立的系統(tǒng)來監(jiān)測機器參數(shù)。這樣，狀態(tài)數(shù)據(jù)可以在需要時傳輸至客戶的自動化系統(tǒng)，而現(xiàn)有架構(gòu)則相對于擴展的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)保持獨立運行。

使用這種方法的一種廣泛應(yīng)用是電機的監(jiān)測。電機用于驅(qū)動泵、壓縮機或排氣風(fēng)扇。它們通常進(jìn)行高噪音的不間斷任務(wù)，且安裝在難以維護的位置。通過員工定期檢查，無法可靠地排除即將發(fā)生的機器故障；現(xiàn)場檢查也非常困難。通過使用測量設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測不僅更加可靠，同時成本也更低。測量設(shè)備可以測量三個不同參數(shù)：振動、溫度和電流。

IP67傳感器監(jiān)測振動和溫度

電機有時會在發(fā)生實際故障之前數(shù)月就出現(xiàn)相應(yīng)的異常。軸調(diào)節(jié)錯誤、軸承粘連或固定件不平衡會導(dǎo)致振動頻率變化。為了檢測這些問題，維護工程師可以將QM42振動和溫度傳感器直接安裝在電機座上。該緊湊型傳感器防護等級高達(dá)IP67，可以使用磁鐵輕松緊固安裝。QM42基于微機電系統(tǒng)（MEMS），因此可以提供高精度的二維速度和加速度數(shù)據(jù)。QM42還可輸出溫度值，通過監(jiān)測-40℃~+105°C范圍內(nèi)的溫度，記錄電機是否過熱以及過熱位置，從而實現(xiàn)溫度趨勢的監(jiān)測。

電機的電流也非常實用。若軸承發(fā)生任何損壞，或潤滑不正確，則相應(yīng)的機械阻力會導(dǎo)致需要更多電流來達(dá)到所需的速度。可以使用電流互感器進(jìn)行監(jiān)測。

無線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸這些測量值可以按不同方式使用，并可通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。在某些廠房，可能只需要包含QM42VT2傳感器和圖爾克緊湊型TBEN-S2-2COM I/O模塊的分布式警報系統(tǒng)就能滿足要求。憑借AGREE編程環(huán)境帶來的內(nèi)置功能，該現(xiàn)場總線模塊可在必要時提供PLC功能，并將超出閾值的信息直接發(fā)送至信號燈。此外，TBEN模塊也可與HMI設(shè)備連接。

利用DX80無線系統(tǒng)進(jìn)行無線傳輸還可實現(xiàn)更高的靈活性。為此，將類似QM42VT1振動和溫度傳感器的設(shè)備與傳輸模塊（節(jié)點）串聯(lián)，由傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至接收器（網(wǎng)關(guān)）。為了同時確定電流消耗變化，用戶可使用提供額外變送器信號輸入的特殊DX80節(jié)點。必要時，無線節(jié)點可以是使用電池供電的，從而無需布置電源。這可顯著減少所需的接線工作，并且有助于將監(jiān)測系統(tǒng)精確布置在理想位置。

該方案可用于中央控制室等。可以將無線網(wǎng)關(guān)與圖爾克TX700 HMI連接，使用VisuPro軟件顯示多個機器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便提取日志文件或配置警報。數(shù)據(jù)傳輸無需在HMI終結(jié)，因為可以通過以太在該應(yīng)用示例的設(shè)計圖中，傳感器以無線方式或通過連接TX700 HMI發(fā)送溫度和振動數(shù)據(jù)，后者通過無線方式或電纜將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至PLC或云端網(wǎng)連接到達(dá)其他目的地：如在WebVisu顯示或發(fā)送自動電子郵件通知的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器，以及內(nèi)部自動化環(huán)境（PLC、HMI等）。

TX700 HMI/PLC上的數(shù)據(jù)可視化功能甚至可直接在現(xiàn)場將所有信息展示給用戶

 在該應(yīng)用示例的設(shè)計圖中，傳感器以無線方式或通過連接TX700 HMI發(fā)送溫度和振動數(shù)據(jù)，后者通過無線方式或電纜將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至PLC或云端

從云端到移動終端

狀態(tài)監(jiān)測不局限于工廠中的物理顯示設(shè)備和信號發(fā)射器。TCG20云網(wǎng)關(guān)還可取代HMI，進(jìn)一步處理DX80接收器模塊的數(shù)據(jù)。這使得機器參數(shù)可通過移動網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi發(fā)送至圖爾克云端，云端可以在無互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下托管或者作為內(nèi)部IT中心的私有云。TCG20還支持以完全相同的方式連接至其他云環(huán)境。信息可隨時在任何連接的終端設(shè)備（如智能手機或平板電腦）上調(diào)用，并與SMS或電子郵件通知關(guān)聯(lián)。因此，可以在云端門戶上利用單獨的可配置面板進(jìn)行維護。

結(jié)論

維護領(lǐng)域存在兩大常見問題：機器狀態(tài)值通常是未知的；機器狀態(tài)值無法在關(guān)鍵時刻發(fā)送至正確的接收方。圖爾克針對性地推出了狀態(tài)監(jiān)測解決方案，并針對這兩種情形提供了完整的工具盒，包括從適合機器環(huán)境使用的堅固傳感器到智能手機上的可視化產(chǎn)品。電機監(jiān)測應(yīng)用是一個典型案例：無需費力的調(diào)整工作，尤其適合在現(xiàn)有工廠使用。企業(yè)可以輕松進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測改造，并構(gòu)建相應(yīng)的獨立控制系統(tǒng)。

摘自《自動化博覽》2021年3月刊