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艾默生過程管理可靠性解決方案運(yùn)營經(jīng)理 周曉明

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中難免出現(xiàn)故障，提前做好設(shè)備的監(jiān)測工作，及早發(fā)現(xiàn)問題，不僅可以減少因意外停機(jī)而帶來的損耗，還可以提高工作效率、減少安全事故及維修成本。艾默生作為流程工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，一直致力于機(jī)械設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測解決方案的研發(fā)和推廣，希望可以幫助用戶提前發(fā)現(xiàn)故障，減少意外停機(jī)，提高安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)用戶需求提供健康監(jiān)測

礦山本身就是一個(gè)危險(xiǎn)的環(huán)境，人每天和大型移動(dòng)式機(jī)械打交道，形成了一種具有持續(xù)風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境，再加上這些設(shè)備如果意外停工，會(huì)對(duì)人員安全和生產(chǎn)目標(biāo)構(gòu)成實(shí)際威脅。礦山機(jī)械通常所需球磨機(jī)、皮帶輸送機(jī)、電鏟和液壓鏟，及礦用電動(dòng)輪車的重載電機(jī)和復(fù)雜齒輪箱使電鏟始終處于故障風(fēng)險(xiǎn)之中。另外，礦山機(jī)械是直接用于礦物開采和富選等作業(yè)的機(jī)械，由于其工作震動(dòng)幅度大，大部分的器件在長期使用后，都會(huì)出現(xiàn)位置松動(dòng)的情況，所以定期對(duì)機(jī)械設(shè)備檢修就變得十分必要。

正如艾默生過程管理可靠性解決方案運(yùn)營經(jīng)理周曉明所言，拆墻這樣常見的操作都可能導(dǎo)致齒輪箱中的齒輪損壞，從而導(dǎo)致停工，從成本角度而言，隨時(shí)提供備件不夠經(jīng)濟(jì)，而且，如果起重或行走電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，將需要替換一臺(tái)起重機(jī)，這樣至少耗費(fèi)一個(gè)輪班的時(shí)間。

周曉明提到，在保障部件正常工作以及礦山機(jī)械快速維修技術(shù)方面所投入的時(shí)間、精力和金錢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于停機(jī)所造成的損失。他舉例說：“用戶有時(shí)為了完成某項(xiàng)必要的維修工作，工作人員不得不快速行動(dòng)，而這不僅會(huì)讓他們置身于潛在危險(xiǎn)中，還會(huì)帶來一系列后續(xù)問題。即使順利完成維修，并未發(fā)生事故，但快速讓礦山機(jī)械恢復(fù)運(yùn)行的過程可能會(huì)增加錯(cuò)誤幾率，并帶來新的問題。若搖擺驅(qū)動(dòng)裝置未正確安裝，或者起重電機(jī)未準(zhǔn)確對(duì)中，可能不久之后，用戶又要面對(duì)一次新的意外停機(jī)。”

基于礦山機(jī)械的特殊性，艾默生過程管理部有針對(duì)性地制定了礦山機(jī)械的在線監(jiān)測方案，為礦山用戶提供預(yù)測性監(jiān)測維修服務(wù)。

礦山機(jī)械在線監(jiān)測方案

據(jù)周曉明介紹，艾默生礦山機(jī)械在線監(jiān)測方案充分考慮了礦山機(jī)械本身的動(dòng)態(tài)移動(dòng)、振動(dòng)傳感器的放置、電纜的長度、機(jī)柜的重量及安放位置等。同時(shí)方案還采用PeakVue?技術(shù)獨(dú)特的處理方式，能識(shí)別出監(jiān)控過程中不斷增加的應(yīng)力波，PeakVue?技術(shù)即使在極低轉(zhuǎn)速下也可檢測到傳統(tǒng)監(jiān)測方法中可能被忽略的異常。

相比標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)分析技術(shù)，這種方式能盡早識(shí)別機(jī)械設(shè)備中的故障變化，尤其是滾動(dòng)軸承和齒輪箱的問題。

他補(bǔ)充道：“艾默生所提供的機(jī)械設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測解決方案將會(huì)是一套獨(dú)立的系統(tǒng)，可以獨(dú)立工作，也可以接入到外部的控制系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)中，不會(huì)對(duì)信息安全造成任何影響。”

成功案例分享

CSI 6500振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)在礦山電鏟上的應(yīng)用

1　背景介紹

電鏟是露天礦山最重要的設(shè)備之一，當(dāng)它們需要更換零件時(shí)，交付周期很漫長。如果未能及早發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)的故障可能導(dǎo)致意外停機(jī)。出于這些原因，許多先進(jìn)的礦山大約十年前就開始利用便攜式振動(dòng)儀表來監(jiān)測電鏟。這些礦山每月、每兩個(gè)月或每季度安排一次停工，以對(duì)電鏟進(jìn)行測試。這種方法要求礦山為電鏟計(jì)劃半個(gè)班次的停工時(shí)間，并派技術(shù)人員攜帶便攜式振動(dòng)監(jiān)測器采集數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)時(shí)，技術(shù)人員需要在移動(dòng)的電鏟上工作。除了測試電鏟的停工時(shí)間外，還需要額外花時(shí)間分析和解讀這些數(shù)據(jù)。

早在90年代初，久益環(huán)球就利用CSI振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)作為其為P&H電鏟提供的服務(wù)中的一部分。即使久益環(huán)球的服務(wù)模式發(fā)生了變化和發(fā)展，該公司仍然沿用CSI振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)。

2　應(yīng)用情況

2006 年，北美的一處銅礦提出請(qǐng)求，由于電鏟在礦區(qū)的工作方式非常獨(dú)特，因此在該應(yīng)用中利用 CSI 6500 技術(shù)非常困難，必須考慮機(jī)器的動(dòng)態(tài)移動(dòng)、振動(dòng)傳感器的放置、電纜的長度、機(jī)柜的重量及安放位置等。

“在設(shè)備上應(yīng)用振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)可能會(huì)節(jié)約成本。但是，為了確定這種技術(shù)的最佳安裝點(diǎn)并使我們能夠利用它進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，久益環(huán)球和艾默生都需要付出巨大努力。為了確保最終獲得合適的行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品，需要久益環(huán)球在電鏟方面的專長以及艾默生關(guān)于振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)的知識(shí)。”久益環(huán)球的露天礦山技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理Matt Koss說。

礦山希望盡可能縮短停工時(shí)間，但是它們也需要知道新技術(shù)不會(huì)干擾生產(chǎn)。“重要的是每位客戶都能夠根據(jù)自己的具體需要定制該技術(shù)。這就是艾默生的解決方案所能提供的。”艾默生機(jī)械設(shè)備狀態(tài)管理業(yè)務(wù)副總裁Nathan Pettus說。

首選方法是在電鏟出廠前就安裝CSI 6500。但是有些用戶希望將CSI 6500安裝在已經(jīng)投入使用的現(xiàn)有電鏟中。艾默生和久益環(huán)球持續(xù)地開展密切合作，以提高在售后應(yīng)用中現(xiàn)場安裝產(chǎn)品的能力。最近，工作重點(diǎn)放在增加預(yù)先安裝好的軟硬件模塊，以盡可能縮短現(xiàn)場安裝時(shí)間，減少對(duì)客戶的影響。

久益環(huán)球的智能服務(wù)中心模型加快了解決方案的采用速度，該中心融合了遠(yuǎn)程—健康監(jiān)測功能作為其服務(wù)套餐的組成部分。

安裝技術(shù)功能組件后，即可開始代表客戶使用遠(yuǎn)程監(jiān)測功能。

遠(yuǎn)程健康監(jiān)測與任何電動(dòng)鋼纜鏟客戶息息相關(guān)，黃金、油砂、煤炭覆蓋層、銅礦和鐵礦都希望避免停工產(chǎn)生的成本。迄今為止，黃金、銅礦石和鐵礦石開采客戶一直是該技術(shù)的推動(dòng)者和首要用戶。但是，市場一直在發(fā)展壯大，受到了各種露天礦場的關(guān)注。

3　效益分析

過去，每月進(jìn)行數(shù)據(jù)采集是大部分礦山能夠做到的極限。有時(shí)需要反復(fù)地進(jìn)行測試以確保數(shù)據(jù)采集的正確性，采集后還需另外安排時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。如今，用戶可在每輪班多次獲得準(zhǔn)確的相關(guān)數(shù)據(jù)。久益環(huán)球智能服務(wù)中心和用戶可訪問他們所需要的數(shù)據(jù)，以便及時(shí)做出關(guān)于電鏟狀態(tài)、運(yùn)行情況和零件更換需要等方面的決策。在電鏟上安裝 CSI 6500 振動(dòng)監(jiān)測裝置后，無需再安排相關(guān)人員在移動(dòng)的電鏟上采集數(shù)據(jù)。此外，該解決方案還可減少礦山計(jì)劃停工的次數(shù)，這可能意味著每小時(shí)高達(dá) 50,000 美元的生產(chǎn)收益。

振動(dòng)信息將會(huì)推動(dòng)預(yù)測性維護(hù)策略和庫存計(jì)劃流程的發(fā)展，確保礦山現(xiàn)場備有正確的零件以應(yīng)對(duì)計(jì)劃停工。通過充分利用遠(yuǎn)程振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，久益環(huán)球可以更好地預(yù)測特定組件的壽命，減少意外停機(jī)。

艾默生將持續(xù)發(fā)展遠(yuǎn)程運(yùn)行狀況監(jiān)測服務(wù)，以幫助客戶實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。

摘自《自動(dòng)化博覽》2015年11月刊