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艾默生過程管理可靠性解決方案運營經(jīng)理 周曉明

機械設備在運行中難免出現(xiàn)故障，提前做好設備的監(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)自動化領域的領軍企業(yè)，一直致力于機械設備健康狀態(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，提高安全性和經(jīng)濟效益。

針對用戶需求提供健康監(jiān)測

礦山本身就是一個危險的環(huán)境，人每天和大型移動式機械打交道，形成了一種具有持續(xù)風險的環(huán)境，再加上這些設備如果意外停工，會對人員安全和生產(chǎn)目標構(gòu)成實際威脅。礦山機械通常所需球磨機、皮帶輸送機、電鏟和液壓鏟，及礦用電動輪車的重載電機和復雜齒輪箱使電鏟始終處于故障風險之中。另外，礦山機械是直接用于礦物開采和富選等作業(yè)的機械，由于其工作震動幅度大，大部分的器件在長期使用后，都會出現(xiàn)位置松動的情況，所以定期對機械設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營經(jīng)理周曉明所言，拆墻這樣常見的操作都可能導致齒輪箱中的齒輪損壞，從而導致停工，從成本角度而言，隨時提供備件不夠經(jīng)濟，而且，如果起重或行走電機停止運轉(zhuǎn)，將需要替換一臺起重機，這樣至少耗費一個輪班的時間。

周曉明提到，在保障部件正常工作以及礦山機械快速維修技術方面所投入的時間、精力和金錢，遠遠低于停機所造成的損失。他舉例說：“用戶有時為了完成某項必要的維修工作，工作人員不得不快速行動，而這不僅會讓他們置身于潛在危險中，還會帶來一系列后續(xù)問題。即使順利完成維修，并未發(fā)生事故，但快速讓礦山機械恢復運行的過程可能會增加錯誤幾率，并帶來新的問題。若搖擺驅(qū)動裝置未正確安裝，或者起重電機未準確對中，可能不久之后，用戶又要面對一次新的意外停機。”

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

礦山機械在線監(jiān)測方案

據(jù)周曉明介紹，艾默生礦山機械在線監(jiān)測方案充分考慮了礦山機械本身的動態(tài)移動、振動傳感器的放置、電纜的長度、機柜的重量及安放位置等。同時方案還采用PeakVue?技術獨特的處理方式，能識別出監(jiān)控過程中不斷增加的應力波，PeakVue?技術即使在極低轉(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。

相比標準振動分析技術，這種方式能盡早識別機械設備中的故障變化，尤其是滾動軸承和齒輪箱的問題。

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

成功案例分享

CSI 6500振動監(jiān)測技術在礦山電鏟上的應用

1　背景介紹

電鏟是露天礦山最重要的設備之一，當它們需要更換零件時，交付周期很漫長。如果未能及早發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)的故障可能導致意外停機。出于這些原因，許多先進的礦山大約十年前就開始利用便攜式振動儀表來監(jiān)測電鏟。這些礦山每月、每兩個月或每季度安排一次停工，以對電鏟進行測試。這種方法要求礦山為電鏟計劃半個班次的停工時間，并派技術人員攜帶便攜式振動監(jiān)測器采集數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)時，技術人員需要在移動的電鏟上工作。除了測試電鏟的停工時間外，還需要額外花時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振動監(jiān)測技術作為其為P&H電鏟提供的服務中的一部分。即使久益環(huán)球的服務模式發(fā)生了變化和發(fā)展，該公司仍然沿用CSI振動監(jiān)測技術。

2　應用情況

2006 年，北美的一處銅礦提出請求，由于電鏟在礦區(qū)的工作方式非常獨特，因此在該應用中利用 CSI 6500 技術非常困難，必須考慮機器的動態(tài)移動、振動傳感器的放置、電纜的長度、機柜的重量及安放位置等。

“在設備上應用振動監(jiān)測技術可能會節(jié)約成本。但是，為了確定這種技術的最佳安裝點并使我們能夠利用它進行遠程監(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于振動監(jiān)測技術的知識。”久益環(huán)球的露天礦山技術產(chǎn)品經(jīng)理Matt Koss說。

礦山希望盡可能縮短停工時間，但是它們也需要知道新技術不會干擾生產(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。這就是艾默生的解決方案所能提供的。”艾默生機械設備狀態(tài)管理業(yè)務副總裁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，以提高在售后應用中現(xiàn)場安裝產(chǎn)品的能力。最近，工作重點放在增加預先安裝好的軟硬件模塊，以盡可能縮短現(xiàn)場安裝時間，減少對客戶的影響。

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

安裝技術功能組件后，即可開始代表客戶使用遠程監(jiān)測功能。

遠程健康監(jiān)測與任何電動鋼纜鏟客戶息息相關，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的推動者和首要用戶。但是，市場一直在發(fā)展壯大，受到了各種露天礦場的關注。

3　效益分析

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

振動信息將會推動預測性維護策略和庫存計劃流程的發(fā)展，確保礦山現(xiàn)場備有正確的零件以應對計劃停工。通過充分利用遠程振動監(jiān)測技術，久益環(huán)球可以更好地預測特定組件的壽命，減少意外停機。

艾默生將持續(xù)發(fā)展遠程運行狀況監(jiān)測服務，以幫助客戶實現(xiàn)成本節(jié)約。

摘自《自動化博覽》2015年11月刊