On-line rezgésdiagnosztikai rendszer

Rezgésdiagnosztikai szakértői rendszerrel támogatott on-line felügyelet

A rezgésdiagnosztikai rendszerek hatékonyabbá tehetik a termelő cégeket a termelésben résztvevő forgógépek állapotfelügyelete révén, a karbantartási költségek csökkentésével, a megbízhatóság növelésével, az állásidő csökkentésével és a nem tervezett, váratlan hibák miatti kiesések elkerülésével. A gépek monitorozása révén az On-line Rezgésdiagnosztikai Szakértői rendszerekkel a karbantartás vezetése jobban tudja tervezni a javításokat és el tudja kerülni a katasztrofális gépmeghibásodásokat.

Az állapotfüggő karbantartáshoz szükség van korrekt, megbízható információra a monitorozott gépekről. Nagy cégek esetén, melyek hatalmas mennyiségű forgógépet használnak a termelésben, óriási mennyiségű mérési adat gyűlik össze naponta, így alapvető fontossággal bír az olyan szakértői rendszer használata, amely automatikus diagnosztikai elemző képességekkel rendelkezik. A döntés az Automatikus Diagnosztikai Szakértői Rendszer  on-line verziójának használatával kapcsolatban a felügyelt berendezés termelésben játszott szerepétől függ. Röviden bemutatjuk a legfontosabb berendezésekhez alkalmazott on-line szakértői diagnosztikai rendszerek fejlesztésének legfontosabb aspektusait. Ismertetésre kerülnek a szabály bázisú szakértői rendszer főbb jellemzői, az on-line rendszerek legfontosabb tulajdonságai, valamint a felügyelt gépekről készített diagnózist és karbantartási javaslatot tartalmazó információ korszerű módszerekkel történő célba juttatásának módjai.

 
 

Automatikus rezgés analízis

Napjainkban a vállalatvezetés általában figyelembe veszi az állapotfüggő karbantartás elveit, de nehézségekbe ütközik annak a hatalmas adatmennyiségnek a kezelése, amit a legújabb generációs hordozható és on-line monitorozó rezgés- adatgyűjtő műszerek és rendszerek képesek naponta előállítani. A vállalatvezetés alapvető célja az adatok elemzése, azaz pontos, tömör megbízható állapot meghatározás a felügyelt gépekről.

A rendszeresen tesztelt gépek száma egy állapotfelügyeleti programban sok cégnél olyan nagyra nőhet, hogy a részletesebb vizsgálatot igénylő gépek mennyisége meghaladhatja a vizsgálatra képes szakemberek kapacitását. Ebben az esetben az állapotfüggő karbantartási program sikere erőteljesen függ az adatok feldolgozására alkalmas szakértők számától. Tehát a szakértők képessége, tapasztalata és száma a szűk keresztmetszet. Ennek a problémának a megoldása a mért rezgési adatok elemzési folyamatának automatizálása számítógépes szakértői szoftver használatával. A szakértői rendszer a forgógép diagnosztika területén a rezgésdiagnosztikai specialista és a karbantartó szakember tudásának számítógépes alkalmazását jelenti. A legtöbb szakértői rendszer a gépállapot diagnosztikában „előre láncolt” (forward chaining). Ez a legáltalánosabban használt módszer, melyben a szakértői szoftver, lépésről- lépésre halad interaktívan a számítógép és az elemző között a mért rezgési adatoktól, a szimptómáktól a gép mechanikai hibájára vonatkozó diagnosztikai konklúzió felé.

A rezgésanalízisnek ez a módja lassú, nem hatékony, és nem alkalmas arra, hogy kezeljen, feldolgozzon és elemezzen nagy mennyiségű rezgési adatot.

Az ExpertALERT™ rezgésdiagnosztikai szakértői rendszer, melyet az Azima DLI cég fejlesztett ki, automatikusan működik a humán szakértővel való interaktív munkakapcsolat nélkül. Ez egy „visszafelé láncoló” (backward chaining) szabály-bázisú szakértői rendszer, amely nem igényli a szakértők közreműködését a rezgésanalízis folyamatában, tehát ez a típusú rendszer alkalmas az on-line folyamatos diagnosztikai monitorozó feladat ellátására és a gépek hibatörténetének követésére.

A rendszer a diagnosztikai kiértékelő munkához triaxiális rezgési adatokat használ, mivel a gépek mozgása, rezgése térben zajlik, és a gépek dinamikájáról a teljes információt a 3D-s rezgésmérés tudja szolgáltatni. Természetesen a rendszer fel van készítve a két-, illetve egyirányú mérések feldolgozására is.

Az ExpertALERT automatikus rezgésdiagnosztikai rendszer az adatelemzésnek ugyanazt a módszerét alkalmazza, mint a humán szakértő, csak lényegesen gyorsabb, hatékonyabb. A gép aktuális forgási sebességét egy automatikus csúcskereső algoritmus segítségével határozza meg. Ez a spektrumok normalizálásához szükséges, ami elengedhetetlen a referencia adatokkal való automatikus összehasonlításhoz. A spektrumokban a fontos csúcsokat a „hibakódok” segítségével azonosítja a rendszer, ezek összehasonlításra kerülnek a referencia adatbázisban tárolt értékekkel. Az abszolút amplitúdó, valamint az aktuális amplitúdó és a referencia értékek (átlag plusz szórás) közti különbségek egy mátrixban kerülnek elrendezésre, ami a szakértői rendszer inputja. A nem-szinkron csúcsokat, melyek csapágy jellemző frekvencia csúcsok lehetnek, az ExpertALERT™ automatikusan keresi meg a spektrumokban. A Cepstrum analízis segítségével kerül meghatározásra, hogy a nem-szinkron csúcsok alkotnak-e harmonikus sorozatokat a spektrumokban, vagy van-e oldalsáv frekvencia sorozatuk, amely igazolja, hogy valóban csapágy jellemző frekvencia csúcsok. Az így kapott mátrix tartalmazza a spektrumokban lévő legtöbb információt hordozó adatot, és ez képezi a további diagnosztikai vizsgálatok alapját a szabálybázisú kiértékelő modul inputjaként.

Az ExpertALERT™ komponens alapú megközelítést használ az automatikus analízishez, ami azt jelenti, hogy a rendszer az egész gépet úgy kezeli, mint komponensei összességét. Az analízis minden komponens (villanymotor, turbina, hajtómű, kuplung, kompresszor, szivattyú, stb.), mint részlegesen izolált gép vizsgálatával valósul meg, és azok a szabályok, illetve logikai függvények kerülnek kiértékelésre, amelyek az adott komponensre vonatkoznak. Ez a komponens orientált megközelítés teszi az ExpertALERT™-et különösen hatékonnyá és flexibilissé a gép-konstrukciók széles skálájának kezelésére.

A meghatározott hiba nagysága az amplitúdók és az aktuális mérési értékek, valamint az átlag plusz szórás értékek különbségei alapján kerül kiszámításra az adott hibákhoz tartozó küszöbértékek ismeretében. A hibák nagyságát a „kismértékű”, „közepes”, „súlyos” és „extrém” jelzőkkel jelöljük.

A visszafelé láncolt (backward chaining) rezgésdiagnosztikai szakértői rendszer lehetővé teszi felhasználói részére a forgógépek pontos ismételhető állapotbecslését, hiba-diagnózisát és karbantartási javaslatokat, valamint a problémamegoldásokat, erős támogatást biztosítva a rezgés vizsgáló szakemberek részére.

On-line rezgésdiagnosztikai szakértői rendszer

Az on-line szakértői rendszerek távoli monitorozó képességekkel támogatják ezt a munkát, feleslegessé téve a kézi mérési és elemzési feladatokat. Kisebb cégeknél elkerülhetővé teszi a nagy gyakorlattal és elméleti felkészültséggel rendelkező, drága szakértők folyamatos alkalmazását, míg nagy cégeknél lehetőséget ad egy központi szakértői csoport kialakítására.

A megbízható szakértői rendszer alkalmazása segíti az on-line felügyelő rendszerek bevezetését, melyek magára hagyhatók és minimális felügyelet mellett maguk monitorozzák önállóan a fontosabb gépeket. A modern kommunikációs technológiák lehetővé teszik, hogy a monitorozó rendszerek figyelmeztessenek bárkit a probléma detektálását követően azonnal elektronikus formátumban, mint email vagy egyéb webes üzenet.

A diagnosztikai szakértői rendszer elég pontos ahhoz, hogy a gép hibájának adott nagysága esetén informálja az érdekelt személyeket.

A szoftver-technológiai fejlődés is lehetővé teszi az on-line felügyelet irányába való elmozdulást. A nyílt architektúrájú adatbázisoknak a megjelenésével (mint például az SQL) és az olyan szabványok kialakulásával, mint az OPC (OLE for Process Control) amely segíti az információk megosztását és integrációját különböző rendszer-platformok között.

Az OPC kapcsolat segítségével az on-line felügyeleti rendszer kaphat, illetve adhat információt a folyamatirányítási rendszernek.

A SpriteMAX™ on-line rezgésdiagnosztikai rendszer több szoftver modullal rendelkezik melyek különböző funkciókat realizálnak. A fontosabbakat röviden ismertetjük.

Az ExpertALERT™ szoftver használatos az adatbázis fejlesztésekre. Az MID (Machine IDentification – a vizsgálati modell), leírja az egyedi, felügyelt géptípusokat, és ebből származtatjuk le az egyedi gépeket. A Survay (vizsgálati útvonal) ezt követően kerül felépítésre a gépek felhasználásával, amit az on-line rendszer felügyel. Ugyanezek a gépmodellek használatosak a részletes spektrális analízishez és a hosszú távú trendvizsgálatokhoz. Megjegyzések fűzhetők a vizsgálati jegyzőkönyvekhez és a szakértői rendszer eredményei részletesen megjeleníthetők.

A SpriteMAX™ feldolgozza a rezgési-, és a folyamat inputadatokat a gépek állapotának meghatározásához:

  • A hibahiány meghatározásának pontossága 99%
  • A korrekt hiba típus meghatározásának pontossága 96%
  • A korrekt hibanagyság meghatározásának pontossága 89%

Az OnlineEngine az on-line rezgésdiagnosztikai rendszer legfontosabb szoftver komponense. Ez végzi az adatgyűjtést, és a mért adatok elemzését, felhasználva az ExpertALERT™ szabálybázisát a lehetséges géphibák feltárásához, majd tárolja az eredményeket az adatbázisban. Az egyik gépet a másik után vizsgálja, majd a ciklus végére érve elölről kezdi a munkát.

Az OnlineEngine felhasználói interfésze a Dashboard, amely a felügyelt gépek listáját és állapotát jeleníti meg, illetve beállítási lehetőségeket biztosít a monitorozáshoz.

A felhasználót a rendszer akkor informálja, ha a felügyelt gép állapota megváltozik, például közepes nagyságú hibáról súlyosra.

Az információ elosztása

A SpriteMAX™ képes dinamikusan honlapot generálni, mely tartalmazza a felügyelt gépekről az alábbi információkat:

  • A gép aktuális állapota,
  • A vizsgálat dátuma és ideje,
  • Diagnosztikai eredmények,
  • Karbantartási javaslatok
  • Folyamatirányítási paraméterek, mint hőmérséklet, nyomás, stb… (OPC kapcsolat szükséges)

A SpriteMAX™ egyszerű nyelven kommunikál. A figyelmeztető e-mailek, üzenetek és dinamikus weboldalak könnyen elérhetők és érhetők a vállalat szakemberei részére.