艾默生過(guò)程管理可靠性解決方案運營(yíng)經(jīng)理 周曉明

機械設備在運行中難免出現故障，提前做好設備的監測工作，及早發(fā)現問(wèn)題，不僅可以減少因意外停機而帶來(lái)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)，一直致力于機械設備健康狀態(tài)監測解決方案的研發(fā)和推廣，希望可以幫助用戶(hù)提前發(fā)現故障，減少意外停機，提高安全性和經(jīng)濟效益。

針對用戶(hù)需求提供健康監測

礦山本身就是一個(gè)危險的環(huán)境，人每天和大型移動(dòng)式機械打交道，形成了一種具有持續風(fēng)險的環(huán)境，再加上這些設備如果意外停工，會(huì )對人員安全和生產(chǎn)目標構成實(shí)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(dòng)輪車(chē)的重載電機和復雜齒輪箱使電鏟始終處于故障風(fēng)險之中。另外，礦山機械是直接用于礦物開(kāi)采和富選等作業(yè)的機械，由于其工作震動(dòng)幅度大，大部分的器件在長(cháng)期使用后，都會(huì )出現位置松動(dòng)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(guò)程管理可靠性解決方案運營(yíng)經(jīng)理周曉明所言，拆墻這樣常見(jiàn)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(shí)提供備件不夠經(jīng)濟，而且，如果起重或行走電機停止運轉，將需要替換一臺起重機，這樣至少耗費一個(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械快速維修技術(shù)方面所投入的時(shí)間、精力和金錢(qián)，遠遠低于停機所造成的損失。他舉例說(shuō)：“用戶(hù)有時(shí)為了完成某項必要的維修工作，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中，還會(huì )帶來(lái)一系列后續問(wèn)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(guò)程可能會(huì )增加錯誤幾率，并帶來(lái)新的問(wèn)題。若搖擺驅動(dòng)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(hù)又要面對一次新的意外停機?！?/p>

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

礦山機械在線(xiàn)監測方案

據周曉明介紹，艾默生礦山機械在線(xiàn)監測方案充分考慮了礦山機械本身的動(dòng)態(tài)移動(dòng)、振動(dòng)傳感器的放置、電纜的長(cháng)度、機柜的重量及安放位置等。同時(shí)方案還采用PeakVue?技術(shù)獨特的處理方式，能識別出監控過(guò)程中不斷增加的應力波，PeakVue?技術(shù)即使在極低轉速下也可檢測到傳統監測方法中可能被忽略的異常。

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

他補充道：“艾默生所提供的機械設備健康狀態(tài)監測解決方案將會(huì )是一套獨立的系統，可以獨立工作，也可以接入到外部的控制系統和ERP系統中，不會(huì )對信息安全造成任何影響?！?/p>

成功案例分享

CSI 6500振動(dòng)監測技術(shù)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(shí)，交付周期很漫長(cháng)。如果未能及早發(fā)現，出現的故障可能導致意外停機。出于這些原因，許多先進(jìn)的礦山大約十年前就開(kāi)始利用便攜式振動(dòng)儀表來(lái)監測電鏟。這些礦山每月、每?jì)蓚€(gè)月或每季度安排一次停工，以對電鏟進(jìn)行測試。這種方法要求礦山為電鏟計劃半個(gè)班次的停工時(shí)間，并派技術(shù)人員攜帶便攜式振動(dòng)監測器采集數據。采集數據時(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據。

早在90年代初，久益環(huán)球就利用CSI振動(dòng)監測技術(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)監測技術(shù)。

2　應用情況

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

“在設備上應用振動(dòng)監測技術(shù)可能會(huì )節約成本。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)行遠程監測，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(zhuān)長(cháng)以及艾默生關(guān)于振動(dòng)監測技術(shù)的知識?！本靡姝h(huán)球的露天礦山技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理Matt Koss說(shuō)。

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)?！爸匾氖敲课豢蛻?hù)都能夠根據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?！卑鷻C械設備狀態(tài)管理業(yè)務(wù)副總裁Nathan Pettus說(shuō)。

首選方法是在電鏟出廠(chǎng)前就安裝CSI 6500。但是有些用戶(hù)希望將CSI 6500安裝在已經(jīng)投入使用的現有電鏟中。艾默生和久益環(huán)球持續地開(kāi)展密切合作，以提高在售后應用中現場(chǎng)安裝產(chǎn)品的能力。最近，工作重點(diǎn)放在增加預先安裝好的軟硬件模塊，以盡可能縮短現場(chǎng)安裝時(shí)間，減少對客戶(hù)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，該中心融合了遠程—健康監測功能作為其服務(wù)套餐的組成部分。

安裝技術(shù)功能組件后，即可開(kāi)始代表客戶(hù)使用遠程監測功能。

遠程健康監測與任何電動(dòng)鋼纜鏟客戶(hù)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(kāi)采客戶(hù)一直是該技術(shù)的推動(dòng)者和首要用戶(hù)。但是，市場(chǎng)一直在發(fā)展壯大，受到了各種露天礦場(chǎng)的關(guān)注。

3　效益分析

過(guò)去，每月進(jìn)行數據采集是大部分礦山能夠做到的極限。有時(shí)需要反復地進(jìn)行測試以確保數據采集的正確性，采集后還需另外安排時(shí)間進(jìn)行數據分析。如今，用戶(hù)可在每輪班多次獲得準確的相關(guān)數據。久益環(huán)球智能服務(wù)中心和用戶(hù)可訪(fǎng)問(wèn)他們所需要的數據，以便及時(shí)做出關(guān)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(dòng)監測裝置后，無(wú)需再安排相關(guān)人員在移動(dòng)的電鏟上采集數據。此外，該解決方案還可減少礦山計劃停工的次數，這可能意味著(zhù)每小時(shí)高達 50,000 美元的生產(chǎn)收益。

振動(dòng)信息將會(huì )推動(dòng)預測性維護策略和庫存計劃流程的發(fā)展，確保礦山現場(chǎng)備有正確的零件以應對計劃停工。通過(guò)充分利用遠程振動(dòng)監測技術(shù)，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。

艾默生將持續發(fā)展遠程運行狀況監測服務(wù)，以幫助客戶(hù)實(shí)現成本節約。

摘自《自動(dòng)化博覽》2015年11月刊