CMS (狀態監測系統) – 幫助您隨時了解機器狀況

TECHNICAL PAPER / 技術報導

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圖1：狀態監測系統用於”面向狀態”的維護工作計劃，在面向需求的“即時”供應鏈中提高了工廠可用性。

 

用於狀態監測的CMS傳感器系統（CMS =狀態監測系統）已經在大型生產工廠中使用多年，大幅減少生產停工和昂貴的維護工作而達到最小化的利潤損失。 應用實例包括水泥廠中的迴轉窯，採礦中的輸送系統，隧道施工中的頂管掘進機，發電廠渦輪機或風力發電站。 由於傳感器技術的最新進展和高速數據網絡的可用性的增加，CMS系統現在也因可用性增加，也適用於諸如射出機之類的較便宜的資本設備。 在這裡，Wittmann Battenfeld開闢了道路，並為其射出機提供CMS設備作為可選配置。

與時間導向維護（預防性維護）相比，狀態監測（CM）是基於對部件狀況的連續觀察（預測性維護），無論實際情況如何，機器部件都以固定間隔進行更換。後一種方法提供的優點是，更換完全取決於零件的實際磨損程度和功能性，因此狀態監測優於預防性維護是該方法本身所固有的。對於在維護間隔期間發生的任何損壞，通常仍然未被檢測到，因此甚至可能導致完全故障，而如果及時檢測到該問題通常可以以很少的費用來補救。以這種方式發生的計劃外維修的成本和機器停機造成的利潤損失通常高於狀態監測系統的成本。特別是對於生產與準時供應鏈聯繫越緊密的產業，例如汽車供應商的注塑生產。 (圖1)

 

提供全面化的CMS組合

在K 2016展會上，威猛巴頓菲爾推出了一款狀態監測系統（CMS），可作為注塑機的可選配配置包。 用以訪問已經存在的以及為此目的安裝的附加傳感器所測量的值，並將這些數據傳遞給記錄系統。

CMS系統實際監控以下內容（圖2）：

• 在（伺服）液壓機中，液壓系統的驅動功能（泵驅動器中的振動，電流消耗，系統壓力）

• 在（伺服）液壓機中，油的質量（溫度，油中顆粒數和水含量），全電機，齒輪油的質量

• 電櫃內的“氣候”（溫度，濕度，可能形成的煙霧）

• 冷卻水和空氣供應能力（流量，壓力，溫度）

• 鎖模單元的機械參數（MacroPower機器的焊盤壓力，伺服電機驅動器的振動和扭矩）

• 塑化/注射裝置的機械參數（振動，塑化扭矩，螺桿行程，止回閥的關閉行為）。振動的一個原因可能是螺釘聯接器中的鬆動螺釘，如果它仍然未被注意，可能導致嚴重的後續損壞。(圖3)

 

條件數據處理的三個級別

1. 在機器上採集並顯示測量數據

在機器上部分循環同步的收集數據（溫度，濕度，來自電櫃內的煙霧探測器的信號），部分取決於時間，並且隨後被傳輸到CMS計算機以進行評估。 在機器上，當前狀態數據緊湊地顯示在機器B8控制系統的概覽頁面上（圖4）。 通過綠色/紅色交通燈指示器可視化與預設參考值（溫度範圍，氣壓和煙霧探測器信號）的偏差。

2. CMS主機上的數據分析和處理

CMS系統的核心是CMS計算機。它是生產控制系統的一部分。它與注塑機通信並繪製測量數據，收集並保存測量數據，以便以後進行回溯。 CMS軟件將測量數據處理為趨勢跟踪模型。CMS控制站能夠同時監控多達50台機器，並通過電子郵件將預先警告傳遞給維護人員(圖5)。

3. 數據評估和狀態分析

對數據的評估基於公認的質量標準，例如NAS（國家航空航天標準）油質量評估1638或根據ISO-4406的油純度等級。 經驗極限值用於判斷空氣和油壓值，溫度或止回閥的關閉行為。 此外，暴露於磨損的部件的振動由振動傳感器測量並通過分析算法評估（再次參見圖2）。

除了當前的狀態信息，CMS軟件還提供指示功能值變化的趨勢。 這些為維護人員的決策提供了基礎。 如果現場沒有足夠的合格或有經驗的人員來對此決策工具做出正確解釋，也可以通過在線網絡將數據解釋外包給威猛巴頓菲爾服務中心，並從那裡開始必要的維護工作。 該服務可由威猛巴頓菲爾服務機構提供（圖5）。

總結

與固定的定期間隔或預防性維護概念相比，以狀態為導向的機器維護提供了更好的故障保護。由於缺乏信息，在維護期間（螺釘鬆動，軸承逐漸失效）之間出現故障，並且存在突然完全故障的風險很難察覺。 這就是為什麼CMS系統對改善生產過程的失效保護有用的原因，特別是對於即時生產鏈而言。實施狀態監測系統的成本，透過防止生產停滯的損失中即可得到補償。

  

插圖:

圖片來源: 威猛巴頓菲爾

圖2：威猛巴頓菲爾 CMS通過傳感器和後續數據處理收集狀態數據的概念，作為維護工作的決策依據

圖片來源: 威猛巴頓菲爾

圖3：螺桿傳動和止回閥功能狀態監測的顯示示例

照片來源: 威猛巴頓菲爾

圖4：B8機器控制系統的狀態值總覽

 

照片來源: 威猛巴頓菲爾

圖5：可以在一台狀態監測主機上收集多達50台機器的監控數據。 當測量值超過或低於公差範圍時，計算的數據趨勢觸發信號必須正確解釋並由合格的維護人員採取適當的措施。

 

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威猛集團

威猛集團是塑料行業中製造射出機、機械手和周邊設備的全球領航者。威猛集團總部設在維也納/奧地利，由兩個主要部門，威猛巴頓和威猛組成，他們共同經營集團旗下分公司，在全球5個國家設有8個生產工廠，其中超過34個直屬子公司位於世界各大塑料市場，並各自負責該區域的銷售及售後服務。

威猛巴頓致力於製造最先進的射出機和工藝技術的獨立市場增長，提供現代化和全面的機械模組化設計，滿足塑料射出成型的實際和未來要求。

威猛的產品系列包括機械手和自動化系統，中央供料系統，除濕乾燥機，秤重式和體積式的計量機，粉碎機，模具溫度控制器和冷卻器。憑藉這種全面的周邊設備，威猛可為塑料加工商提供涵蓋所有生產要求的解決方案，從自主工作單元到整個工廠範圍的系統。

威猛集團的結合已經使所有產品線連接為一體，提供塑料加工商在射出機、自動化和輔助設備的無縫接軌，為塑料加工廠帶來了益處，對加工機械與自動化和外圍設備的無縫集成日益增長。

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