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预测性维护:传感器到云的改造如何驱动优势

2021-11-25新闻

By Craig Lentzkow丨Nov.15. 2021丨Hilscher丨Feature


总  结

如果你是一个机器制造商或用户,维护着数百台机器,那么故障是你最害怕的事情。你知道你需要预测性维护,但成本往往令人望而却步。本文讨论了一种改造方法,即使用边缘设备连续测量机器的关键参数并将传感器数据发送到云端。



Machine Builder Or User

如果你是一个机器制造商或用户,维护着数百台机器,那么故障是你最害怕的事情!

你知道你需要预测性维护,但成本往往令人望而却步。

本文讨论了一种改造方法,它使用边缘设备连续测量机器的关键参数,并将传感器数据发送到云端。配置是自动的,该解决方案捆绑了一个现成的云订阅,让你在几分钟内上线。通过API,位于世界任何地方的机器的数据都可以通过你选择的现成的商业软件进行集中监控。




已经工作多年的机器和流程往往难以或无法监控。故障可能是频繁的,故障的代价也很高。对于拥有广泛分布的安装基地的用户和机器供应商来说,维护挑战可能是困难的。


现在需要的是一种从中央位置监督一切的方法,以促进远程预测性维护策略。有很多软件包可以做到这一点,但加装这些软件包可能会造成干扰,而且费用很高。


预测性维护是一种基于条件的维护,它使用传感器设备监测资产,如设备和机器。这些传感器提供实时数据,可用于预测资产何时需要维护。


对于原始设备制造商和最终用户来说,对他们的机器进行预测性维护监测所带来的经济效益是巨大的。如果出现故障的设备能够得到及时的维修或更换,就可以避免昂贵的停机时间甚至是灾难性的故障。


世界上有一个巨大的已安装机器的基地,通常被称为 "棕地"。这为预测性维护解决方案提供了巨大的机会,它可以 "栓在 "现有设备上,提供基于状态的监测。


这个解决方案要想成功,必须包括:在单一的生态系统中支持许多机器;简单、快速和远程调试;灵活选择附加的传感器设备;内置安全性。




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  • 资产是昂贵的,停机时间是昂贵的。对于原始设备制造商和终端用户来说,预测性维护的经济效益是巨大的,包括10倍的投资回报率(ROI);减少25-30%的维护成本;以及减少35-45%的停机时间。


  • 这些好处是以各种方式累积的。例如,机器制造商可以在现场用传感器和传感器 "边缘设备 "改装机器。这些传感器可以是监测振动的加速度计,或监测机器温度的热电偶。这种数据是有价值的--振动或温度的变化可以表明轴承即将发生故障或电机故障。传感器边缘设备收集来自监测传感器的数据,并将其传输到IT或基于云的应用程序进行显示和分析。


  • 基于云的预测性维护解决方案可以与机器的现有控制系统隔离运行,因此对现有的自动化没有影响。它们的主要目标是从安装在世界任何地方的基于设备的传感器中收集和汇总数据。这些数据可以用来识别即将出现的问题。失败的设备可以被及时修复或更换。









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在安装了数百台单独机器的地方,也许是全球范围内,潜力是巨大的。基于云的系统使其很容易监测位于任何地方的机器,而无需离开办公室。24/7的监控使得学习操作配置文件变得非常容易。


传感器边缘网关提供改造应用所需的传感器到云的连接。每个sensorEDGE设备最多聚集八个IO-Link传感器的数据。多个设备可通过菊花链连接,以获得七倍的额外传感器。


 传感器边缘设备作为本地传感器数据和云之间的网关。由于传感器边缘设备绕过了现有的控制系统,它本身是安全的,不会受到任何影响生产系统的安全、操作或安全的入侵。而且通过绕过现有的控制,不需要与PLC接口或重新编程。


理想情况下,传感器边缘设备将利用标准的传感器通信技术,如IO-Link(IEC 61131-9),以最大限度地选择和支持各种传感器。目前市场上有数千种IO-Link传感器,涵盖的测量变量包括:温度、振动、湿度、位置、腐蚀、压力、液位、流量和许多其他。


IO-Link的一个额外好处是,它提供了自动参数设置。一旦IO-Link传感器被插入传感器边缘设备,它就会自动上载到云端。数据可立即用于使用仪表板的浏览器显示。这种简单的即插即用连接使数据进入云端,可由用户选择的分析和处理软件访问。


Hilscher最近开发了这样一种设备,称为sensorEDGE,它提供了改造应用所需的传感器到云的连接。每个sensorEDGE最多可汇聚8个IO-Link传感器的数据。多个sensorEDGE设备可以在一个装置中以菊花链方式连接,以获得七倍的额外传感器。


在机器上,安装了IO-Link传感器来监测退化情况,如电机的振动变化或线圈的温度变化。


IO-Link是一种用于智能数字传感器的国际点对点连接标准。它实现了远程配置以及测量数据的连续传输。它得到了所有主要传感器供应商的支持,目前市场上有大约10,000种传感器类型。几乎所有的监测要求都可以通过IO-Link轻松满足,而且价格具有竞争力。


传感器被连接到SensorEDGE IP67 "块"。重要的是,这一切都可以在不干扰机器或其控制系统的任何其他部分的情况下进行。换句话说,SensorEDGE是一个 "独立的 "解决方案。


sensorEDGE模块结合了IO-Link主站(用于控制IO-Link传感器)和以太网边缘网关,通过它将测量数据传输到云端。没有其他产品具有这种 "组合 "优势,这就形成了一种简单、经济的解决方案。




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云连接与sensorEDGE捆绑在一起,一旦启动用户账户就会自动调用。用户租用云服务,每月的持续成本只有几美元。


sensorEDGE可在几分钟内自动设置。操作软件被下载,连接的传感器被扫描并进行远程配置。然后,sensorEDGE开始以1次测量/秒的速度将数据传输到云端。


浏览器用于设备管理。用户可以在任何地方通过一个仪表盘实时观看上传的数据,该仪表盘将每个数据流显示为一个部件。可以选择线形、仪表和条形图小部件。这个仪表板可以作为一个简单的实时监控器,允许从任何地点观察机器的反应。


sensorEDGE软件包包括Rest API,这是一个安全的云门,允许第三方软件从云端传输数据。通过这种方式,可以使用相关的商业现成软件对数百台机器的数据进行集中监控。


sensorEDGE解决方案代表了一种低成本和易于实施的方式,可以从加装在机器上的传感器获得数据,并进入云端进行全球监控。机器制造商可以开发一个 "改装套件",其中包括sensorEDGE和适合应用的传感器。




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