没有人愿意面对计划外停机,但对许多人来说,这是不可避免的。维护人员是应对突发事件的第一响应者,必须执行应急维护,以尽快让工厂恢复正常运行。计划外停机会带来诸多风险,包括生产时间损失。这也是超过一半安全事故发生的窗口期。当生产意外中断时,生命安全将受到威胁。
为应对这些风险,一家全球领先的无纺布制造商启动了一项投资项目,整合了以 IIoT 驱动的设备监控系统。这样一来,他们能够提升维护分析能力,降低维护团队在应急维护场景下的风险。通过更深入的分析,他们可以在异常情况演变为灾难之前加以解决,从而帮助防止计划外停机。
以该无纺布制造商为例,其产品生产需要将纤维通过复杂的机械设备进行加工。在此过程中,设备产生的过热可能导致纤维接触时发生热事件。这种情况可能造成计划外停机、材料损失以及人员受伤或死亡的风险。
在寻找预测技术解决方案的过程中,该制造商通过本地分销商发现了 Grace Technologies。Grace 是 Rockwell Automation 的技术合作伙伴,专注于电气安全和预测性维护产品的制造。分销商与 Grace 合作,向制造商介绍了 GraceSense™ 预测性维护系统。
经过现场验证的预测性维护系统是一套资产状态监测系统,采用无线传感器技术与有线传感器集成。先进的数据分析为资产管理者提供了对机器健康状况的深度分析,以有效优先分配资源并最大化维护投入的价值。GraceSense 技术通过远程监测资产健康状况,并在检测到异常行为时,通过 SMS 或电子邮件向工厂现场人员发送预配置的分步补救措施说明,从而提升整体工厂的可靠性、安全性和维护指标。
非织造布制造商的维护经理对 GraceSense 提供的无线传感器技术印象深刻。他们正在寻找一种无需为机器布线即可获得温度反馈的解决方案。虽然他们最初关注的是温度反馈,但未来也计划将振动监测功能应用于更多设备。
目前,他们已在整个制造工厂的设备上部署了 140 个 GraceSense 振动与温度节点。这些节点是无线传感器,用于监测振动和温度,以评估旋转设备的健康状况。通过先进的边缘处理和 IEEE 802.15.4 ZigBee 兼容通信,这些节点使人员能够持续监测设备、检测异常并预测资产健康。多种安装方式可实现跨行业的快速部署,其可更换电池可提供 3~5 年的使用寿命。
振动与温度节点通过 GraceSense 网关进行通信,网关将现场节点采集的信息通过 Maintenance Hub Cloud 和/或 PLC、SCADA、DCS 系统传输到可操作的故障排查平台。客户可根据应用需求从三种类型的网关中选择:CloudGate、ControlGate 和 ComboGate。
CloudGate 将现场节点信息传输到基于浏览器的 Maintenance Hub,在此平台上可获得可操作的实时分析。该 Wi-Fi 或 LTE 配置可为 30m 视距半径内的所有无线节点提供基于云的支持,使架构具备极高的可扩展性。ControlGate 通过 PLC/SCADA 及 EtherNet/IP™ 或 Modbus TCP/IP 通信选项,为用户实现快速集成到其控制网络。
维护经理表示,GraceSense 系统的集成和应用非常快速且简单。基于云的功能被证明是一种高效的解决方案,但他们也希望将系统集成到 PLC 网络中。Grace 团队与 Rockwell Automation 合作,为该无纺布公司开发了解决方案,使其能够同时通过云和 PLC 网络传输预测性维护系统的数据。
为支持该应用,无纺布制造商安装了 ComboGate,与其 140 个振动与温度节点进行通信。目前他们有 15 个 ComboGate 正在传输现场节点信息。ComboGate 是 CloudGate 和 ControlGate 的混合配置。该选项可通过 EtherNet/IP™ 或 Modbus TCP/IP 安全地向 PLC/SCADA/DCS 系统提供数据,同时具备通过 Wi-Fi 或 LTE 服务将现场节点信息传输到 Maintenance Hub 的通信选项。
Grace Technologies 与制造商的现场人员及其电气承包商共同负责节点和网关的安装监督。Grace 进行了现场勘查,确定网关位置,并确保能够服务已安装的节点。硬件安装完成后,Grace 与 Rockwell Automation 紧密合作,提供 PLC 集成支持。
报警在制造工厂的 PLC 基础设施中进行配置。当温度达到警告级别时,从预测性维护系统获取的数据会显示在 HMI 上。当 140 个节点中的任意一个检测到温度异常时,系统会自动触发停机,以帮助防止热事件。无纺布制造商的维护经理表示,GraceSense 预测性维护系统已检测到异常温度升高,并帮助防止了六次可能导致生产污染或热事件的计划外停机。
在部署 GraceSense 之前,他们的计划外停机时间可从 5 小时延长至更为严重的情况下长达数周。通过部署 GraceSense,他们现在能够预测未来事件,并仅通过 1 小时的计划内停机进行处理。
该无纺布制造商的母公司计划将此地点作为 GraceSense 预测性维护系统的测试场地,并有意将其集成扩展到更多工厂。