Máy tính nhúng công nghiệp nhỏ gọn cung cấp tính năng bảo trì phòng ngừa hiệu quả cho máy cưa băng công nghiệp
19/01/2020
Giới thiệu
Dựa trên khái niệm Công nghiệp 4.0, các nhà máy thông minh không chỉ nỗ lực đổi mới công nghệ sản xuất mà còn tập trung vào giám sát máy và bảo trì phòng ngừa, đây là một phần quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất. Không giống như bảo trì định kỳ truyền thống hoặc sửa chữa sự cố khẩn cấp, bảo trì phòng ngừa có thể phát hiện và khắc phục sự cố ẩn trước. Lấy máy cưa kim loại làm ví dụ; các nhà sản xuất thiết bị có thể thu thập và phân tích dữ liệu để dự đoán khi nào, sau hàng ngàn thao tác cắt, lưỡi cưa hoặc các bộ phận khác sẽ bị hao mòn. Trong khi đó, các nhà quản lý nhà máy sẽ không cần gọi các nhà cung cấp của mình một cách đột ngột để sắp xếp sửa chữa các máy bị hư hỏng, do đó giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị và tăng năng suất chung của nhà máy đồng thời cải thiện chất lượng hàng hóa thành phẩm.
Một hệ thống bảo trì phòng ngừa có thể sử dụng một máy tính không quạt với thẻ thu thập dữ liệu được cài đặt để thu thập dữ liệu thiết bị. Tuy nhiên, tủ điều khiển máy có không gian rất hạn chế để chứa thêm phần cứng và hệ thống dây điện phức tạp trong tủ có thể ảnh hưởng đến vẻ ngoài đồng thời làm tăng khó khăn trong việc bảo trì và quản lý. Đối với loại máy móc giới hạn không gian này, Advantech đã thiết kế một máy tính thu thập dữ liệu (DAQ) đặc biệt cỡ lòng bàn tay cho phép các nhà sản xuất thiết bị dễ dàng tích hợp vào các hệ thống bảo trì phòng ngừa của họ. Đồng thời, Advantech cũng cung cấp các dịch vụ tùy biến cho người dùng, giúp họ tối ưu hóa độ chính xác của việc thu thập dữ liệu và tạo ra hình ảnh sản phẩm cao cấp thông qua thiết kế công nghiệp chuyên nghiệp, do đó nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Yêu cầu hệ thống
Một công ty công nghệ cơ điện chính xác ở Đài Loan cung cấp máy cưa băng công nghiệp cho nhiều quy trình sản xuất chế tạo kim loại là nhà sản xuất thiết bị hàng đầu toàn cầu. Được thành lập bốn thập kỷ trước, họ đã sản xuất hơn 100 loại hệ thống cắt. Các sản phẩm của hãng đã được bán tại hơn 80 quốc gia và được nhiều doanh nghiệp nổi tiếng như Siemens, Schneider Electric và Boeing công nhận và áp dụng. Quan tâm đến việc tận dụng lợi ích của Công nghiệp 4.0, công ty đã tích cực đầu tư vào việc phát triển các ứng dụng sáng tạo để tăng giá trị sản phẩm của mình. Hai trong số các tính năng mới mà nó muốn giới thiệu trong máy cưa băng của họ là giám sát máy và bảo trì phòng ngừa.
Công ty ban đầu dự định sử dụng phần cứng thu thập dữ liệu USB có nguồn gốc từ Hoa Kỳ trong giai đoạn phát triển ban đầu. Sau khi đánh giá cẩn thận, nó nhận ra rằng chi phí thành phần cao sẽ làm mất mọi lợi thế cạnh tranh có thể có mà các chức năng mới có thể cung cấp. Và việc sử dụng thẻ thu thập dữ liệu cộng với máy tính tỏ ra ít thực tế hơn vì nó chiếm không gian đáng kể và thêm hệ thống dây phức tạp. Công ty quyết định tìm kiếm một giải pháp tốt hơn.
Để đáp ứng các yêu cầu bảo trì dự đoán, một số chức năng đã được chỉ định, chẳng hạn như I / O analog đa kênh với lấy mẫu nhanh để lấy thông tin máy, I/O kỹ thuật số đa kênh để điều khiển máy và cổng mạng để tải dữ liệu lên phụ trợ hệ thống quản lý. Máy cưa kim loại công nghiệp thường được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, môi trường có bụi mài mòn, có rung và va đập, với sự nhiễu điện xảy ra khi động cơ truyền động bật và tắt. Giải pháp sẽ phải cung cấp thông tin chính xác về máy móc bất chấp những thách thức này.
Mô tả hệ thống
MIC-1810 của Advantech là mô-đun máy tính thu thập dữ liệu nhúng đầu tiên trên thế giới có bộ chuyển đổi điều hòa và xử lý tín hiệu được tích hợp vào nền tảng điều khiển dựa trên PC. Lắp đặt nó trong tủ điều khiển cưa băng và kết nối cảm biến hiện tại và cảm biến RTD (cảm biến nhiệt độ điện trở) cho phép các nhà sản xuất thiết bị thu được chính xác dữ liệu có thể được sử dụng cho mô hình máy hiển thị các giá trị cho các thành phần cần được bảo trì hoặc thay thế. Khả năng bảo trì dự đoán đã trở thành hiện thực.
Để làm cho MIC-1810 gọn gàng và nhỏ gọn, Advantech đã thu nhỏ và tinh chỉnh máy tính nhúng truyền thống. MIC-1810 được chế tạo theo kích cỡ lòng bàn tay bằng cách loại bỏ một số chức năng hệ thống không cần thiết và áp dụng thiết kế không quạt. Khối đầu cuối tích hợp cho phép kết nối trực tiếp với đường tín hiệu cảm biến, giúp tiết kiệm không gian và loại bỏ một số hệ thống dây điện. Với khả năng lắp đặt DIN-rail làm cho nó tương thích trong các hộp phân phối hoặc tủ điều khiển của tất cả các loại máy. Các tính năng chống rung và chống bụi bẩn duy trì sự ổn định của hệ thống ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
Ngoài ra, MIC-1810 với nhiều kênh I / O thu được tín hiệu dòng điện và nhiệt độ để theo dõi thời gian thực thông qua các kênh đầu vào analog; nó kiểm soát chuyển động của phôi thông qua các kênh đầu vào và đầu ra kỹ thuật số và tải thông tin máy lên đám mây thông qua cổng Ethernet để theo dõi từ xa.
Về phần mềm, WebAccess/MCM đi kèm với MIC-1810 vừa là công cụ phát triển phần mềm vừa là hệ thống giám sát máy dựa trên trình duyệt cho phép người dùng tiết kiệm phí cấp phép phần mềm và kỹ sư để thiết kế hệ thống bảo trì phòng ngừa thông qua các cài đặt đơn giản mà không cần lập trình. Phần mềm cung cấp một số chức năng giám sát thiết bị để tăng tốc độ hoàn thành thiết kế hệ thống, như: chuyển đổi trực tiếp tín hiệu thu được thành đại lượng vật lý thực tế, tiết kiệm thời gian của người dùng trong việc tạo bảng ánh xạ; lọc nhiễu bằng cách cung cấp Biến đổi Fourier nhanh (FFT) để phân tích tín hiệu đơn giản hơn; và sử dụng máy hiện sóng để hiển thị ngay dạng sóng tín hiệu để xác nhận rằng thiết bị đang hoạt động tốt. WebAccess / MCM sử dụng dữ liệu máy được thu thập trong đám mây để tạo ra màn hình trực quan để quản lý dễ dàng, rõ ràng.
Triển khai hệ thống
- MIC-1810: Nền tảng DAQ 12-bit, 500 KS/s, 16-ch với bộ vi xử lý Core™ i3 / Celeron®
- WebAccess/MCM: Phần mềm theo dõi tình trạng máy WebAccess/MCM
Kết luận
Các nhà sản xuất cưa công nghiệp trong dự án này vẫn cam kết tiến bộ công nghệ và đổi mới quy trình. Trong những năm qua, công ty không chỉ giành được Giải thưởng Thiết kế “Golden Pin Design Award” của Đài Loan mà còn được Trung tâm Thép Hoa Kỳ đánh giá là thương hiệu hàng đầu về dịch vụ cưa kim loại. Theo đó, họ có yêu cầu tương đối cao đối với các thành phần được sử dụng bên trong các máy của mình để duy trì hình ảnh thương hiệu tốt nhất và danh tiếng của công ty. MIC-1810 tiết kiệm chi phí đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng này, cả về hiệu suất và ngoại hình.
Ngoài ra, Advantech cũng cung cấp các dịch vụ tùy chỉnh giải quyết các vấn đề nhiễu thu tín hiệu và thiết kế thêm logo dành riêng cho khách hàng, mang lại tính năng giám sát máy và bảo trì phòng cho các máy cưa bang kim loại, khiến nó trở thành một sản phẩm có giá trị gia tăng cao hiện đang cạnh tranh thành công trên thế giới thị trường.
-25/MIC-1816_Front-left-_Square20210325175845.jpg)
/MainImage3_2-min-120170505151254.jpg)
-25/MIC-1810_Front-left-_Square20210325175510.jpg)
