通过正确的IIoT技术方法,您可以将数据转化为可操作的信息,有助于确保机器进行自我诊断,为最终用户提供透明度,并且永远不会出现故障。
Mark Densley,艾默生业务发展和工厂自动化总监
虽然工业物联网(IIoT)有望对制造业产生革命性的影响,但该技术的实施也带来了现实世界的挑战,可能会减缓采用速度。
是什么阻碍了我们更广泛地拥抱数字化转型,尤其是在气动领域?同样重要的是,我们如何克服这一挑战,迎接真正提高生产率和效率的机遇?
对于负责维护机器并保持其运行的最终用户来说,路径是明确的。工业物联网系统提供来自机器的数据,确保其系统或组件在正常范围内工作。在这方面,最终用户是推动工业物联网实施的人。
这种脱节通常发生在机器制造商身上。他们可能有多个客户要求他们提供工业物联网解决方案,因此原始设备制造商会问:“你如何实现它?”谁有这样的产品?我们应该监控什么?”
气动技术利用诊断特性已经有一段时间了。例如,我们可以感知功率是太低还是太高,或者I/O系统中是否有短路导致故障。
现在,我们通过传感器和使用I/O系统捕获组件性能数据的能力将其进一步推进。最常见的挣扎导致人们问这样的问题,“我有所有这些数据,但它意味着什么?”我们如何将这些数据转化为有用的信息?”
理解这种斗争如何带来挑战和机遇
焦点已经转移到最终用户如何将这些数据转化为有用的机器洞察,以对故障做出反应,甚至预测故障。例如,可编程传感器可以测量气缸的移动距离和速度。他们可以感知气缸中活塞的速度,但也可以使用传感器数据来监测缓冲和减震器的性能,这些缓冲和减震器用于抑制气缸移动的负载。这确保了它们在特定的规范窗口内执行。如果插入这些数据,可以确保气缸按预期运行,并快速确定是否需要注意维护。
这些数据可以在PLC中看到,通过IIoT边缘设备,您可以整理、分析和汇总数据,以创建可操作的见解,以提供对机器的持续实时监控。
让我们以能源消耗为例。您可以使用像AVENTICS AF2空气流量传感器这样的技术来测量系统压力和系统气流,并将结果与事件相关联,并得出结论,当您打开给定的阀门时,您将获得一定的流量。如果下一次阀门打开时流量偏离了派生的标称值,这表明该电路或执行器内有泄漏。例如,密封件可能在气缸上磨损。你可能知道有些东西出错了,但是你如何处理这些信息以及如何使用这些信息才是关键。如您所知,机器制造商寻求实现利用物联网功能的方法。
解决数据所揭示的问题的责任落在OEM和部件制造商身上。成功也需要合作和支持。原始设备制造商和最终用户通常希望有一些额外的监控,以确保他们的机器进程得到正确的控制。与OEM合作,创建一个开放的工业物联网架构,确保适当的传感器到位,并进行正确的传感,以帮助保持机器全天候运行。这通过降低机器的总拥有成本,最大限度地提高了最终用户的投资回报。
尽早让IT专家参与进来
客户越来越熟悉更高层次的分析和数据共享的概念。更重要的是,这取决于你在机器设计过程中与谁交谈。过去,当我们与机器设计师合作时,我们讨论的是动力和空气连接等问题。现在,讨论需要涉及网络连接、安全性和VPN连接等因素。
现在比以往任何时候都更重要的是将It部门包括在设计体系结构中,并讨论这些连接是什么样子的以及数据如何移动。安全问题也很重要,特别是对最终用户来说,因此在设计的早期就请IT专家来了解将处理多少数据、数据的去向以及数据如何连接等因素。
利用合作伙伴关系实现工业物联网的成功
装备机器的组件制造商需要共同努力,了解气动是如何发挥作用的,建立真正的合作伙伴关系,为客户开发最佳的工业物联网解决方案。在现场层面,气动、驱动器、控制器和I/O系统必须协同工作。关键是要知道数据是如何在这些项目之间传递的,并确保数据到达它们需要去的任何地方,无论是在本地的web服务器上,还是到云系统上。
再次考虑能耗的例子:实现节能的最佳方法是根据所需负荷使用正确的压缩机。虽然我们可能不生产压缩机或压缩机的控制系统,但我们可以通过智能气动告诉压缩机控制系统未来12小时内的空气需求是什么。由此,控制器可以相应地管理生产压缩空气所涉及的能量,因为它可能不需要生产所有的空气。这只是组件和系统相互“交谈”以影响节能的一个例子。
将部件放在一起,以获得更好的气动性能
如何将这些因素结合在一起来改善制造商的处境?一个愿景是实现高度自主的维护过程。这意味着气动回路,或最终的机器,有100%的正常运行时间,从来没有故障。显然,部件会磨损;阀门和钢瓶已经过了指定的生命周期,需要更换。但这些数据是为了在故障发生之前预测故障,防止代价高昂的灾难性故障。
例如,一个应用程序预测了气动阀门等设备的性能下降。基于生命周期基准和B10生命周期积分,我们可以使用数据跟踪给定的阀门何时达到7500万次循环,并且需要更换。作业团队可以收到预测故障的信息,并在生产中断之前安排更换阀门的时间。
来自传感器的数据还允许我们通过感知循环速度的增加(即使是几毫秒)来预测执行器末端的减震器何时会恶化。这将触发警报,甚至向组件供应商自动发送电子邮件,提醒他们需要完成维护或准备更换组件。系统甚至可以生成订单,并自动将新组件发送给客户,因此可以计划安装,以最大限度地减少生产停机时间。
因此,通过正确的工业物联网技术方法,数据可以成为可操作的信息,有助于确保机器进行自我诊断,为最终用户提供透明度,并且永远不会出现故障。
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