為行業帶來有效的狀態監控和數據管理

4 月 10

工業渦輪機
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狀態監測

隨著全球製造和加工業務面臨不斷提高生產性能和降低成本的壓力,三菱電機歐洲BV,工廠自動化–歐洲業務集團和Raima的道格拉斯·威爾遜(Douglas Wilson)的三菱電機歐洲BV高級業務開發經理監控,概述了今天可能發生的事情,並突出了仍要發生的事情。

面對日益激烈的全球競爭,企業希望降低成本,提高生產率並提高其OEE(整體設備效率)得分達到世界一流水平,因此,主要考慮因素包括優化資產利用率,減少浪費,降低能耗和最大程度地延長正常運行時間。

能源消耗和計劃外停機的成本尤為令人關注。歐洲各地的法規使企業必須管理能源消耗並最大程度地減少能源峰值,而計劃外的停機維修成本每小時可能達到數万英鎊。預測問題並在計劃維護期間搶先解決這些問題的能力至關重要。

解決這些問題的主要工具之一是狀態監視。在此,將持續監控指示工廠和機器狀況和運行的關鍵參數,例如尋找可能指示正在發展的故障的重大變化。監視的典型參數包括振動,溫度,潤滑劑污染,噪聲和電流消耗等。

曾經有一段時間只定期進行狀態監控,這意味著需要具有博士學位的科學家團隊研究圖表和圖形,分析可能表明機械失衡的峰值。這是一個昂貴的過程,並且僅在最昂貴的資產或最高價值的生產線上才是合理的。但是,近年來情況發生了根本變化,大量現成的傳感器提供了簡單的信號,表明設備逐漸超出了公差範圍。

擴展應用

這種狀態監視對於諸如風力渦輪機之類的高價值資產至關重要,但是新興的狀態監視技術和技術意味著它還可以為小型機器提供具有成本效益的保護,從而使任何人都能提高效率,減少能耗並消除停機時間。單獨的監視通道可以專用於任何泵,風扇,電動機,離心機,渦輪機或振動篩,從而提供有效且負擔得起的狀態監視。

最新的智能設備,加上所有行業中連接性,現場總線和基於以太網的網絡的改進,一直是狀態監控技術日益普及的主要推動力。但是重要的考慮因素是如何收集,存儲,管理,分析和處理大量狀況監視設備生成的大量數據。

產生的數據流當然不能手動監視,但是越來越多的數據流也超出了傳統的工廠自動化體系結構。儘管PLC(可編程邏輯控制器)是順序控制和某些模擬處理的理想選擇,但它們沒有數據處理或分析功能,無法從大量狀態監測數據中得出可用的結論。

同時,將這些龐大的數據流從工廠車間傳輸到更高級別的數據庫通常是有問題的:傳統的PC(個人計算機)數據庫解決方案與工廠車間控制系統集成可能很困難,昂貴且耗時,並限制了速度和數據傳輸量。此外,一旦分析了數據,將可操作信息中繼回自動化系統可能很難進行優化。

所需要的是一種新方法,它必須在自動化體系結構內開始。三菱電機通過其C控制器解決了這一問題,C控制器是一種專用的C語言CPU,可以獨立運行或安裝在標準MELSEC Q系列PLC硬件上。 C控制器CPU與成熟的Q系列I / O,網絡模塊和運動控制卡無縫集成,作為多學科自動化平台的一部分,它提供了靈活,可靠,易於擴展的基於機架的PC解決方案。

狀態監視所需的那種數據分析本質上比基於PLC的方法更適合於基於PC的方法,並且與使用PLC語言相比,許多系統開發人員更願意使用C或C ++開發複雜的數據分析程序。

雙向

C控制器提供了兩全其美的優勢,它使用標準的MELSEC Q系列硬件為使用C和C ++進行編程的工程師打開了自動化的世界,從而確保了高系統可靠性,穩定的長期供應以及較低的維護和管理成本。它提供了基於PC的高級控制,從而降低了總擁有成本並提高了操作的穩定性,並具有與PLC無縫集成以及更廣泛的自動化環境的優勢。

三個Mitsubishi Electric iQ Platform支持的CPU(中央處理器)模塊中都提供了C控制器。 Q12DCCPU和Q24DCCPU型號分別包括兩個和三個以太網端口,一個RS232端口,一個USB端口,一個CF卡插槽和一個用於調試和診斷的7段顯示器。第三種稱為Q06CCPU的型號提供了一個以太網端口,RS232端口和一個CompactFlash卡插槽。所有CPU均預裝有Wind River VXWorks實時操作系統。程序開發環境選項包括用於Q12和Q24DCCPU的三菱電機自己的CW工作台和Wind River的工作台,或者用於Q06CCPU的Tornado。

CW Workbench是三菱電機的新工程工具,專為C控制器而設計,可快速,輕鬆且以低成本開發完整的嵌入式系統。 CW Workbench提供了系統開發所需的所有基本功能,包括編輯器,編譯器和調試器。三菱電機還提供用於C控制器CPU的全套設置和監視工具,提供無程序參數設置和無程序診斷。這導致監視連接模塊的狀態並輕鬆執行簡單調試的簡單方法。

三菱電機與eF @ ctory聯盟合作夥伴Raima合作,使該解決方案在收集,存儲,管理和分析與狀態監視相關的大量數據方面更進一步,使Raima的RDM嵌入式數據庫技術能夠在C控制器上運行中央處理器。

這提供了一個堅固的數據庫平台,該平台允許直接使用控制器而不是使用更高級別的PC數據庫來存儲,管理和訪問數據,從而為提高性能和簡化集成提供了巨大的潛力。它允許用戶利用實時操作系統和CPU的C編程環境來定制RDM Embedded以適應特定的應用程序需求。

數據庫技術

RDM Embedded是一個高性能,小占用空間的嵌入式數據庫解決方案,在過去25年中已成功將其部署在數百萬個關鍵業務應用程序和設備中。合併後的Mitsubishi Electric-Raima C NetDB解決方案嵌入Mitsubishi Electric C Controller中,可提供一個數據庫,該數據庫可以快速,可預測和可靠的方式收集控制器數據,並具有實時實時響應以跟上快速變化的事件並經常進行更新數據。它是符合ACID(原子性,一致性,隔離性,耐久性)的數據庫,這意味著保證所收集的信息是準確的。自動恢復功能可確保數據不會由於系統故障而被破壞。並且RDM Embedded提供了現代製造流程所需的高可用性。

易於安裝,C NetDB隨預裝了操作系統一起提供,只需要插入三菱電機Q平台基礎機架即可。然後,可以使用標準C編程輕鬆地對其進行配置和自定義,以滿足個人需求。與傳統的PC解決方案相比,維護時間和成本大大減少。例如:穩定的操作環境不需要像傳統PC OS(操作系統)那樣不斷進行補丁和升級。此外,這還減少了PC OS更改時有時會遇到的麻煩的兼容性問題。

關鍵功能包括能夠通過SQL(結構化查詢語言)查詢的循環表跨多個目標執行單個查詢的功能。此外,嵌入式RDM還提供諸如數據庫游標,共享內存協議,多種數據類型,大容量插入API(應用程序編程接口),“臟讀”隔離級別,增強的加密以及選擇性複制和通知之類的功能。

與標準數據類型(例如整數,字符,寬字符和二進制)一起,RDM還支持日期/時間/時間戳,BCD(二進制編碼的十進制)和GUID(全局唯一標識符)等數據類型。日期/時間/時間戳允許基於自然時間的日誌記錄和操作。 BCD是一種標準的數據庫表示形式,可滿足要求所有十進制數字均需精確值的應用程序的需求。 GUID數據類型提供了唯一的128位算法生成的標識符,與使用序列生成器相比,具有更好的唯一性保證。

可選的基於Web的界面通過其微型HTTP(超文本傳輸協議)服務器以及功能強大的複制服務器提供了增強的靈活性。例如,複製功能允許將數據從Raima的RDM嵌入式數據庫移動到第三方數據存儲(例如SCADA(監控和數據採集)系統,ERP(企業資源計劃)系統和企業數據庫)。這些功能使對數據庫的遠程訪問更加簡單而又非常強大,從而允許對監視和控制工業應用程序進行更複雜的部署。

RDM的複制功能包括第三方復制,並支持從多個主表到單個從表的循環表數據的選擇性複制,這對於發生狀態監視的網絡邊緣的設備很重要。存儲在每個主機的循環表中的數據被複製到中央控制系統,該系統維護所有設備數據的永久歷史記錄,然後可以將其用於各種時間序列和其他分析。

高性能

RDM Embedded是一種高性能的數據管理解決方案,可提供現代狀態監視應用程序所需的實時實時響應,並具有大量實時事件數據流。高度優化的數據庫引擎支持極高的事務處理率,並支持所有主流的實時操作系統。

除了實時處理之外,RDM Embedded還通過符合ACID的數據庫引擎進一步提高了響應速度,該引擎支持根據應用程序和性能要求的多種索引方法,包括B樹和哈希索引。與B樹索引方法相比,大容量散列通常提供對數據的更快訪問。

例如,振動監控可以突出顯示旋轉機械中出現的故障。使用加速度計,可以讀取機器軸承箱上的讀數以測量振動,而其他傳感器可以測量旋轉軸以測量其徑向和軸向位移。將振動水平與歷史基準值進行比較可以表明軸承即將發生故障,並可以採取措施。

變速驅動器現在可以提供診斷信息,例如電流消耗值警告,這些警告可能表明電動機性能下降,或者可能突出顯示與電動機軸相連的設備中的問題。

同時,最新一代的能源監控器可以提供從單個關鍵組件到整台機器的所有能源消耗的輸出。溫度傳感器和就地固定式熱像儀可提供能耗和即將發生的組件故障的有用指示。在需要有效潤滑的行業中,最新一代的電導率傳感器可以在高水位開始引起問題之前很久就可靠地檢測出油中的水位。

然後,我們可以看到,運行在三菱電機C控制器上的RDM Embedded解決了當今製造企業所需要的安全,實時狀態監控數據吞吐量的需求。強大而自動化的數據管理,流程和分析具有許多優勢。儘早發現發展中的故障意味著更少的故障,並導致正常運行時間增加,進而意味著生產率的提高。

發現機器和設備超出公差範圍的能力意味著產品質量始終很高,並且減少了廢物產生。改進的維護計劃可以降低成本,監控和管理能耗的能力也可以降低。出色的資產利用率減少了對額外機器的資本支出的需求,同時能夠在嚴重故障之前檢測出故障,這意味著減少了持有昂貴零件的庫存的需求。

未來

隨著狀態監視技術和分析策略變得越來越複雜,還會有更多的變化。我們已經看到了分析軟件包的出現,這些分析軟件包可以在難以監視的應用程序中推斷出參數。例如,查看兩個可以監視的參數,然後可以推斷出第三個參數的值,並根據該推斷做出維護或生產決策。此外,我們可以期望數學模型將得到改善,並且相關軟件將變得更加擅長於完善狀態監視數據和事件數據,從而能夠做出更好,更明智的決策。

隨著傳感器和監視設備變得越來越智能,可用數據的質量和數量將不斷提高,有關狀態,生產效率,能耗,機器可用性等方面的數據將達到全新的水平。同時,機器對機器(M2M)通信的興起正在推動連接智能的新模式,它將高效的通信與具有成本效益的數據傳輸成本結合在一起。 M2M通信使數據成為最終的管理工具,使用戶能夠實施和操作極為複雜和復雜的系統,同時仍然能夠有效地監視那些系統中正在發生的事情。

三菱電機歐洲公司和eF @ ctory聯盟合作夥伴Raima憑藉強大而持久的合作夥伴關係,在狀態監測這一革命的前沿。這兩個市場領導者在各行各業的數十年經驗,意味著他們不僅對用戶需求做出反應,而且實際上在推動狀態監測等領域的發展,為最終用戶提供提高性能和降低能耗所需的工具。費用。

關於萊馬

Raima為內存中數據庫使用和持久存儲設備提供高性能,始終基於數據庫的技術。 Raima的核心重點是為從小型嵌入式設備到企業級硬件系統的所有內容開發數據庫管理解決方案。

Raima數據庫管理器(RDM)產品是跨平台,佔地面積小,快速而可靠的數據庫解決方案,旨在收集,存儲,管理和移動數據。它們在全球範圍內的各種數據管理解決方案中得到廣泛使用,例如工業自動化系統,軍事飛行控制系統,電信路由器和交換機,金融交易系統,醫療設備,數據備份解決方案,消費電子設備等等。

所有產品均具有可靠可靠的ACID兼容數據庫技術,並採用了許多高級解決方案來應對當今復雜的數據管理挑戰。例如,將數據從小型低功耗嵌入式設備移至大型企業系統,構建高度可用的數據庫系統,支持數據庫分區以促進數據分發和可伸縮性,以及允許從多個外部源訪問數據的接口。

Raima數據庫管理器(RDM)產品通過提供數據模型和訪問方法選擇來滿足最嚴格的性能要求,其中包括滿足各種數據管理體系結構設計的選項。

有關RDM的更多信息或下載SDK進行評估,請訪問 產品頁面.

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