Nowoczesne technologie diagnostyczne w utrzymaniu ruchu

Upowszechnienie komputerowej techniki obróbki danych i bardzo wyrafinowanych metod obliczeniowo-symulacyjnych umożliwiających szybką analizę sygnału diagnostycznego, odfiltrowanie jego zakłóceń, porównanie z zapisem w „banku informacji” i postawienie diagnozy zwiększa prawdopodobieństwo trafionych wyników częstokroć do prawie 100%. Niestety, przewidywanie prawdopodobnego czasu eksploatacji od daty diagnozowania do wystąpienia potencjalnej usterki nie jest już tak doskonałe, ale rozbieżności pomiędzy rzeczywistością a prognozą udaje się już sprowadzić do akceptowalnych granic, najczęściej poprzez zagęszczanie pomiarów diagnostycznych w obszarach podwyższonego ryzyka wystąpienia usterki. Każda z tych metod ma swoje odmienne zastosowania, co oczywiście nie wyklucza stosowania ich razem, w celu kompleksowego diagnozowania stanu technicznego obiektów. Zauważalne staje się pojawienie nowych trendów rozwojowych, bazujących na najnowszych zdobyczach e-technologii. Pojawia się już obecnie w literaturze światowej pojęcie „e-maintenace” jako nowo rodzącej się gałęzi utrzymania ruchu opartej na szerokim monitoringu i kontrolingu z diagnozowaniem bazującym na wyrafinowanych analizach statystycznych danych czy metodach modelingowych, możliwych tylko przy zastosowaniu najnowszych zdobyczy w dziedzinie zbierania, rejestracji, archiwizacji, przetwarzania i przesyłu danych. Firmy serwisowe zaczynają konkurować w oferowaniu w pakiecie swoich usług diagnostykę na wysokim, światowym poziomie. Dlatego rodzaj oferowanych usług staje się głównym wyróżnikiem wielu firm zajmujących się inżynierią mechaniczną. Szerokim frontem i w błyskawicznym tempie wkraczają technologie GSM, stając się istotnym narzędziem wspierającym diagnostykę, umożliwiającym realizację coraz to bardziej wyrafinowanych zadań w krótkim czasie. Kolejnym trendem stającym się obecnie standardem w przemyśle jest zdalny monitoring i kontrola parametrów pracy maszyn poprzez czujniki, montowane w różnych konfiguracjach w zależności od oczekiwań z wykorzystaniem technologii tzw. chmury („cloud computing”) w oparciu o oprogramowanie typu SCADA HMI i przy wykorzystaniu programów wizualizacyjnych (np. InTouch) i archiwizacyjnych (np. Historian). Nowoczesna SCADA to już nie tylko wizualizacja i archiwizacja danych procesowych. Jest to coraz częściej rozbudowane narzędzie raportowe, pozwalające na dokonywanie skomplikowanych analiz, kontroli jakości oraz diagnostyki całego układu, łącznie z automatycznym powiadamianiem serwisu o wszelkich nieprawidłowościach w procesie itd.

Najważniejsza jednak wg mnie jest zmiana w podejściu do tematu właściwego serwisu i niezawodności urządzeń. Diagnostyka zdobyła wreszcie właściwe uznanie w branżach zajmujących się utrzymaniem ruchu i serwisem w fabrykach. Służby serwisowe zostają zmuszone do kreatywnego myślenia, w jaki sposób zastosować najnowszą technologię do poprawy jakości swoich obsług, optymalnego zautomatyzowania utrzymanie maszyn i zapewnienia optymalnej opieki nad sprzętem przez cały okres jego użytkowania.

Poniżej ze względów objętości artykułu skrótowe omówienie kilku wybranych nowoczesnych metod diagnostycznych.

Wibrodiagnostyka: Order Tracking (analiza rzędów)

Analiza rzędów (order tracking) stanowi potężne narzędzie do badań stanu maszyn przy zmiennej prędkości obrotowej. Daje nam możliwość powiązania występujących zjawisk z konkretnymi prędkościami obrotowymi. Do celów analizy rzędów wykonujemy pomiary hałasu, drgań oraz prędkości obrotowej. Wynikiem pomiarów i analiz są: mapy rzędów (podobne do spektrogramów), cięcia (slice) konkretnych rzędów względem prędkości obrotowej, poziom ogólny (overall) względem prędkości obrotowej.

Jako przykład zestawu do pomiarów i analizy drgań niech posłużą analizatory drgań firmy Data Physics SignalCalc. Oferuje ona kompleksowe rozwiązania do pomiarów i analizy drgań. Są to dwie platformy sprzętowe – miniaturowe, zasilane z portu USB Quattro oraz wielokanałowy Abacus pozwalają na dopasowanie wielkości i konfiguracji sprzętu właściwie do każdego zastosowania. Analizatory drgań firmy Data Physics w połączeniu ze wzbudnikami elektromagnetycznymi SignalForce oraz ich kontrolerami SignalStar dają odbiorcy możliwość uzyskania kompletnych rozwiązań do pomiarów i testowania od jednego dostawcy. Oprogramowanie SignalCalc dostępne jest w formie modułów programowanych, które w zależności od przewidywanego zakresu zastosowań można odpowiednio dobierać na etapie zamówienia albo dowolnie rozszerzać w przyszłości. Analizatory te są przystosowane do badań strukturalnych, a w szczególności analizy modalnej. Oprogramowanie SignalCalc zawiera szereg rozwiązań pozwalających na wykonywanie tego typu testów strukturalnych. W pakiecie firma oferuje moduł diagnostyki dla maszyn obrotowych. Ten moduł to doskonałe narzędzie do pomiarów wszelkiego rodzaju mechanizmów, w których generowane są drgania związane z ruchem obrotowym. Uniwersalność analizatorów drgań pozwala również na wykrywanie zjawiska kawitacji, które występuje najczęściej w instalacjach rurociągów. Dostępne na rynku przyrządy przenośne pozwalają też na wyważanie wirników w łożyskach własnych, na obiekcie.

Ograniczeniem metody jest niska prędkość obrotowa, diagnostyka łożysk przy prędkościach poniżej 60 obrotów na minutę staje się niemiarodajna.