南频-白皮书-监控温度来提升效率和设备正常运行时间关键业绩指标(KPI)



机器工厂需要恒定的监控


机器工场是马达,泵,空气处理器,运输带的复杂组织和数不清的机器阵列。尽管由于行业和目的导致单一元件的不同,设计还是大部分一样的。很多想法涌入这个组织,性能,能源效率和这些系统的控制。尽管每个人最佳的努力来设计一个良好功能的工厂,还是有让人吃惊的影响性能和工厂运转可靠性。

过去,马达在功率水平被指定在工厂实际需求之上,在长的周期时间贡献给高可靠的运转。但是这个过标准的设计策略不是一个省能源的方法。更好匹配的马达给他们的功率要求达到很大的电功率成本节约,但是在此方法下的马达有风险。

世界继续采用马达驱动的设备,因为它简化了操作和促进自动化。随着对电力需求的增加,高增长的设施面临触及供电的极限的风险。对于这些设施催促供电的限制,降低电功率消耗,转化为更多的在一个工厂中工作的生产线,或数据中心的更多的服务器.

采用“绿色”马达节省能源,但是增加过热的风险.行业正在变得“更绿色”来提升电子性能和快速从尺寸过大的马达升级。额定马力和其负载要求接近的马达面临其它问题。没有合适的管理,这些问题不可避免地导致热过载而破坏马达的绝缘而促发早熟老化和烧坏马达。有些问题包括太频繁地启动马达,在高的惯性负载下固定轴过流,而且供电问题比如单相和低压.绿色马达带来巨大的效益,但是也要求紧密关注他们的管理。

启动一个马达的行为能产生热过载。当电力马达启动的时候产生高扭矩。这个额外的扭矩在将泵移动和传输带生产线运转是有帮助的。不幸的是,和常规运转的马达相比,额外扭矩其不利的一面是马达绕组的电流是非常的高。这些启动电流产生极大的热且能产生内部温度远高于绝缘材料的热极限,假如在一个快速的连续马达停止了和启动了而未允许足够的时间让马达冷却。只要启动行为没有过热马达则没有问题。假如马达连续启动数次而未经过足够的时间来冷却,严重的绝缘危险就连续会产生。尽管使用今天的高温绝缘标准,频繁地开启和停止能导致严重的马达损坏,特别是当工厂采用“绿色”马达时。


监控温度来保护设备

避免热损坏的核心不是秘密;只需监控设备温度即可。在重启之间允许马达有时间来冷却来避免重复启动的热损坏是很重要的。很多马达制造商有规定每小时允许的最大重启次数来避免热损坏。超过马达制造商规格来启动马达会导致绝缘过热继而导致绕组内部短路,然后触发灾难性的马达故障和烧坏。

没有温度传感器很难估计设备的温度。也非常困难等待30分钟才让生产线重新启动,因为停止产线的每分钟就是一分钟的利润丢失。

很多马达厂家在1960年之前被强制工作在低温条件,因为它们是用低温绝缘材料。这些马达通常指定其功率水平远高于它们的运转负载要求,这样就帮助了它们的工作温度更低。1960年前的马达的外壳温度只有点温暖或在触摸的时候少许热而已。

现代马达的制造用的是更可靠的绝缘,且通常声称在范围之内更加接近对准于它们的运转负载。这些马达通常在开高了的外部温度下操作,位于或者靠近煮沸温度,触摸就变得非常危险。使用温度传感器是唯一的完全且精密的方法来测量马达温度。传感器帮助识别设备是否在预期下工作。

传感器:提升效率的重点

不再是用你的手来猜测温度,一个更好的办法是用可靠的传感器来知道马达,泵和轴承的温度。传感器允许对温度的精密测量。在基础的水平,传感器会告诉你设备是否在其常规范围中工作,或者设备需要你的关注。可信赖的传感器数据能在影响且引导你往下一步走。

很自然假设一个机械工厂是最初设计了所有场合需要的传感器来管理和控制常规的运转。这是在工厂初建的时候就考虑到了的,但是工厂是一直在演进的.设备老化了,高功率马达被“绿色”马达所替换来省能源和降低运转成本,在开始的时候产生惊奇不太明显。外部改变也能影响机械工场,比如供电的质量和可靠性。

为提升效率的改善也能使设备更易遭受热损坏。每小时最大重启次数的概念在工厂设计和建设的时候没有被考虑进去,但是它们能变成一个主要的考虑去影响运转KPI和成本效率。

数据改变你对故障根源的看法

用传感器来监测更多可测量的参数,你就能更好地配备来运转和管理你的工厂。传感器增加对风险的认知且对潜在的危险条件告知报警。你甚至可能检测到待发生的失效条件和在故障导致停止运转之前计划预防维护。

例如,貌似你的马达老是断路导致工厂停运的根源;一个情形看似呼叫一个昂贵的马达替换。一个更好的方法使用传感器来监测更好的参数和汇报实际的状态。一旦更好的数据在手,你就会发现断路马达是在比规定要求的更热温度在工作,或者是供电有些稍微低压。频繁地马达断路可能是你问题的根源,或者它可能就是其它地方问题的主要指标。

传感器允许你来区分因果关系。它们也给你机会来主动地解决问题。你从一个移动式的感应和监测系统对一个简单的现场检查会得知,导向你完全不同的方法。假如需要精细化的数据粒度,安装一个连续性的实时监控系统就是一个选项。万一知道供电不稳定的话,当电网面临更低压力,敏感的制造就要被重新安排,会变得更加可靠。

传感器如何为洞察力助力?

对于马达,泵和其它机械单元,知道其基本温度来检测超范围的状态是很基础的。

一个策略就是安装方便的传感器,然后就在常规工作条件下获得了一个温度基准。当单一设备的工作温度超过了这个基准,那么就该开始寻找原因了。或许是轴承,或许是供电,又或者是马达的绝缘已经被破坏了。

待发生故障的早期提示允许敏感运转延迟或者重新规划。两者中的任何选项可能都优于等待一个未计划的故障。

做为物联网计划布局传感器是很平常的。现在对于维护团队有了新的选项来安装和运转。大的物联网安装需要时间来计划,合同和建造,所以你可能现在想导入一个现场检查可预测的维护系统来获得温度数据且形成洞察力。

开始你预防性维护的第一步

RFMicron的预防性维护温度监控系统提供了现实世界的机械工厂数据。更快的数据意味着给你的团队更快和更有洞见的行动。此系统包含了采用了智能无源感应技术的无线温度传感器。这些无线传感器用内置的胶贴直接安装在复杂的设备上。

此系统包含了一台强大的手持读卡器,适合于维护团队来检查设备的状态。传感器通过从读卡器发射出的无线信号获得供电;所以传感器是免电池的且免维护的。

读卡器预装了监控软件。传感器很容易被系统注册,所以很快就可以测温。因为读卡器和传感器通过了非常广泛的兼容性测试,所以确保了精度和兼容性。

此系统允许维护团队来每月一次地测量工场状态,或根据风险的故障成本可以是每小时一次。升级成固定读卡器则可以持续监控这些同样的手持机使用的传感器。

不论你的预防性维护需求是什么,一个温度监控系统是最大化利用你的机械工厂的核心。

来自不同源头的设备风险

设备问题来自一系列的源头:启动马达,频繁地停止和启动马达,轴锁住过流,高惯性负载和轴承损坏,还有供电问题比如单相和低压。现代化的“绿色”马达极大地改善了效率,但还是需要密切地管理它。

1,启动一个电动马达会产生一个强的电流进入绕组。在开始的时候,轴速度是零,马达电流处于最高。此电流是有用的因为其产生了很大的扭矩,这对于让马达开始旋转是必要的,但是这些高电流也会让马达绕组迅速开温。对于有效启动和运行的系统,其启动电流和快速加热效应不是一个问题,马达会享受其常规的寿命。

2,频繁地启动和停止能产生内部马达温度聚积最终破坏绕组绝缘。

3,轴被锁住的情况会在风扇或者运输带卡住的情况下出现。非常和启动的条件类似,当轴被困住时马达绕组中的电流快速增加,内部温度就迅速达到了风险水平。

4,高惯性负载会在大件物体放在运输带上时产生,或在不同类型的泵类运转时出现。马达将会处于高电流热的条件之下,直到大件物品或流速在适当的速度移动。高惯性负载会导致绝缘过热和马达损坏。

5,轴承危险是由于润滑不当造成的,也可能是由于不良的电气绝缘。一旦马达绕组的绝缘开始有问题之后,电流就会分流到马达外壳和轴。此电流寻找到地的最佳路线,通常都是通过轴承。电流经过轴承导致凹陷和早期轴承失效。

6,单相会在三相马达的供电丢掉一相之后发生。马达将会继续在双相工作。电源的不平衡产生更高的电流就会触发过热。

7,低压在低于马达要求的电压时发生,低压是厂区的一个问题使得在供电的极限值操作。低压导致电流上升继而触发过热和损坏。

RFM5104-A产品小册子和本文英文版

应用:

保护机械工厂
确保有效运转
可以预计的维护
检测电子马达
检测暖通效率
检测AC开关柜
设备温度监控

料号清单:

RFM3250-BFS (FCC 902 to 928 MHz)
RFM3250-BES (ETSI 865.6 MHz to 867.6MHz)

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