Система мониторинга состояния электродвигателей без использования датчиков e-MCM | Artesis

Запатентованный алгоритм машинного самообучения позволяет прибору e-MCM выявлять неисправности заблаговременно, иногда за 6 месяцев до наступления отказа. Благодаря круглосуточному мониторингу и анализу напряжений и токов в режиме реального времени прибор e-MCM способен обнаруживать электрические, механические и технологические неисправности двигателей с постоянной и регулируемой скоростью и генераторов без использования сложных и дорогостоящих систем диагностики.



Прибор e-MCM контролирует состояние приводного оборудования, эффективно используя сам двигатель в качестве сложного измерительного преобразователя. Прибор требует лишь подключения к электропитанию двигателя и не нуждается в специальных датчиках. Поскольку прибор e-MCM устанавливается стационарно, он обеспечивает непрерывный мониторинг неисправностей и не зависит от затратного ручного сбора данных.

Система мониторинга состояния Artesis e-MCM

Прибор имеет компактный, монтируемый на панель корпус и работает на базе запатентованной технологии NASA, которая обеспечивает возможности обучения машины. Прибор e-MCM способен выявлять разнообразные неисправности путем автоматического самообучения с учетом нормальных рабочих условий оборудования. Таким образом, прибор может точно идентифицировать и диагностировать неисправности задолго до того, как они превратятся в угрозу.



Ключевые преимущества
• Сокращение эксплуатационных расходов
• Повышение производительности
• Увеличение ресурса оборудования
• Экономия электроэнергии
• Повышенная безопасность процесса

Отрасли промышленности
• Нефтегазовая
• Энергетическая
• Цементная
• Металлообрабатывающая
• Фармацевтическая
• Автомобильная
• Водные хозяйства
• Транспортировка
• Производство продуктов питания и напитков
• Строительство

Области применения
• Компрессоры
• Вентиляторы
• Насосы
• Конвейеры
• Генераторы
• Оборудование с приводом от двигателя
• Установки подогрева воздуха
• Смесители

Непрерывный мониторинг вращающегося оборудования

Прибор e-MCM постоянно контролирует вращающееся оборудование путем измерения параметров и их сравнения с параметрами цифрового двойника, созданного на этапе самообучения. В отличие от обычных систем онлайн-мониторинга, уникальный алгоритм машинного самообучения позволяет прибору распознавать нормальный режим с учетом широкого диапазона рабочих условий (например, при разных скоростях или нагрузках), что гарантирует строгий контроль без ложных аварийных сигналов. Если прибор e-MCM выявляет новое рабочее состояние, которое не было учтено на этапе самообучения, пользователь может включить этот новый режим в состав контролируемых состояний.



Обнаруживаемые неисправности
• Ослабленный фундамент, ослабленные компоненты
• Нарушение механической балансировки
• Нарушение соосности
• Неисправности трансмиссии
• Неисправности приводного оборудования
• Неисправности редуктора, ремня, муфты
• Неисправности подшипников
• Неисправности ротора и статора
• Внутренние электрические неисправности
• Внешние электрические неисправности

Технологические неисправности
• Повышенное потребление электроэнергии
• Низкая эффективность
• Кавитация в насосах
• Турбулентность потока в вентиляторах, воздуходувках
• Загрязнение фильтров и теплообменников
• Проблемы смазки
• Двигатели завышенной/недостаточной мощности
• Нарушения потока воздуха

Мониторинг мощности
• Vr, Vs и Vt
• Jr, Is и It
• Частота
• Небаланс напряжений
• Небаланс токов
• Нагрузка двигателя
• Коэффициент мощности
• Активная мощность
• Реактивная мощность
• Суммарный коэффициент нелинейных искажений и нечетные гармоники

Как работает система?

В приборе e-MCM компании Artesis для обнаружения и диагностики неисправностей электродвигателей и подключенного оборудования используется технология математического моделирования. Математическая модель состоит из набора дифференциальных уравнений, описывающих электромеханические свойства системы, а ее построение осуществляется на этапе самообучения. Во время этого этапа происходит непрерывное измерение трех входных напряжений и трех выходных токов. Эти значения обрабатываются системными алгоритмами идентификации, которые определяют параметры модели во всех рабочих состояниях.

После завершения процесса обучения на приборе e-MCM создается готовая модель, отражающая нормальный режим работы оборудования во всех рабочих состояниях. Когда в двигателе, трансмиссии или приводном оборудовании начинает развиваться неисправность, это влияет на форму сигнала выходного тока и вызывает отклонение фактического режима работы от модели системы. Например, возникающие из-за нарушения балансировки небольшие радиальные и крутящие смещения в приводном вентиляторе передаются через муфту на двигатель и изменяют его электрические характеристики в регистрируемом и повторяющемся режиме.

Это позволяет прибору e-MCM использовать двигатель в качестве датчика, определяющего неисправности в двигателе, трансмиссии или приводном оборудовании. Во время мониторинга e-MCM непрерывно сравнивает параметры рабочей модели с параметрами базовой модели, созданной и сохраненной на этапе самообучения прибора. Прибор e-MCM сопоставляет изменения всех этих параметров с эквивалентными физическими характеристиками двигателя или приводной системы и оценивает степень серьезности изменения.

По результатам такой оценки e-MCM либо определяет текущее состояние оборудования как нормальное, либо предлагает профилактические меры в случае неудовлетворительной оценки состояния. Такое подход не только обеспечивает повышенную чувствительность и надежность аварийного оповещения по сравнению с обычными системами многоуровневой сигнализации, но и позволяет распознать тип неисправности, которая вызвала проблему.

Простота работы

Прибор e-MCM предоставляет четкую информацию по обнаружению неисправностей, диагностике, времени наработки до отказа и корректирующим мерам. Прибор требует внимания пользователя только в случае обнаружения проблемы, что выгодно отличает e-MCM от систем последовательного анализа, которые требуют значительных усилий и затрат лишь для того, чтобы установить, присутствует проблема или нет. Прибор автоматически оценивает степень серьезности отклонений и отображает на дисплее результаты сложного анализа по системе светофора. По мере развития неисправности индикатор меняет цвет с зеленого на желтый, что указывает на необходимость проведения технического обслуживания в будущем. Красный индикаторный сигнал указывает на высокую степень серьезности проблемы и требует принятия незамедлительных мер.

Программное обеспечение

Установленное программное обеспечение предоставляет обработанные данные в формате требуемых к принятию мер. Это значительно снижает требования к уровню квалификации пользователя и позволяет контролировать состояние оборудования персоналу, для которого раньше это было слишком сложной задачей.

Система e-MCM предлагает различные варианты дистанционного мониторинга, начиная с локального контроля и заканчивая облачным мониторингом на платформе loT.



• Программное обеспечение AES (на базе Windows), работающее на локальном сервере
• Платформа Artesis Web loT на облачном сервере
• Интеграция стороннего программного обеспечения по протоколу OPC
• Простой интерфейс с отображением практической информации о мерах, рекомендуемых системой автоматической диагностики неисправностей
• Комплексное обнаружение неисправностей путем мониторинга электрических, механических и технологических параметров вращающегося оборудования
• Использование на удаленном или недоступном оборудовании, которое сложно контролировать другими методами
• Применение в опасных зонах или экстремальных условиях окружающей среды, где невозможна установка датчиков на оборудовании
• Доступны программные пакеты для интеграции с различными сторонними системами, включая интегрированный мониторинг состояния, СКАДА/ЧМИ и составление отчетов/интеллектуальный анализ данных

Расширенная диагностика неисправностей и типы аварийных сигналов

Обычные системы для мониторинга состояния оборудования прекрасно справляются со сбором данных, но требуют специальных знаний и опыта для их интерпретации в информацию, на основе которой можно принять решение. Прибор e-MCM от Artesis способен использовать создаваемую на этапе самообучения базу данных об оборудовании не только для обнаружения момента развития неисправности, но и для распознавания типа неисправности. Это позволяет группе технического обслуживания направлять свои усилия в правильную область без привлечения эксперта по диагностике.

Система диагностики способна идентифицировать большинство механических неисправностей, связанных с типовым приводным оборудованием, включая нарушения балансировки и соосности и неисправности подшипников. И поскольку прибор e-MCM работает по принципу измерения потребляемого двигателем тока и напряжения, он также может использоваться для диагностики проблем электродвигателей. Кроме того, прибор также может предоставлять сведения о рабочих условиях и информацию о потенциальной оптимизации параметров с учетом мощности, угла сдвига фаз и суммарного коэффициента гармонических искажений.

Расширенные инструменты анализа для экспертов

Программное обеспечение Artesis e-MCM позволяет проводить детальный анализ с помощью инструментов Power Spectral Density (Спектральная плотность распределения мощности) и Trend Analysis (Анализ изменений) и выявлять основные причины неисправностей.

Прибор e-MCM изначально разработан как самодостаточное устройство, требующее вмешательства пользователя лишь при обнаружении проблемы. Прибор может также выступать в роли интеллектуального компонента комплексной централизованной системы мониторинга и диагностики на предприятии. Прибор можно подключать к пользовательским системам через стандартные интерфейсы и отображать результаты на существующих системах визуализации.

Поставляемое компанией Artesis программное обеспечение AES и loT используется для сбора данных и управления информацией, поступающей со всех устройств e-MCM. Оно также предоставляет расширенные инструменты диагностики и позволяет осуществлять дистанционное управление всей системой. С помощью программного обеспечения пользователь также может получать поддержку от компании Artesis в процессе мониторинга состояния своего оборудования, которая предоставляется через специальные службы дистанционной интерпретации результатов.

Экран анализа изменений

• Многоязычная поддержка
• Расширенные инструменты анализа изменений
• Инструмент для отправки диагностических сигналов по электронной почте
• Поддержка OPC DA
• Анализ спектральной плотности распределения мощности
• Функция сбора данных о форме сигнала по 6 каналам

Единственное эффективное решение для труднодоступного оборудования с легкой установкой

Для установки e-MCM требуется просто подключить прибор к трем фазам питающего напряжения двигателя через трансформаторы тока (и иногда напряжения) и закрепить монитор в удобном месте на панели. Прибор e-MCM обычно располагается на щите управления двигателями или рядом с ним, что особенно важно при ограниченном доступе к установке по причине ее удаленности или наличия опасной или неблагоприятной среды.

Такой подход предоставляет все преимущества использования онлайн-систем и исключает прокладку дорогостоящих кабелей до датчиков, устанавливаемых на электрической машине. При первом включении e-MCM прибор автоматически выполняет процедуру самообучения, во время которой он изучает нормальные рабочие условия оборудования. По окончании этой кратковременной процедуры прибор готов к работе и не требует долгой ручной настройки.