水泵是變頻增壓泵、恒壓供水設備、無(wú)負壓供水設備等二次供水設備的核心設備,沒(méi)有它,供水設備無(wú)法工作,而電機則是水泵的核心,因此,提升電機使用壽命、確保其長(cháng)時(shí)間穩定運行就非常必要了,下面我們談?wù)勲姍C態(tài)監測技術(shù)。除了繁瑣復雜的人工檢修和排查,我們在電機的維護和保養方面所采取的措施也仍然是非常有限的。
這其實(shí)會(huì )帶來(lái)一個(gè)很?chē)乐氐膯?wèn)題,就是極高的設備風(fēng)險成本。因為我們知道,作為設備機械動(dòng)力源的電機,其安裝使用和維修更換的過(guò)程往往是極為耗時(shí)、費力的,一旦出現任何故障或損壞造成設備停產(chǎn),總是會(huì )給企業(yè)帶來(lái)不小的經(jīng)濟損失,包括:設備停機導致產(chǎn)能效率下降,以及因電機損壞而發(fā)生設備二次損傷...等等。
因此,根據設備與電機的當前和歷史工作狀態(tài),提前對可能出現的故障狀況作出相應的預判,并有計劃的對設備和電機進(jìn)行維護保養,就顯得十分必要了。
不過(guò),這種對電機運行狀態(tài)的監控,并不僅僅是我們通常意義上所說(shuō)的過(guò)電流報警和過(guò)溫保護。因為無(wú)論是電機過(guò)流還是過(guò)溫,其背后的故障原因往往是十分復雜的,很難基于這些報警信息快速采取有效的糾正措施。
尤其是對于很多因機械傳動(dòng)異常(如振動(dòng)或磨損)而造成的電機損壞,往往需要經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行后才可能會(huì )引發(fā)故障,此時(shí)電機發(fā)出的過(guò)溫/過(guò)流報警,通常是沒(méi)有太大意義的,因為其本體(軸、軸承、繞組、編碼器...)很可能已經(jīng)受到一定程度的損傷了;并且,如果不查明故障根源,就對其實(shí)施復位操作或產(chǎn)品更換,設備再次停產(chǎn)幾乎是不可避免的。
要確保電機的長(cháng)時(shí)間穩定運行,我們真正需要的是,對包括:電流、溫度、扭矩、振動(dòng)...等各類(lèi)電機運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息和歷史數據,進(jìn)行交叉比對和趨勢分析,基于對電機運行健康狀況的評估,為設備的運維保養制定相應的計劃和流程,并采取行動(dòng)。
換句話(huà)說(shuō),從電機反饋給設備系統的應該是一系列實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)數據,而不僅僅是一兩個(gè)簡(jiǎn)單的狀態(tài)信息或報警。
對電機進(jìn)行狀態(tài)監測,比較常見(jiàn)的做法,是通過(guò)加裝專(zhuān)用的傳感器,測量電機本體的溫度和振動(dòng)等級。
并借助專(zhuān)門(mén)的儀器設備對監測數據進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和分析;或者將傳感器直接接入專(zhuān)業(yè)的狀態(tài)監測系統,用以分析和評估電機運行的健康狀況和歷史趨勢。
這其實(shí)已經(jīng)是一種極為成熟的電機狀態(tài)監測解決方案了,不少專(zhuān)業(yè)的廠(chǎng)家都能夠提供完整的產(chǎn)品體系,功能也十分齊全。不過(guò),對于大部分企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō),它的應用成本就顯得太高了。加之技術(shù)方案往往較為復雜,通常只有在一些對風(fēng)險把控極為嚴格的重要場(chǎng)合才會(huì )使用(如:發(fā)電機組、風(fēng)機、泵站...等)。
為了降低電機狀態(tài)監測的應用門(mén)檻,提升系統的易用性,針對通用型低壓電機,一些自動(dòng)化廠(chǎng)商開(kāi)始提出所謂“智能電機”的概念和產(chǎn)品。
首先,對于內部已經(jīng)集成了位置編碼器的電機來(lái)說(shuō),其實(shí)是可以利用連接在機械傳動(dòng)軸上的伺服反饋,實(shí)施電機狀態(tài)監測的。
例如,市面上一些采用數?;旌戏答仯ㄈ纾篐IPERFACE Stegmann、EnDat 2.1... )的伺服電機,就能夠在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)輸出高精度位置/速度信息的同時(shí),通過(guò)其數字通訊端口向設備控制系統反饋一些電機靜態(tài)/動(dòng)態(tài)運行數據,包括:電機換相轉子位置、編碼器內部溫度、產(chǎn)品電子銘牌標簽、電機硬件參數...等等。
面市的一些高性能電機產(chǎn)品,如上圖所示的 Premo 集成高精度減速機伺服電機上,就已經(jīng)搭載了基于 HIPERFACE DSL 數字式反電機饋的集成狀態(tài)監測技術(shù)。
基于這種高速數字式反饋技術(shù),用戶(hù)還可以通過(guò)在電機(傳動(dòng)軸)編碼器上擴展傳感器端口模塊(如上圖中的 SensorHub),在不增加任何外部硬件接線(xiàn)的情況下,將包括繞組溫度、振動(dòng)加速度和頻率、軸承受力、扭矩反饋...等在內的各類(lèi)傳感信號,接入設備的傳動(dòng)和控制系統,從而實(shí)現更全面的電機狀態(tài)監測。
然后將檢測數據通過(guò)藍牙、Wi-Fi ... 等數字通訊方式,傳送到移動(dòng)智能終端(手機、Pad...等)和廠(chǎng)家的云端服務(wù)平臺(如:Ability、MindSphere),進(jìn)行系統分析。
這不僅讓用戶(hù)可以在移動(dòng)智能終端上實(shí)時(shí)查看電機的健康狀態(tài),還能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )平臺,適時(shí)的向設備操作、運維人員和團隊推送電機故障預警或報警信息,幫助企業(yè)實(shí)現對電機類(lèi)產(chǎn)品的預防性維護。