Predicitive Maintenance ng Rotating Machines Gamit ang isang Vibration at Thingspeak: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang mga umiikot na machine tulad ng mga turbine ng hangin, mga turbine ng hidro, induction motor atbp ay nakaharap sa iba't ibang uri ng pagkasuot at Luha. Karamihan sa mga pagkakamali at pagkasira na sanhi ng mga abnormal na panginginig sa aparato. Ang mga machine na ito ay madalas na pinamamahalaan sa ilalim ng mabibigat na tungkulin at may kaunting downtime. Ang mga pangunahing kamalian na nagaganap sa mga ito ay sumusunod

• Hindi regular na radial at tangential pwersa.
• Hindi regular na pag-uugali ng mekanikal.
• May mga pagkakamali, rotor bar at pagtatapos ng mga fault ng singsing sa kaso ng induction ng squirrel cage
• Ang mga pagkakamali ng motor stator at agwat ng hangin na agwat sa mga rotors.

Ang hindi regular na panginginig na ito ay maaaring magresulta sa mas mabilis na pagkasira ng makina. Ang ingay at maaaring makaapekto sa mekanikal na pag-uugali ng makina. Ang Pagsusuri sa Vibration ng Makinarya at Prediktik na Pagpapanatili ay nagbibigay ng isang detalyadong pagsusuri sa pagtuklas, lokasyon at diyagnosis ng mga pagkakamali sa pag-ikot at gantihan na makinarya gamit ang pagtatasa ng panginginig ng boses. Sa Instructable na ito gagamit kami ng Wireless Vibration Sensor upang mapagtagumpayan ang problemang ito. Ang mga sensor na ito ay pang-industriya na grade sensors at matagumpay na na-deploy sa maraming application tulad ng Structural analysis ng mga sibil na imprastraktura, pag-aaral ng panginginig ng turbine ng hangin, pagtatasa ng panginginig ng hidro turbine. Kami ay makikilala at pinag-aaralan ang data ng panginginig sa Thing Speak. Dito ipapakita ang sumusunod.

• Mga Wireless Vibration at Temperatura Sensor.
• Pagsusuri sa panginginig ng boses gamit ang mga Sensor na ito.
• Pagtitipon ng data gamit ang Wireless gateway device
• Nagpapadala ng data ng panginginig ng boses sa Thing Speak IoT platform gamit ang Thing Speak MQTT API.

Hakbang 1: Mga Pagtukoy sa Hardware at Software

Pagtukoy ng Software

• Isang ThingSpeak account
• Arduino IDE

Pagtukoy sa Hardware

• ESP32
• Wireless Temperature at Vibration Sensor
• Tumatanggap ng Zigmo Gateway

Hakbang 2: Mga Alituntunin upang Suriin ang Panginginig sa mga umiikot na Machine

Tulad ng nabanggit sa huling itinuro na "Pagsusuri sa Mekanikal na Pag-vibrate ng Mga Motors ng Induction". Mayroong ilang mga patnubay na dapat sundin upang maihiwalay ang pagkakamali ng pagkakamali at pagkakamali. Para sa maikling paikot na dalas ng bilis ay ang isa sa mga ito. Ang mga dalas ng bilis ng pag-ikot ay katangian ng iba't ibang mga pagkakamali.

• 0.01g o Mas kaunti - Mahusay na kondisyon - Ang makina ay maayos na gumagana.
• 0.35g o mas mababa - Magandang kondisyon. Ang makina ay gumagana ng maayos. Walang kinakailangang aksyon maliban kung maingay ang makina. Maaaring mayroong isang kasalanan sa eccentricity ng rotor.
• 0.75g o higit pa - Magaspang na Kundisyon- Kailangang suriin ang motor na maaaring mayroong kasalanan sa eccentricity ng rotor kung ang ingay ay nag-iingay.
• 1g o higit pa - Napaka Rough na kondisyon - Maaaring magkaroon ng isang matinding kasalanan sa isang motor. Ang pagkakamali ay maaaring dahil sa pagdadala ng pagkakamali o baluktot ng bar. Suriin ang ingay at temperatura
• 1.5g o higit pa- Antas ng Panganib- Kailangang ayusin o baguhin ang motor.
• 2.5g o Higit Pa -Severe Level-Shut down kaagad ang makinarya.

Hakbang 3: Pagkuha ng Mga Halaga ng Sensor ng Vibration

Ang mga halaga ng panginginig, na nakukuha namin mula sa mga sensor ay nasa milis. Binubuo ito ng mga sumusunod na halaga.

Ang halaga ng RMS- ugat ay nangangahulugang parisukat na halaga kasama ang lahat ng tatlong mga palakol. Ang rurok hanggang sa rurok na halaga ay maaaring kalkulahin bilang

rurok hanggang sa rurok na halaga = halaga ng RMS / 0.707

• Min na halaga- Minimum na halaga kasama ang lahat ng tatlong mga axes
• Max na halaga- rurok sa rurok na halaga kasama ang lahat ng tatlong mga axes. Ang halaga ng RMS ay maaaring kalkulahin gamit ang formula na ito

Halaga ng RMS = tugatog hanggang rurok na halaga x 0.707

Mas maaga kapag ang motor ay nasa mabuting kondisyon nakuha namin ang mga halaga sa paligid ng 0.002g. Ngunit nang subukan namin ito sa isang may sira na motor ang panginginig ng boses na sinuri namin ay tungkol sa 0.80g hanggang 1.29g. Ang may sira na motor ay napailalim sa mataas na eccentricity ng rotor. Kaya, maaari nating pagbutihin ang pagpapaubaya ng kasalanan ng motor gamit ang mga sensor ng Vibration.

Hakbang 4: Pagse-set Up ng Bagay na Magsalita

Para sa pag-post ng aming mga halaga ng temperatura at Humidity sa cloud na ginagamit namin ang ThingSpeak MQTT API. Ang ThingSpeak ay isang IoT platform. Ang ThingSpeak ay isang libreng serbisyo sa web na hinahayaan kang mangolekta at mag-store ng data ng sensor sa cloud. Ang MQTT ay isang pangkaraniwang protokol na ginagamit sa mga IoT system upang ikonekta ang mga aparato at sensor na mababa ang antas. Ginagamit ang MQTT upang ipasa ang mga maikling mensahe sa at mula sa isang broker. Kamakailan ay nagdagdag si ThingSpeak ng isang MQTT broker upang ang mga aparato ay maaaring magpadala ng mga mensahe sa ThingSpeak. Maaari mong sundin ang pamamaraan upang i-set up ang ThingSpeak Channel mula sa post na ito

Hakbang 5: Pag-publish ng Mga Halaga sa ThingSpeak Account

Ang MQTT ay isang i-publish / mag-subscribe ng arkitektura na pangunahing binuo upang ikonekta ang bandwidth at mga aparato na pinipigilan ng kuryente sa mga wireless network. Ito ay isang simple at magaan na protokol na tumatakbo sa mga socket ng TCP / IP o WebSockets. Ang MQTT sa WebSockets ay maaaring ma-secure sa SSL. Nagbibigay-daan ang arkitektura ng pag-publish / pag-subscribe ng mga mensahe na maitulak sa mga aparato ng client nang hindi kinakailangan ng aparato na patuloy na i-poll ang server.

Ang isang kliyente ay anumang aparato na kumokonekta sa broker at maaaring mag-publish o mag-subscribe sa mga paksa upang ma-access ang impormasyon. Ang isang paksa ay naglalaman ng impormasyon sa pagruruta para sa broker. Ang bawat kliyente na nais magpadala ng mga mensahe ay inilalathala ang mga ito sa isang tiyak na paksa, at ang bawat kliyente na nais makatanggap ng mga mensahe ay nag-subscribe sa isang tiyak na paksa

I-publish at Mag-subscribe gamit ang ThingSpeak MQTT

• Pag-publish sa mga channel ng feed feed / "channelID" / publish / "WritingAPIKey"

• Pag-publish sa isang partikular na larangan

  mga channel /

  "channelID" / publish / field / "fieldNumber" / "fieldNumber"

• Mag-subscribe sa patlang ng channel

  mga channel /

  "channelID" / subscribe / "format" / "APIKey"

• Mag-subscribe sa pribadong feed ng channel

  mga channel /

  channelID

  / mag-subscribe / mga patlang / "fieldNumber" / "format"

• Mag-subscribe sa lahat ng mga patlang ng isang channel. mga channel /

  "channelID" /

  mag-subscribe / mga patlang /

  fieldNumber

  / "apikey"

Hakbang 6: Pagpapakita ng Data ng Sensor sa ThingSpeak

Hakbang 7: Abiso sa Email para sa Alerto ng Panginginig

Gumagamit kami ng mga applet na IFTTT upang magbigay ng real-time na ulat sa panahon Email notification sa gumagamit. Para sa higit pa sa pag-set up ng IFTTT maaari kang dumaan sa blog na ito. Kaya, ipinatupad namin ito sa pamamagitan ng ThingSpeak. Nagpapadala kami ng isang Email Notification sa gumagamit tuwing ang pagbabago sa Temperatura ay nangyayari sa isang machine. Ito ay magpapalitaw ng isang notification sa email na "Anong magandang araw". Araw-araw sa bandang 10:00 am (IST) nakakakuha kami ng isang notification sa email

Hakbang 8: Pangkalahatang Code

Ang firmware ng pag-setup na ito ay matatagpuan sa GitHub repository