Предсказуема поддръжка на въртящи се машини с помощта на вибрация и говорител на нещата: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Въртящите се машини като вятърни турбини, хидротурбини, асинхронни двигатели и др. Се сблъскват с различен вид износване. Повечето от тези неизправности и износване, причинени от необичайни вибрации в устройството. Тези машини често се експлоатират при тежки натоварвания и с минимален престой. Основните грешки, които възникват при тях, са следните

• Неравномерни радиални и тангенциални сили.
• Неравномерно механично поведение.
• Неизправности в лагерите, грешки на ротора и крайния пръстен в случай на индукция на катерица
• Неизправности на статора на двигателя и ексцентриситет на въздушната междина в роторите.

Тези нередовни вибрации могат да доведат до по -бързо разграждане на машината. Шум и могат да повлияят на механичното поведение на машината. Анализът на вибрациите на машината и предсказуемата поддръжка осигурява подробен преглед на откриването, локализирането и диагностицирането на неизправности при въртящи се и бутални машини, използвайки анализ на вибрациите. В тази инструкция ще използваме безжичен сензор за вибрации, за да преодолеем този проблем. Тези сензори са сензори от промишлен клас и са успешно внедрени в много приложения като Структурен анализ на гражданската инфраструктура, анализ на вибрациите на вятърна турбина, анализ на вибрациите на хидротурбината. Ще визуализираме и анализираме данните за вибрациите в Thing Speak. Тук ще демонстрираме следното.

• Безжични сензори за вибрации и температура.
• Анализ на вибрации с помощта на тези сензори.
• Събиране на данните с помощта на безжичен шлюз
• Изпращане на данни за вибрации до платформата на Thing Speak IoT, използвайки Thing Speak MQTT API.

Стъпка 1: Хардуерни и софтуерни спецификации

Спецификация на софтуера

• Профил в ThingSpeak
• Arduino IDE

Спецификация на хардуера

• ESP32
• Безжичен сензор за температура и вибрации
• Приемник Zigmo Gateway

Стъпка 2: Указания за проверка на вибрациите в въртящите се машини

Както бе споменато в последната инструкция "Механичен вибрационен анализ на асинхронни двигатели". Има определени указания, които трябва да се спазват, за да се отдели грешката и вибрацията, идентифицираща грешката. За кратката честота на въртене е една от тях. Честотите на скоростта на въртене са характерни за различни повреди.

• 0,01 g или по -малко - Отлично състояние - Машината работи правилно.
• 0,35 g или по -малко - Добро състояние. Машината работи добре. Не се изискват действия, освен ако машината не е шумна. Възможно е да има грешка в ексцентрицитета на ротора.
• 0,75 g или повече - Грубо състояние - Необходимо е да проверите двигателя, може да има повреда в ексцентриситета на ротора, ако машината издава твърде много шум.
• 1g или повече - Много грубо състояние - Може да има тежка повреда в двигателя. Неизправността може да се дължи на повреда на лагера или огъване на шината. Проверете за шума и температурата
• 1,5 g или повече- Ниво на опасност- Необходимост от ремонт или смяна на двигателя.
• 2,5 g или повече -Тежко ниво -Незабавно изключете машината.

Стъпка 3: Получаване на стойностите на сензора за вибрации

Стойностите на вибрациите, които получаваме от сензорите, са в мили. Те се състоят от следните стойности.

RMS стойност- средноквадратични стойности по трите оси. Пиковата до пикова стойност може да се изчисли като

пикова до пикова стойност = RMS стойност/0,707

• Минимална стойност- минимална стойност по трите оси
• Максимални стойности- пикова до пикова стойност по трите оси. RMS стойността може да бъде изчислена по тази формула

RMS стойност = пикова до пикова стойност x 0,707

По -рано, когато моторът беше в добро състояние, получихме стойности около 0.002g. Но когато го опитахме с дефектен двигател, вибрациите, които изследвахме, бяха около 0,80 g до 1,29 g. Дефектният двигател е подложен на висока ексцентричност на ротора. Така че можем да подобрим отказоустойчивостта на двигателя с помощта на вибрационните сензори.

Стъпка 4: Настройване на нещо Говорете

За публикуване на нашите стойности на температура и влажност в облака използваме ThingSpeak MQTT API. ThingSpeak е IoT платформа. ThingSpeak е безплатна уеб услуга, която ви позволява да събирате и съхранявате сензорни данни в облака. MQTT е общ протокол, използван в IoT системите за свързване на устройства и сензори на ниско ниво. MQTT се използва за предаване на кратки съобщения до и от брокер. ThingSpeak наскоро добави MQTT брокер, така че устройствата да могат да изпращат съобщения до ThingSpeak. Можете да следвате процедурата за настройка на ThingSpeak Channel от тази публикация

Стъпка 5: Публикуване на стойности в акаунта на ThingSpeak

MQTT е архитектура за публикуване/абониране, разработена предимно за свързване на честотна лента и устройства с ограничена мощност през безжични мрежи. Това е прост и лек протокол, който работи през TCP/IP сокети или WebSockets. MQTT през WebSockets може да бъде защитен със SSL. Архитектурата за публикуване/абониране позволява съобщенията да се изпращат до клиентските устройства, без устройството да се нуждае от непрекъснато анкетиране на сървъра.

Клиент е всяко устройство, което се свързва с брокера и може да публикува или да се абонира за теми за достъп до информацията. Тема съдържа информация за маршрутизиране на брокера. Всеки клиент, който иска да изпраща съобщения, ги публикува в определена тема и всеки клиент, който иска да получава съобщения, се абонира за определена тема

Публикувайте и се абонирайте с помощта на ThingSpeak MQTT

• Публикуване в канали за емисии на канали/"channelID"/публикуване/"WriteAPIKey"

• Публикуване в определена област

  канали/

  "channelID" /публикация /полета /"fieldNumber" /"fieldNumber"

• Абонирайте се за полето за канал

  канали/

  "channelID" /абониране /"формат" /"APIKey"

• Абонирайте се за емисията на частния канал

  канали/

  channelID

  /subscribe/fields/"fieldNumber"/"format"

• Абонирайте се за всички полета на канал. канали /

  "channelID"/

  абонирайте се/полета/

  fieldNumber

  /"apikey"

Стъпка 6: Визуализиране на сензорните данни на ThingSpeak

Стъпка 7: Известие по имейл за вибрационен сигнал

Ние използваме аплети на IFTTT, за да предоставяме на потребителя известие по имейл в реално време. За повече информация относно настройката на IFTTT можете да прегледате този блог. И така, ние го реализирахме чрез ThingSpeak. Изпращаме известие по имейл до потребителя всеки път, когато температурата настъпи в машина. Той ще задейства известие по имейл „Какъв красив ден“. Всеки ден около 10:00 ч. (IST) ще получаваме известие по имейл

Стъпка 8: Общ код

Фърмуерът на тази настройка може да бъде намерен в това хранилище на GitHub