《电子技术应用》

预测性养护——工厂经理们 你值得拥有

2017/1/3 18:42:00

  偶尔检查家里的供热、通风和空调系统是预防性养护很好的生活实例,而这对于这些机器的正常运转也同样十分重要。不过,如果您能在两个月之前就提前预知加热器会在冬季最寒冷的时段出现故障的话,情况又会是怎样呢?

  借助正确的信息,我们可以做出相应的准备,并且更换部件,避免紧急维修和由于紧急维修所带来的麻烦与不便。

  “我们经常在设备停止运转的时候才发现设备出现了故障,”Dave Smith说道,他是MSP430? 微控制器(MCU)的产品营销工程师。“在某些情况下,我们会定期开展预防性养护,力求避免这些无法预见的故障。”

  “通过增加一定程度的智能性,预测性养护又向前迈进了一步。”

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  这正是德州仪器(TI)在进行的工作:在TI的MCU中增加一个性能等级,以帮助实现例如预测性养护这样的应用。(请阅读与预测性养护相关的白皮书。)

  想象一下,如果这种类型的预测性养护能够帮助您避免家中的小规模紧急情况,那么,在一个充满着电子器件和设备的工厂内,它又能发挥什么样的作用呢?

  全新的TI器件

  TI拥有数款全新的器件,它们对工厂具有很大的吸引力和发展的可能性。例如SimpleLink? 双波段CC1350无线MCU和低功耗、高性能MSP430FR5994 FRAM(铁电随机访问存储器)MCU是专门针对诸如超声波测量仪、便携式健康设备以及楼宇和工厂自动化设备等终端应用而设计的。

  Dave说,这款FRAM MCU的性能是目前市面上相似MCU所具有性能的40倍,并且可以针对工厂内预测性养护中的振动进行分析。

  此外,TI刚刚发布了最新的高性能、80V电流感测放大器INA240。这款设备能够探测工厂设备内工作电流电平的位移,而这将有助于诊断设备的总体健康状况,并且能够识别出潜在故障。

  “它在高强度开关环境中的工作能力,以及提供目前市面上最精确测量的能力的确令人印象深刻,”产品线经理Jason Cole说。“那些与这种应用打交道的设计人员能够真正理解这些准确、低漂移测量值的价值所在。”

  不久前,TI在2016年慕尼黑电子展上推出了INA240。

  那么,到底什么是预测性养护呢?从本质上说,就是联网的机器能在出现故障之前向您预告故障的发生。通过故障预测,并且减少计划外的停机时间,预测性养护可以帮助公司节省数百万美元的费用。这也有助于提高终端设备用户的满意度。

  用创新型预测性养护取代传统预测性养护不仅可以减少工厂的停工时间,而且能提升工厂的安全性和可靠性,并节省部件和人力方面的开销。

  “工厂可以将工程师派往故障地点,提前更换预测中将出现故障的组件,而不是等故障发生后机器彻底停摆,然后被动地接受停摆带来的负面影响。”Dave说。

  他以工业用电机或工业泵为例讲解了这个情况。

  “即使是最稳定的电机也会产生轻微的振动。通过测量和观察这些振动的变化,我们可以确定电机是否运转良好,或者是否出现了某些看不见的磨损,”他说。

  预测性养护目前已经来到我们的身边,并且可以轻松地集成到当前的工厂通信系统中。它既可以被设计到全新的生产工序中,也可以通过改装,融入到现有的工序中。

  全新的低功耗加速器(LEA)

  TI全新的16位MSP430 MCU是配备低功耗加速器(LEA)的首款器件。这款加速器是针对超低功耗和信号处理应用来进行高度优化的加速器。全新的外部设备拓展了MSP430 MCU在特定应用中的处理能力。

  这个LEA模块的信号处理能力也将帮助设计人员开发出用于分析工厂设备振动时所需的更加小巧和更加简单的嵌入式系统。

  “目前,这些系统价格昂贵、复杂且耗电量大。TI的器件可以帮助降低系统成本和复杂程度,使预测养护系统的普及成为可能,”Dave说。

  通常情况下,目前的系统仍受到昂贵工业生产设备的限制,TI将在住宅暖通空调(HVAC)系统中加入预测性养护,如此一来就可以减少系统故障。

  同时,TI的器件还可以对环境产生正面的影响:通过降低功耗来显著延长电池的使用寿命,反之也就减少了废弃电池的数量。不过,Dave说,由于这一点取决于使用的应用类别,以及用了多少LEA模块,所以很难得以量化。

  “对于大多数电池供电类应用而言,可用的能量十分有限,但这款具有LEA模块的设备可以提供一套显著的高能效解决方案。”他说。


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