食品機械

礦泉水灌裝機的實時振動診斷

為了避免機器意外停機，Hassia Mineralquellen 對礦泉水灌裝機進行實時振動診斷。

在試驗階段就收回了投資成本:通過及時發(fā)現(xiàn)和驅(qū)動裝置可能的故障，從而防止意外停機。

高性能傳動系統(tǒng)將瓶子運送數(shù)百米通過各個工作站。

從沖洗機、灌裝機、封蓋機，貼標(biāo)簽到包裝和發(fā)貨。當(dāng)瓶子從一條傳送帶輸送到另一條傳送帶時，以及瓶子接觸導(dǎo)軌和相互接觸時，這些應(yīng)力點(通過數(shù)百個瓶子)加起來會導(dǎo)致驅(qū)動裝置產(chǎn)生強烈的不規(guī)則振動。因此，必須監(jiān)控齒輪和電機上的軸承，及時預(yù)測磨損極限，以便進行維護。

人工檢測聲音

常見的檢測振動狀態(tài)的方法是使用聽診器人工的對身影進行聽覺檢測。

Hassia 集團是德國最大的礦泉水供應(yīng)商之一， 通過旗下多家子公司和多個品牌提供高性價比的礦泉水和非酒精飲料，年產(chǎn)量約為 7.65 億升。 僅僅在位于 Hesse 的 Bad Vilbel 工廠中，就有 6 個灌裝站同時三班運行。

對于運行期間您出于安全原因無法接近的地方，傳感器可以進行振動診斷。

“ 在飲料行業(yè)， 我們可能是第一家使用易福門振動診斷系統(tǒng)的裝瓶廠?！?/p>

Hassia Mineralquellen 的維護經(jīng)理 Gerhard Simon 說道 :“過去我們一直進行手動監(jiān)測。一位工作人員被安排到機器邊上來監(jiān)聽電機的聲音。但是，這是相當(dāng)主觀的感覺。監(jiān)聽驅(qū)動器、電機或齒輪的三個工作人員的感覺是完全不同的。這種手動監(jiān)聽有一個決定性的缺點:多次監(jiān)聽時，永遠不會獲得相同的運行狀態(tài)。當(dāng)機器旋轉(zhuǎn)時，我必須監(jiān)聽機器，例如灌裝機 / 沖洗機區(qū)域，由于防止微生物影響衛(wèi)生等原因，我無法在灌裝過程中進行監(jiān)聽，你無法在灌裝過程中進入該潔凈區(qū)域。這意味著你只能在周末沒有灌裝的時候進行監(jiān)聽。但是，空載運行過程中的振動特性是不同的。然后還有一些區(qū)域，例如貼標(biāo)機，驅(qū)動軸運行時電機與齒輪的間距非常近，你無法在它們運行時接近?！?/p>

電子振動診斷

迫切需要另一種機器診斷的解決方案。自動化和傳感器專家易福門提供了名為“efector 800”的振動診斷系統(tǒng)。雙方很快確定了會議安排。

Gerhard Simon 表示 :“我們決定在我們的一個可回收 PET 裝瓶廠中使用電子振動診斷進行首次測試。Spiragrip、清潔機、去標(biāo)簽機，開瓶機和灌裝沖洗機等機器區(qū)域都裝有傳感器?！?/p>

傳感器可以及時檢測到電機和齒輪箱達到磨損極限。

該系統(tǒng)由 VSA001 型振動傳感器和 VSE100 型評估單元組成。這些圓柱傳感器通過螺紋孔安裝在電機或齒輪箱上。它們可以持續(xù)在線監(jiān)測非旋轉(zhuǎn)機器表面的振動。

這些傳感器采用電容測量原理，并且由于其特殊的微機電 (MEMS) 設(shè)計，不會出現(xiàn)飽和狀態(tài)和摩擦噪音。集成的自檢功能提供了額外保護。

VSE 型評估單元可監(jiān)測 4 個不同測量點(安裝了 VSA 型振動傳感器)的最多 24 個對象。

振動特性可以顯示在控制室的PC電腦上;此外操作人員還可以設(shè)置限值(黃線和紅線分別用于預(yù)報警和主報警)。

通過開關(guān)輸出以及指示燈提供預(yù)報警和主報警，Hassia 采用指示燈報警的方式。例如，評估單元通過以太網(wǎng) TCP/IP 與機器控制器或過程控制級進行通信。

Gerhard Simon 表示 :“ 這里我有個操作控制系統(tǒng)，我可以用它來自定義限值，例如可以說‘這是我不希望超過的限值，到這里我必須進行干預(yù)并進行一些機械改進，例如進行潤滑或更換組件’， 而在此之前是完全不可能的?！?/p>

通過關(guān)鍵性測試

在安裝后不久，振動診斷就在重大挑戰(zhàn)中成功完成了任務(wù)。

“短短幾周后，我們就獲得了首次成功驗證，當(dāng)時振動診斷基于機械干擾值檢測到了即將發(fā)生的工廠停機。我們及時進行了維修，從而防止了設(shè)備故障。黃色指示燈表示預(yù)報警。然后在周末對機器進行了徹底檢查，發(fā)現(xiàn)一個將瓶子從沖洗機傳送到灌裝機的輸送星形輪上的軸承公差變大，同時一根驅(qū)動沖洗機和封蓋機的軸偏心，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)振動。我們可以維修這些干擾源，從而防止生產(chǎn)過程中發(fā)生意外停機，并避免在三班運行中造成嚴重后果并導(dǎo)致巨大的成本。”Gerhard Simon 說道。

驅(qū)動系統(tǒng)上的振動傳感器甚至可以檢測到極弱的振動。

VSE100型評估單元可以評估最多四個振動傳感器的信號。

全面保護

除了通過指示燈本地顯示振動狀態(tài)外，評估單元還可以通過以太網(wǎng) TCP/IP 與控制臺聯(lián)網(wǎng)。

Hassia 計劃對工廠進行進一步擴展。

維護經(jīng)理 Simon 表示 :“目前，只有一條生產(chǎn)線通過網(wǎng)絡(luò)連接到工作站。我們將繼續(xù)擴建該網(wǎng)絡(luò)。其他三條生產(chǎn)線現(xiàn)在由操作人員監(jiān)控，他們負責(zé)將指示燈顯示的黃色預(yù)報警或紅色主報警通知維護人員。然后我們可以及時反應(yīng)。系統(tǒng)正在逐漸擴建。我們的目標(biāo)是維護人員可以持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的實時狀態(tài)。迄今為止，我們已經(jīng)在試驗工廠中監(jiān)控了四臺機器。

未來我們希望通過振動診斷監(jiān)控整個工廠，并記錄在何種損壞情況下更換那些部件，以便在必要時進一步優(yōu)化工廠。我們還希望記錄成本，以證明診斷系統(tǒng)的投資已獲得回報。對于該系統(tǒng)我還有許多想法:在這類工廠中，我們有許多應(yīng)監(jiān)控的泵，并且還可以監(jiān)控很多子系統(tǒng)和輔助驅(qū)動系統(tǒng)，以便能夠在停機發(fā)生前的及時干預(yù)?！?/p>

Gerhard Simon，位于Bad Vilbel的Hassia Mineralquellen公司的維護經(jīng)理。

榮耀的先鋒

在食品行業(yè)中普遍使用的年度 IFS(國際食品標(biāo)準)審核中，特別指出了通過實時振動診斷來確保過程可靠性的決定。

Gerhard Simon:“在飲料行業(yè)，我們可能是第一家使用易福門振動診斷系統(tǒng)的灌裝廠。最終報告特別提到，在開始維護檢測設(shè)備中的這類系統(tǒng)時，邏輯上他們會對產(chǎn)品質(zhì)量有影響。 因為如果這些設(shè)備停機，則整個設(shè)備都必須清空。為了避免維修過程中傳送帶上清潔瓶中產(chǎn)生細菌，或者潔凈室內(nèi)產(chǎn)生細菌，這個清空過程是必要的。這意味著僅僅30分鐘的維修就可能導(dǎo)致2小時的停機。這將產(chǎn)生不必要的成本?！?/p>

現(xiàn)場可視化狀態(tài)監(jiān)控:用于“預(yù)報警”和“主報警”的指示燈。

結(jié)論

機器零件的磨損是無法避免的。但是，實時振動診斷可確保及時可靠地檢測到這些磨損。現(xiàn)在可以對維護進行計劃。只需很少的投資，就可以避免昂貴的工廠停機時間，從而對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生積極影響。