Predicitiv vedligeholdelse af roterende maskiner ved hjælp af en vibration og Thingspeak: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Roterende maskiner som vindmøller, hydroturbiner, induktionsmotorer osv. Står over for forskellige former for slid og rive. De fleste af disse fejl og slid forårsaget af unormale vibrationer i enheden. Disse maskiner betjenes ofte under kraftig drift og med minimal nedetid. De vigtigste fejl, der opstår i disse, er følgende

• Uregelmæssige radiale og tangentielle kræfter.
• Uregelmæssig mekanisk adfærd.
• Lejefejl, rotorstang og enderingfejl i tilfælde af egernbur -induktion
• Motorstatorfejl og luftspalte -excentricitet i rotorer.

Disse uregelmæssige vibrationer kan resultere i hurtigere nedbrydning af maskinen. Støj og kan påvirke maskinens mekaniske adfærd. Maskinvibrationsanalyse og forudsigelig vedligeholdelse giver en detaljeret undersøgelse af påvisning, lokalisering og diagnose af fejl i roterende og frem- og tilbagegående maskiner ved hjælp af vibrationsanalyse. I denne instruks vil vi bruge trådløs vibrationssensor til at overvinde dette problem. Disse sensorer er sensorer af industriel kvalitet og er blevet implementeret med succes i mange applikationer som strukturel analyse af civile infrastrukturer, vibrationsanalyse af vindmøller, vibrationsanalyse af hydroturbinen. Vi vil visualisere og analysere vibrationsdataene i Thing Speak. Her vil vi demonstrere følgende.

• Trådløse vibrations- og temperatursensorer.
• Vibrationsanalyse ved hjælp af disse sensorer.
• Indsamling af data ved hjælp af trådløs gateway -enhed
• Afsendelse af vibrationsdata til Thing Speak IoT -platform ved hjælp af Thing Speak MQTT API.

Trin 1: Hardware- og softwarespecifikationer

Softwarespecifikation

• En ThingSpeak -konto
• Arduino IDE

Hardware specifikation

• ESP32
• Trådløs temperatur- og vibrationssensor
• Zigmo Gateway modtager

Trin 2: Retningslinjer for kontrol af vibrationer i de roterende maskiner

Som nævnt i den sidste instruerbare "Mekanisk vibrationsanalyse af induktionsmotorer". Der er visse retningslinjer, der skal følges for at adskille fejlen og fejlidentificerende vibrationer. For den korte rotationshastighedsfrekvens er en af dem. Rotationshastighedsfrekvenser er karakteristiske for forskellige fejl.

• 0,01 g eller mindre - Fremragende stand - Maskinen fungerer korrekt.
• 0,35 g eller mindre - God stand. Maskinen fungerer fint. Ingen handling nødvendig, medmindre maskinen larmer. Der kan være en rotor excentricitetsfejl.
• 0,75 g eller mere - Rough Condition- Skal tjekkes motoren, der kan være rotor excentricitetsfejl, hvis maskinen larmer for meget.
• 1g eller mere - Meget hård tilstand - Der kan være en alvorlig fejl i en motor. Fejlen kan skyldes lejefejl eller bøjning af stangen. Kontroller støj og temperatur
• 1,5 g eller mere- Fareniveau- Skal repareres eller udskiftes motoren.
• 2,5 g eller mere -Alvorligt niveau -Luk maskinen med det samme.

Trin 3: Få værdierne for vibrationssensoren

De vibrationsværdier, som vi får fra sensorerne, er i milis. Disse består af følgende værdier.

RMS-værdi- root betyder kvadratværdier langs alle tre akser. Peak to peak-værdien kan beregnes som

top til top værdi = RMS værdi/0,707

• Min værdi- Minimum værdi langs alle tre akser
• Maks. Værdier- top til top værdi langs alle tre akser. RMS -værdien kan beregnes ved hjælp af denne formel

RMS -værdi = top til top -værdi x 0,707

Tidligere, da motoren var i god stand, fik vi værdierne omkring 0,002 g. Men da vi prøvede det på en defekt motor, var den vibration, vi undersøgte, cirka 0,80 g til 1,29 g. Den defekte motor blev udsat for høj rotor -excentricitet. Så vi kan forbedre motorens fejltolerance ved hjælp af vibrationssensorerne.

Trin 4: Opsætning af ting

Til at sende vores temperatur- og fugtighedsværdier til skyen bruger vi ThingSpeak MQTT API. ThingSpeak er en IoT -platform. ThingSpeak er en gratis webtjeneste, der lader dig indsamle og gemme sensordata i skyen. MQTT er en almindelig protokol, der bruges i IoT-systemer til at forbinde enheder på lavt niveau og sensorer. MQTT bruges til at videregive korte beskeder til og fra en mægler. ThingSpeak har for nylig tilføjet en MQTT -mægler, så enheder kan sende beskeder til ThingSpeak. Du kan følge proceduren for at konfigurere ThingSpeak -kanal fra dette indlæg

Trin 5: Offentliggør værdier til ThingSpeak -konto

MQTT er en publish/subscribe-arkitektur, der primært er udviklet til at forbinde båndbredde og strømbegrænsede enheder over trådløse netværk. Det er en enkel og let protokol, der kører over TCP/IP -sockets eller WebSockets. MQTT over WebSockets kan sikres med SSL. Udgiv/abonner -arkitekturen gør det muligt at skubbe meddelelser til klientenhederne, uden at enheden kontinuerligt behøver at polle serveren.

En klient er enhver enhed, der opretter forbindelse til mægleren og kan offentliggøre eller abonnere på emner for at få adgang til oplysningerne. Et emne indeholder routingsoplysninger for mægleren. Hver klient, der ønsker at sende meddelelser, udgiver dem til et bestemt emne, og hver klient, der ønsker at modtage beskeder, abonnerer på et bestemt emne

Udgiv og tilmeld dig ved hjælp af ThingSpeak MQTT

• Udgivelse til kanalfeedkanaler/"channelID"/publish/"WriteAPIKey"

• Udgivelse til et bestemt felt

  kanaler/

  "channelID" /publish /fields /"fieldNumber" /"fieldNumber"

• Abonner på kanalfeltet

  kanaler/

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

• Abonner på det private kanalfeed

  kanaler/

  channelID

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

• Abonner på alle felter på en kanal. kanaler /

  "channelID"/

  abonnere/felter/

  feltnummer

  /"apikey"

Trin 6: Visualisering af sensordata på ThingSpeak

Trin 7: E -mailmeddelelse for vibrationsalarm

Vi bruger IFTTT-applets til at give vejrrapport i realtid via e-mail til brugeren. For mere om IFTTT -opsætning kan du gå igennem denne blog. Så vi har implementeret det gennem ThingSpeak. Vi sender en e -mail -meddelelse til brugeren, når temperaturen ændres i en maskine. Det vil udløse en e -mail -meddelelse "Sikke en smuk dag". Hver dag omkring kl. 10:00 (IST) modtager vi en e -mail -meddelelse

Trin 8: Overordnet kode

Firmwaren til denne opsætning findes i dette GitHub -lager