Z Condition Monitoring maszyny w każdej chwili pod kontrol�

Dieses elektronische Überlastschutzschaltung ist Teil eines Systems zur Überwachung der 24-V-Steuerspannung der Spritzgießmaschinen. / Ten elektroniczny obwód zabezpieczenia przeciążeniowego jest częścią systemu monitorowania 24 V napięcia sterującego w wtryskarkach.

Za pomocą specjalnych czujników pomiarowych odczytywane są parametry oleju w maszynach hydraulicznych, aby zapewnić jego jakość.

Dzięki monitorowaniu stanu można niezawodnie analizować i oceniać złożone procesy bezpośrednio na maszynie w czasie rzeczywistym. / With Condition Monitoring, complex processes can be reliably analysed and evaluated in real-time directly on the machine.

Systemy monitorowania stanu do stałego nadzoru nad stanem maszyny pokazuje firma Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH z Schwaig na targach Fakuma 2021. Obniżają one koszty konserwacji przy jednoczesnym zachowaniu niezawodności, ponieważ za ich pomocą można określić rzeczywisty stopień zużycia lub starzenia się, co pozwala na celowe planowanie konserwacji na koniec okresu użytkowania wtryskarki i tym samym optymalne koszty utrzymania. Dzięki monitorowaniu stanu można niezawodnie analizować i oceniać złożone procesy bezpośrednio na maszynie. Tak udaje się nadzorować krytyczne parametry, które w przeciwnym razie wymagałyby dużego nakładu pracy.

„Na targach Fakuma 2021 przedstawiamy trzy opcje, które można wdrożyć w różnych seriach maszyn”, relacjonuje dr Thorsten Thümen, starszy dyrektor ds. technologii w Sumitomo (SHI) Demag. „Pierwsza opcja pomaga utrzymać maszyny całkowicie elektryczne w stałej wysokiej efektywności energetycznej i wydajności. Druga służy do rozpoznawania parametrów oleju w maszynach hydraulicznych i zapewnienia jego jakości. Trzecia zapewnia niezawodne nadzorowanie napięcia sterującego w maszynach wtryskowych, niezależnie od serii”, wyjaśnia.

„Głównym celem rozwoju tych systemów nadzoru stanu była ochrona komponentów, których awarie wiążą się z wysokimi kosztami i długimi przestojami”, podkreśla. „Jednak Sumitomo (SHI) Demag nie ogranicza się do tych obecnych rozwiązań, lecz już rozwija nowe: obecnie skupiamy się na wykrywaniu zużycia ślimaka lub cylindra do plastifikacji oraz śrub kulowych w maszynach całkowicie elektrycznych. Celem jest pełny nadzór nad krytycznymi lub podatnymi na zużycie komponentami”, dodaje dr Thümen.

Aby koszty nadzoru były proporcjonalne do korzyści, opracowano innowacyjne i jednocześnie proste rozwiązania, które umożliwiają operatorowi szybkie i łatwe określenie stanu maszyny. Tego można doświadczyć na stoisku targowym. Stanowią one korzystną alternatywę dla tradycyjnej metody minimalizacji przestojów, polegającej na prewencyjnej konserwacji i wymianie komponentów maszyny według ustalonych interwałów czasowych lub wydajnościowych. „Ta strategia zwiększania dostępności jest kosztowna, zwłaszcza że nie w pełni wykorzystuje się rezerwę żywotności elementów”, wyjaśnia dr Thümen, wskazując na trzy dostępne opcje.

Całkowicie elektryczne maszyny w stałej wysokiej efektywności energetycznej i wydajności

W przypadku zasilania pośredniego na obwodzie stałoprądowym dla napędów osi lub do odbioru energii generowanej w maszynach całkowicie elektrycznych firmy Sumitomo (SHI) Demag opracowano metodę wykrywania zmian pojemności w zasilaniu falownika, na przykład w wyniku starzenia się kondensatorów elektrolitycznych lub uszkodzeń elektrycznych. Przy utracie pojemności energia zwrotna z cyklu nie może być już magazynowana i jest odprowadzana przez rezystory hamowania. W zależności od postępu procesu najpierw rośnie zużycie energii maszyny. Po osiągnięciu pewnego poziomu rezystor hamowania jest przeciążony, co uniemożliwia dalsze korzystanie z maszyny w ustalonym cyklu.

„Skutkiem tego są nieplanowane przestoje lub wydłużenie cyklu z odpowiednimi odchyleniami procesu”, ostrzega dr Thümen. „Nasza opracowana nadzór stanu pojemności obwodu pośredniego stale monitoruje jego pojemność i w odpowiednim czasie informuje o zmianach istotnych dla maszyny. W ten sposób można zaplanować konieczne prace konserwacyjne z wyprzedzeniem. Dzięki temu produkcja części jest zapewniona, a serwis może zostać przeprowadzony w korzystnym momencie”, dodaje.

Maszyny hydrauliczne – rozpoznawanie charakterystycznych parametrów oleju

W maszynach hydraulicznych olej pełni zarówno rolę podstawy do bezawaryjnej pracy, jak i wskaźnika nadchodzących uszkodzeń. Firma Sumitomo (SHI) Demag oferuje dodatkową czujnikową technologię do monitorowania dwóch istotnych grup parametrów podczas pracy maszyny. Jan Taufer, kierownik projektu ds. monitorowania stanu i pracownik centrum testowego firmy Sumitomo (SHI) Demag: „Po pierwsze, monitor cząstek stale rejestruje liczbę i rozmiar cząstek obecnych w płynie. Analiza odbywa się według standardu jakości ISO 4406, który jest wyświetlany na maszynie jako aktualny stan i trend”.

W przypadku naruszenia ustawionych granic ostrzegawczych lub alarmowych wyświetlana jest odpowiednia informacja o błędzie. W ten sposób można zatrzymać pracę maszyny w celu ustalenia przyczyny, zanim cząstki spowodują uszkodzenia komponentów hydraulicznych (reakcja łańcuchowa zużycia) i konieczne będzie pełne płukanie systemu, wyjaśnia ekspert, dodając: „Długi, nieplanowany przestój można ograniczyć do celowego serwisu”.

Drugie urządzenie pomiarowe rejestruje właściwości fizyczne oleju, takie jak zawartość wody, przewodność i permitancja. „Na podstawie tych wartości można określić starzenie się oleju smarowego za pomocą wewnętrznych algorytmów, co pozwala na reakcję jeszcze przed zmianami chemicznymi, które uniemożliwiłyby bezawaryjną pracę”, wyjaśnia Taufer. „Szybkie procesy utleniania lub zużycia, awarie chłodzenia czy wnikanie wody przez kondensację można w ten sposób wykryć na wczesnym etapie i usunąć przy akceptowalnych nakładach”.

W przeciwieństwie do tradycyjnych analiz oleju, które wykonywane są regularnie z najwyższą starannością podczas pobierania prób, stacjonarna analiza oleju hydraulicznego zapewnia ciągły i bezwysiłkowy pomiar wszystkich istotnych parametrów bez ryzyka zanieczyszczenia próbki, wyjaśnia kierownik projektu. „Klient korzysta z mniejszego nakładu pracy personelu, pełnej dokumentacji stanu i wyższej jakości konserwacji”.

Wspólne rozwiązania dla niezawodnego zasilania i szybkiego wykrywania usterek

Również w różnych seriach maszyn firma Sumitomo (SHI) Demag oferuje trzecią opcję – system nadzorowania napięcia sterującego 24 V w maszynach wtryskowych. System ten oparty jest na zasilaczu i inteligentnych bezpiecznikach, które komunikują się na bieżąco z systemem sterowania maszyny. Dzięki temu można monitorować w czasie rzeczywistym aktualny i efektywny prąd podczas cyklu. „W ten sposób można wykryć potencjalnie krytyczne szczyty lub ogólnie wysokie obciążenia i podjąć działania zapobiegawcze na wczesnym etapie”, opisuje Taufer sposób działania.

W przypadku awarii, na przykład nagłego zwarcia, stan ten jest wykrywany przez sterownik i wywoływany jest alarm. Taufer: „Znacznie przyspiesza to wykrywanie usterek, ponieważ bezpośrednio wskazuje na obwód, w którym wystąpił problem. Po awarii dostępność maszyny można znacznie szybciej przywrócić, jednocześnie informując o przyczynie usterki”. Tradycyjne systemy chroniłyby urządzenie przed przeciążeniem lub zwarciem – w przypadku awarii odcinają zasilanie i maszyna nagle wyłącza się.