工業 4.0 可以定義為:利用整個價值鏈中所有的數字化可能性,實現人、設備和系統的智能聯網。在工業4.0浪潮的推動下,電機系統和樓宇管理系統正經歷著從“自動化金字塔”向“網絡化系統”的轉型。
工業4.0中的智能變頻器
變頻器不僅僅是簡單的動力處理器。在工業4.0中,它還具有以下賦能特性:
安全連接
傳感器功能
通過分析電機電流和電壓信號來監測電機和應用性能。
傳感器中樞作用
從由該變頻器控制的過程相關的外部傳感器獲取數據。
控制器替代
在符合應用的限定條件下,可替代PLC。
設備互聯
支持無線連接智能設備(如智能手機、平板電腦)。
智能變頻器賦能工況監測
通過識別變頻器中的以下信息,變頻器可以監測電機和應用的工況:
瞬時信號
由內置傳感器的變頻器直接測量的信號。電機電流、電壓、變頻器溫度及其導數,即電流和電壓的乘積,或電機轉矩等數據。此外,變頻器可以用作中樞來連接外部傳感器,提供瞬時信號。
經過處理的信號
由瞬時信號衍生而來的信號。例如,統計分布(最大值、最小值、平均值和標準差值)、頻域分析或任務剖面指標。
分析信號
指示變頻器、電機和應用狀況的信號。這些信號用于觸發維護或促成系統設計的改進。
基于工況的維護是基于實際應用數據的最簡單、最直觀的維護技術。利用獲取的數據監測現有設備的健康狀況從而實現:
縮短停機時間
避免意外停產
優化備件數量
機器運行效率更高
基于工況的維護其中一個組成部分就是監測設備狀況,在變速應用中,設備工況通常與速度密切相關。然而使用獨立系統來監測變速應用的工況非常復雜,需要同時獲取速度及相關的監測值,增加了監測的難度和成本,利用變頻器進行工況監測則是一種更為便捷高效的解決方案。因為變頻器中已經有了應用的速度信息,并且在變頻器中很容易獲得關于負載/電機轉矩和加速度的信息。
工況監測(CBM)三部曲
1、確定基線:運用以往的經驗定義基線值,在變頻器中設定已知值。
2、定義閾值:生成警告和報警的閾值,閾值表示必須通知用戶應用的工況。
3、進行監測:如果監測到參數超出閾值達到預定義的時間,將激活警告或報警。