Pohony v digitálním světě

Odpovědí společnosti ABB na vývoj v oblasti digitalizace je digitální platforma ABB Ability^TM, přinášející zákazníkům více než 180 řešení a služeb, mimo jiné pro řízení výkonu v průmyslových odvětvích s maximálním využitím vynaložených investic, řídicí systémy pro zpracovatelský průmysl, dálkové monitorovací služby pro roboty, motory a stroje, automatizaci budov, nabíjecí stanice pro elektrická vozidla apod. Řešení ABB Ability je založeno na inovativních technologiích a zkušenostech ABB a více než čtyřiceti letech vedoucího postavení ABB v oblasti digitalizace v průmyslu.

Elektromotory a (vzdálená) diagnostika

I v oblasti motorů se pomalu stává normou, že k monitorování a diagnostice se využívají nejmodernější digitální technologie, využívající nesporné výhody přenosu provozních dat ze stroje či motoru na dálku. V případě elektromotorů se nejčastěji sledují údaje o vibracích, teplotě, stavu rotorů a statorů, ložiscích, napětí a proudu, které jsou prostřednictvím zabezpečené sítě odesílány do vzdáleného monitorovacího centra. Tam jsou vyhodnoceny a na základě výsledku mohou odborníci centra navrhnout adekvátní řešení (preventivní údržbu, servisní zásahy podle aktuálního stavu motoru nebo výměnu apod.). Vzhledem k tomu, že monitorování a diagnostika jsou zajišťovány v nepřetržitém režimu, mohou odborníci centra analyzovat trendy a modely chování motorů a následně identifikovat možné modely poruch. Cenná je rovněž dostupnost aktuálních a historických údajů o provozu a chování sledovaných zařízení.

Obr. 1. Motor s instalovaným Smart Senzorem

Jednou z inovací, na nichž je platforma ABB Ability^TM založena, je ABB Ability^TM Smart Senzor (obr. 1). Ten je příkladem moderního chytrého zařízení a je určen ke vzdálenému monitorování stavu nízkonapěťových motorů. Tato novinka, kterou společnost ABB odborné veřejnosti blíže představila na letošním veletrhu Amper 2017 (a získala ocenění Zlatý Amper), měří a prostřednictvím zabudovaného Bluetoothu odesílá do chytrého mobilního telefonu důležité informace o celkovém stavu motoru (sledují se např. vibrace, teplota a další parametry). Využití senzoru pomáhá snížit počet prostojů elektromotorů, prodlužuje jejich životnost a může přispět i k současnému snížení spotřeby energie.

Uvedený senzor může být instalován i na současné motory (jak ABB, tak ostatních výrobců). Je určen pro osovou výšku 140 až 450 mm a často je přirovnáván k tzv. fitness náramku, který se používá ve sportu. Nevyžaduje žádné drátové spojení s motorem, pouze se připevní mezi žebra běžných asynchronních motorů a všechna potřebná čidla i bateriové napájení jsou zabudována uvnitř. K motoru je možné se připojit prostřednictvím mobilu nebo tabletu se standardem Bluetooth. Pracovníci údržby tak při pravidelných obchůzkách snadno diagnostikují stav motoru a trendy. Další možností je poslat data s těmito údaji do ABB Cloudu, kde mohou být pomocí speciálních programů analyzována a transformována do srozumitelných výstupů (varovná hlášení a zprávy – obr. 2).

Obr. 2. Příklad hodnot zaznamenaných pomocí ABB Ability Smart Senzoru

Další informace včetně aktuálního přehledu dostupných funkcí, které jsou postupně uvolňovány, lze získat na adrese: https://smartsensor.desk.com/

Společnost ABB rovněž vyvinula unikátní analytický nástroj pro identifikaci, charakteristiku a kvantifikaci poruch, které mohou nastat u izolačních systémů. Nástroj nese označení ABB LEAP (Lifetime Expectancy Analysis Program) a lze jej využít k posouzení podmínek a stavu izolace statorového vinutí elektrického stroje od 3 kV. Princip měření pomocí nástroje ABB LEAP je založen na znalosti vzniku poruch v izolačním systému, jejich měření a včasném odhalení. Samotné měření je souborem několika měřicích metod, které společně vytvářejí ucelenou mozaiku jednotlivých částí izolačního systému. Díky těmto údajům jsou specialisté z ABB schopni zjistit aktuální stav měřeného stroje.

Proces použití nástroje LEAP zahrnuje:
– sběr dat,
– analýzu údajů,
– výpočet namáhání,
– odhad životnosti a stanovení údržby na základě daných podmínek.

Použití jednotlivých měřicích metod není zásadním průlomem v elektrické diagnostice izolačního systému, ovšem použití výsledků sledování velké množiny testovaných elektrických strojů ve vývojovém středisku ABB a zkušenosti expertů vytvářejí jedinečný přístup k životnosti izolačního systému.

Výstupem jednotlivých procesů a speciálních postupů jak při sběru dat, tak při analýze výsledků je závěrečná zpráva o stavu stroje, která obsahuje údaje o:
– znečištění statorového vinutí,
– stárnutí izolačního systému, stárnutí pryskyřice, stárnutí impregnačního laku,
– stavu namáhání izolačního systému,
– stavu ochrany protikorónové izolace v oblasti drážek,
– částečných výbojích v dalších částech statoru
– v čele vinutí,
– zbývající době životnosti na základě informací poskytnutých od zákazníka v kombinaci s prováděným měřením,
– doporučení pro údržbu nebo ostatní činnosti, jako např. převinutí,
– doporučeném termínu pro příští kontrolu na základě poskytnutých provozních informací.

Obr. 3. Diagnostika vysokonapěťových motorů a generátorů pomocí nástroje ABB LEAP v ABB regionálním servisním středisku pro motory a generátory v Ostravě

Diagnostiku vysokonapěťových motorů a generátorů doplňují také nástroje ABB MACHsense-P a ABB MACHsense-R, mezi jejichž hlavní přínosy patří komplexní přístup ke sledování stavu celého hřídelového řetězce (motor, převodovka a hnané soustrojí), využití několika snímačů (vibrace, proud, napětí) s integrovanou analýzou pro sestavení zprávy a včasná varování před vznikajícími závadami, jež poskytují dostatečný čas na údržbu.

Verze MACHsense-R přenáší data na dálku, a motor je tedy pod stálou kontrolou servisního technika ABB. Proces využívá jednotku pro analýzu dat, která je instalovaná poblíž motoru. Čidla umístěná na motoru snímají hodnoty a posílají je do jednotky ke zpracování. Data se posílají prostřednictvím mobilní sítě GPRS nebo 3G, lze také využít internet. Autorizovaní uživatelé se mohou připojovat k serveru, kde jsou data ukládána, a mohou si tak prohlížet grafy s časovými křivkami, zaznamenané hodnoty vibrací, teplot, spektrografii, zatížení a počet startů.

Měniče frekvence trochu jinak

Měniče frekvence vzhledem ke své konstrukci nemají v oblasti digitalizace velké problémy a již nyní jsou volitelně na trhu vybaveny prvky pro standardizovanou komunikaci s nadřazenými řídicími systémy. Jednotka ABB Pohony nabízí zajímavé služby a novinky v oblasti měničů frekvence ABB, které tyto možnosti dále rozšiřují.

Drivebase je nástroj ABB, který umožňuje zákazníkům snadno si registrovat svůj zakoupený měnič frekvence. Pomocí mobilního telefonu a QR kódu lze rychle získat jak kontakty na servis, odkazy na manuály a návody, tak i možnost analýzy chybových hlášení. Nástroj rovněž zjistí, v jaké fázi životního cyklu je jeho měnič frekvence.

Vzdálené monitorování měničů frekvence (Remote Condition Monitoring Service) je servisní služba, která umožňuje on-line vzdáleně sledovat přesný stav měniče frekvence a jeho provoz. Aktuální údaje a reporty jsou na webu: myabb.com Experti ABB vyhodnocují monitorované hodnoty a na základě výsledků jsou schopni předpovědět poruchy a doporučit, jak jim zabránit. Diagnostikované poruchy nebo varování či překročení nastavených limitů jsou zasílány e-mailovou zprávou.

Obr. 4. Ovládání měniče frekvence prostřednictvím mobilního telefonu

Ve snaze umožnit „ovládání věcí z vlastní kapsy“ ABB vyvinulo jedinečnou možnost nastavování měniče frekvence z mobilního telefonu, opět prostřednictvím Bluetoothu (obr. 4). Pomocí Drivetune se lze s měničem frekvence snadno spojit a zadat potřebné údaje pro uvedení měniče do provozu, číst a řešit chyby či poruchy chodu, provádět základní parametrizaci a další činnosti, a to vše při zajištění kybernetické bezpečnosti. Výhodou je velký dosah. Díky mobilu je možné být až 70 m daleko od místa instalace měniče (v případě překážek se tato vzdálenost úměrně zkracuje), tedy přímo u technologie, a nastavit požadované konkrétní parametry. Data lze navíc posílat do cloudu, kam mohou mít přístup servisní technici ABB a po vzájemné konzultaci mohou identifikovat potřebná nastavení nebo opatření. V rámci loňského úspěšného představení na veletrhu Amper získala aplikace ocenění Zlatý Amper 2016.

Výrobky, řešení a služby jednotky ABB Pohony odrážejí nejen její postavení světové jedničky na trhu s regulovanými pohony, ale rovněž dokládají její trvalé zaměření na inovace v dané oblasti. Vedle dodávek komplexních řešení zajišťuje pro zákazníky také lokální technickou podporu a servis pro měniče frekvence a elektromotory. V rozsáhlé nabídce jednotky zájemci najdou měniče frekvence a elektromotory od nejnižších výkonů až po nejvyšší.

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 6/2017 na straně 24. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.