פתרון משולב מקיף של רליסים מגינים מבוססי מיקרו מעבד חכמים למוטורים תעשייתיים

1. רקע הפרויקט והאתגרים העיקריים

ביצור התעשייתי המודרני, מנועים משמשים כציוד עיקרי לספק אנרגיה, שמוטיבת האופרציה שלו משפיעה ישירות על רציפות קו הייצור, הבטיחות והיעילות הכלכלית. עם זאת, המנועים נתקלים במספר אתגרים קשים במהלך פעולתם:

• תנאי פעולה חריגים: בעיות כגון עצירת המנוע בתחילת ההפעלה או במהלך הפעולה, אובדן פאזה, וlopsidedness של זרם תלת-פאזי יכולים להוביל במהירות לפגמים בציוד אם לא מתוקנים בהקדם.
• : עומס יתר, יישור לקוי או טמפרטורה גבוהה בסביבה יכולים לגרום לחימום סלילים, שהוא הגורם העיקרי לתהליך הזדקנות ההבודד והכחדת המנוע.
• : מכשירי הגנה מסורתיים (לדוגמה, רלאים תרמיים) סובלים מפגמים מובנים כגון דיוק נמוך בהפעלה (±15% שגיאה), יכולות מוגבלות ולאхватת יכולת אזהרה מוקדמת, מה שהופך אותם לחסרים עבור תחזוקה חכמה ומינון בטוח.

כדי להתמודד עם אתגרים אלה, מציגים דור חדש של רלאים מגינים מבוססי מיקרו-מעבדים שמשלב טכנולוגיות חיישן מתקדמות, אלגוריתמים של שילוב פרמטרים מרובים ופלטפורמות IOT.

II. המרכיבים העיקריים של הפתרון

הפתרון מתמקד ברלאים מגינים מבוססי מיקרו-מעבדים ביצועיים גבוהים, שמספקים הגנה מקיפה ו예측적 보호를 제공합니다.

1. טכנולוגיית הגנה שילובית רב-פרמטרית
   מעבר להגנה על עודף זרם מסורתית, הטכנולוגיה זו משתמשת בניתוח נתונים רב-ממדי כדי להשיג הפעלה ואזהרה מדויקת.
• הגנה נגד עודף זרם בזמן הפוך בעקביות גבוהה: משתמשת באלגוריתמים של מיקרו-מעבד כדי לחקות בצורה מדויקת את מאפייני החום של המנוע, ומעבירה ערכים בלתי עקביים של הפעלת רלאים תרמיים מסורתיים. זה מבטיח עקומות הגנה מדויקות ומנע הפעלות שגויות או אי-הפעלה.
• הגנה על אי-איזון זרם סדרה שלילית: מפקחת על איזון זרם תלת-פאזי בזמן אמת. כאשר האי-איזון עולה מעל הרמה המוגדרת (למשל, 15%), המערכת מזהה אוטומטית אובדן פאזה או אי-איזון חמור ומפעילה אזהרות או פעולות הגנה למנוע חימום יתר של הרוטור ונדידות מומנט.
• ניתוח ספקטרום רעידות (אופציונלי): חיישנים משולבים לנתח את מאפייני הספקטרום של הגלגולים והמנגנונים העברת הקירור של המנוע, מזהה secara efektif kerusakan mekanis awal seperti aus bearing, longgarnya baut, dan ketidaksejajaran. Ini memungkinkan perlindungan listrik dan mekanis yang terpadu.

תוצאות יישום: במפעל כימיה גדול בסין, הפתרון הזה הנמיך את כשלונות המנועים שנגרמו מבעיות חשמליות ומيكانيות ב-67% ואת עלויות התחזוקה הקשורים ב-42%.

1. מערכת תחזיות ותראה מוקדמת לחימום חכם
   משתמשת במודלים אלגוריתמיים מתקדמים כדי למנוע באופן פרואקטיבי סיכוני חימום, מעבר מ"תיקון מגיב" ל"מניעת פרואקטיבית".
• ципורי פעולה: המודל הטרמי השקול המוטבע מחשב דינמית את עליית הטמפרטורה בזמן אמת ושימוש בתכולת חום על ידי שילוב זרם העומס, נתוני פעולה היסטוריים ונתוני טמפרטורה סביבתיים מהחיישנים.
• תראה מוקדמת: אם מגמה הטמפרטורה המחזויה מתקרבת לגבול הדירוג ההבודד, המערכת מפעילה אות תראה מוקדם 10 דקות מראש, מאפשרת זמן מספיק לעובדים להתערב, לתכנן כיבוי מסודר או להתאים עומסים.

תוצאות יישום: במפעל פלדה גדול, פונקציה זו מנעה בהצלחה מספר כשלונות של מנועים עקב כשלים במערכות קירור ובטעינה פתאומית. דיוק התחזית לטמפרטורה הגיע ל-91% בפועל.

1. מעקב IOT אלחוטי ודיאגנוסטיקה של פלטפורמת ענן
   מאפשר תחזוקה מרוחקת ניהול דיגיטלי, משפר משמעותית אתעילות האופרציה.
• העברת נתונים אלחוטית: המכשיר המגן משלב מודולים תקשורת רשת שטח רחב נמוך-אנרגיה (LPWAN) (לדוגמה, LoRa) כדי להעביר נתונים מלאים של פעולת המנוע (זרם, מתח, טמפרטורה, אזהרות, מצב) לפלטפורמת הענן ללא תיווך מורכב.
• דיאגנוסטיקה ותחזוקה מרוחקת: מהנדסים ומנהלים יכולים לגשת לפלטפורמת הענן דרך PC או אפליקציות ניידות כדי לעקוב אחר מצב הבריאות של כל המנועים בזמן אמת, לקבל אזהרות ומידע על תקלות ולבצע דיאגנוסטיקה וניתוח מרוחק.
• כריתת ערך ממידע: המידע ההיסטורי המאוכסן בפלטפורמה יכול לשמש לנתח מגמות הידרדרות בביצועי הציוד, להיטיב עם מחזורים של תחזוקה ולהוציא לפועל תחזוקה прогностическую, обеспечивая поддержку принятия решений на основе данных для производства.

תוצאות יישום: במפעל לבנים, זמן התגובה הממוצע לתקלות צנח מ-2 שעות לפחות מ-15 דקות לאחר התקנת מערכת המעקב IOT. המפעילים היו יכולים לגשת מיד למידע על התקלות ועל גורמים אפשריים, מפחיתה משמעותית את זמן איתור התקלות ומצטמצמת את זמן העמידה לא מתוכנן ב-58%.

III. סיכום יתרונות הפתרון

• מדויק יותר: אלגוריתמים של מיקרו-מעבדים מחליפים מבנים מכניים, מבטיחים הגנה מדויקת ללא הפעלות שגויות או אי-הפעלה.
• מקיף יותר: משלב הגנה חשמלית, תרמית וממיכנית כדי לכסות טווח רחב של סוגים של תקלות.
• פרואקטיבי יותר: אזהרות פרוגנוסטיות מבוססות מודלים מונעות תאונות לפני שהם מתרחש, במקום להגיב אחרי.
• חכם יותר: הארכיטקטורה של IOT מאפשרת חיבור בין מכשירים, תומכת במעקב מרוחק וניתוח נתונים גדולים, ומשמשת כבסיס לייצור חכם ומפעלים דיגיטליים.