工業(yè) 4.0 可以定義為：利用整個價值鏈中所有的數(shù)字化可能性，實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備和系統(tǒng)的智能聯(lián)網(wǎng)。在工業(yè)4.0浪潮的推動下，電機(jī)系統(tǒng)和樓宇管理系統(tǒng)正經(jīng)歷著從“自動化金字塔”向“網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)”的轉(zhuǎn)型。
丹佛斯變頻器CBM功能是 Condition-Based-Monitoring的縮寫，目前在丹佛斯FC102/FC202/FC302系列變頻器中已經(jīng)集成了此功能，主要包括：在線繞組監(jiān)測、在線振動監(jiān)測和基于工況的負(fù)載輪廓線監(jiān)測三大功能。通過對電機(jī)的實(shí)時運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)測和報警，以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的及時保護(hù)，從而節(jié)省日常維護(hù)保養(yǎng)人力，減少設(shè)備故障停機(jī)時間。
集成CBM的丹佛斯變頻器不僅僅是簡單的動力處理器。在工業(yè)4.0中，它還具有以下賦能特性：
1、安全連接：可安全連接至變頻器、PLC、傳感器和云端等其他網(wǎng)絡(luò)元素。
2、傳感器功能：通過分析電機(jī)電流和電壓信號來監(jiān)測電機(jī)和應(yīng)用性能。
3、傳感器中樞作用：從由該變頻器控制的過程相關(guān)的外部傳感器獲取數(shù)據(jù)。
4、控制器替代：在符合應(yīng)用的限定條件下，可替代PLC。
5、設(shè)備互聯(lián)：支持無線連接智能設(shè)備（如智能手機(jī)、平板電腦）。
丹佛斯智能變頻器賦能工況監(jiān)測，通過識別變頻器中的以下信息，變頻器可以監(jiān)測電機(jī)和應(yīng)用的工況：
1、瞬時信號
由內(nèi)置傳感器的變頻器直接測量的信號。電機(jī)電流、電壓、變頻器溫度及其導(dǎo)數(shù)，即電流和電壓的乘積，或電機(jī)轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)。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。
2、經(jīng)過處理的信號
由瞬時信號衍生而來的信號。例如，統(tǒng)計分布（最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差值）、頻域分析或任務(wù)剖面指標(biāo)。
3、分析信號
指示變頻器、電機(jī)和應(yīng)用狀況的信號。這些信號用于觸發(fā)維護(hù)或促成系統(tǒng)設(shè)計的改進(jìn)。
基于工況的維護(hù)是基于實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)的最簡單、最直觀的維護(hù)技術(shù)。利用獲取的數(shù)據(jù)監(jiān)測現(xiàn)有設(shè)備的健康狀況從而實(shí)現(xiàn)：
1、縮短停機(jī)時間
2、避免意外停產(chǎn)
3、優(yōu)化備件數(shù)量
4、機(jī)器運(yùn)行效率更高
基于工況的維護(hù)其中一個組成部分就是監(jiān)測設(shè)備狀況，在變速應(yīng)用中，設(shè)備工況通常與速度密切相關(guān)。然而使用獨(dú)立系統(tǒng)來監(jiān)測變速應(yīng)用的工況非常復(fù)雜，需要同時獲取速度及相關(guān)的監(jiān)測值，增加了監(jiān)測的難度和成本，利用變頻器進(jìn)行工況監(jiān)測則是一種更為便捷高效的解決方案。因?yàn)樽冾l器中已經(jīng)有了應(yīng)用的速度信息，并且在變頻器中很容易獲得關(guān)于負(fù)載/電機(jī)轉(zhuǎn)矩和加速度的信息。
工況監(jiān)測（CBM）三部曲
1、確定基線：運(yùn)用以往的經(jīng)驗(yàn)定義基線值，在變頻器中設(shè)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(yīng)用的工況。
3、進(jìn)行監(jiān)測：如果監(jiān)測到參數(shù)超出閾值達(dá)到預(yù)定義的時間，將激活警告或報警。
丹佛斯智能變頻器優(yōu)異的矢量控制算法通過在線實(shí)時檢測電機(jī)定子每相繞組的電阻和電感，CBM運(yùn)算中心以這些數(shù)據(jù)為輸入，并根據(jù)當(dāng)前溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)載等工況數(shù)據(jù)，調(diào)取內(nèi)部基線數(shù)據(jù)與之相比較，如果超出閾值則觸發(fā)報警或警告。這樣就可以在相當(dāng)早的階段就預(yù)先知道設(shè)備將發(fā)生損壞，在意外故障發(fā)生之前采取必要的糾正措施，從而延長生產(chǎn)正常運(yùn)行時間。
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