Датчики для контроля состояния

Функциональные системные решения на основе датчиков физических величин

ЖД транспорт занимает одну из ведущих позиций по объемам перевозок. Основные черты современных железнодорожных перевозок – удобство, безопасность, надежность и высокая скорость перемещения как пассажиров, так и тяжелого груза на большие расстояния.

Для обеспечения повышенной безопасности на железнодорожном транспорте важен правильный выбор решения для мониторинга текущего состояния системы с целью своевременного выявления технических неисправностей. В качестве наиболее перспективного решения осуществляется мониторинг состояния ключевых узлов ходовой части с использованием датчиков физических величин.

Одной из наиболее критических областей для применения СМД в нефтегазовой отрасли является рынок электронных систем контроля состояния и управления газотурбинными перекачивающими агрегатами. Контроль состояния ГПА и насосного оборудования магистральных газовых трубопроводов позволят снизить риски нарушения технологических режимов перекачки газового конденсата. Современные системы предиктивного анализа способны с высокой степенью точности выявлять и контролировать развитие большинства дефектов, имеющих как механическую, так и электромагнитную природу. Комплексный подход к системе мониторинга по текущему состоянию с контролем скорости позволит добиться существенного улучшения рабочих характеристик всего оборудования компрессорных станций, оптимизировать режимы его работы с обеспечением максимальных значений КПД и минимального износа, снизить потребление углеводородного топлива, уменьшить объём работ по обслуживанию, снизить влияние «человеческого» фактора и повысить производственную безопасность. Вибрационный контроль колебаний подшипниковых узлов турбин низкого давления в горизонтальном, вертикальном и осевом направлениях позволит получить максимальную точность прогнозов как в отсутствии дефектов, так и в предаварийном состоянии.

Ключевыми задачами в нефте- и газодобывающей отрасли является повышение эффективности использования технологического электрооборудования, затраты на работу которого в себестоимости нефти достигают 35-40%.

Внедрение измерительно-диагностических систем с функциями непрерывного мониторинга и предиктивной диагностики компанией "Брюль и Къер" (Дания) на одном из химических комбинатов позволило снизить общее число проводимых техобслуживаний и ремонтов с 274 до 14. Применение данной компанией вибрационно-диагностической системы на нефтеперерабатывающем комбинате позволило снизить затраты на техническое обслуживание на 75%.

Компания ООО «ИДМ-ПЛЮС» предлагает современные решения в области измерительно-диагностических систем мониторинга роторного оборудования, используемого в нефтехимическом секторе. Подобные системы могут найти широкое применение в:

• технологическом оборудовании (градирнях, насосах, вентиляторах, мельницах, экструдерах и т.д.);
• оборудовании нефте- и газоперекачивающих станций (магистральных насосах, газоперекачивающих агрегатах, генераторах, электроприводе дроссельных заслонок и т.д.);
• нефтедобывающем оборудовании (электроцентробежные добывающие насосы, электродвигатели штанговых насосных установок и т.д.).

Внедрение систем диагностики и непрерывного мониторинга состояния роторного оборудования электростанций является одним из наиболее перспективных направлений развития энергетической отрасли.

Диагностика состояния оборудования по нескольким параметрам (вибрации, температуры, скорости вращения) позволит более точно выявлять источники неисправности в многокомпонентном когенерационном оборудовании:

• рабочих колесах паровых, газовых и гидротурбин, поршневых двигателях, двигателях Стирлинга и т.д.;
• паро-, гидро- и ветрогенераторах и электрических генераторах;
• мультипликаторах, муфтах и т.д.

Внедрение СМД с контролем параметров вибрации во многих точках, контролем теплового состояния и скорости вращения также актуально для вспомогательного вентиляционного и насосного оборудования электростанций. Особенно актуально их применение для привода главного циркуляционного насоса атомных электростанций где необходимо, в первую очередь, обеспечение высокого уровня надежности.

Как показывает 20-летний опыт эксплуатации стационарных измерительно-диагностических систем контроля технического состояния на отечественных атомных электростанциях их применение существенно повышает надежность АЭС, безопасность эксплуатации оборудования и ресурс их работы. Внедрение вибрационно-диагностических систем непрерывного действия компании «Брюль и Къер» (Дания) на американских атомных электростанциях позволило существенно снизить затраты на обслуживание и потери за счёт сокращения времени простоя оборудования.

Особенностью вибрационной картины поля в электрических генераторах и двигателях является воздействие на ротор сил электромагнитного тяжения. Изменение электромагнитных сил в процессе эксплуатации оборудования обусловлено процессами старения электрической изоляции, развития межвитковых замыканий и воздействия частичных разрядов (в высоковольтных машинах с напряжением питания более 6 кВ). Нормы вибрации для электрических машин мощностью до 50 МВт и скоростью вращения до 20000 об/мин устанавливаются ГОСТ ИСО 10816-3-2002.

Компания ООО «ИДМ-ПЛЮС» на основе накопленного опыта разработки СМД готова разработать системы мониторинга и предиктивного анализа:

• роторных систем генерации электрической энергии тепловых, атомных, ветровых и гидроэлектростанций (турбины, генераторы и т.д.);
• главных циркуляционных, циркуляционных, питательных, конденсатных и других видов насосов;
• систем вентиляции и воздушного охлаждения (градирни и т.д.);
• роторных систем технологического оборудования.

Использование измерительно-диагностических систем для мониторинга и предиктивной диагностики позволит исключить риски возникновения техногенных аварий и катастроф, связанных с работой электростанций различного типа.

Комплексная автоматизация и цифровизация производства в рамках концепции«Индустрия 4.0» приводят к росту мирового спроса на высокотехнологичное оборудование станкостроительной отрасли: интеллектуальные обрабатывающие центры, автоматизированные линии, промышленные робототехнические системы и коботы и др. При этом стоимость эксплуатационных расходов потребителей на содержание оборудования в 8 раз превосходит стоимость самого оборудования.

В процессе эксплуатации под воздействием различных факторов (ударных нагрузок, аварийных режимов, процессов старения изоляционных/конструкционных материалов и т.д.) происходит постепенное ухудшение рабочих характеристик исполнительных механизмов, приводов подач и главного движения, которое приводит к ухудшению качества обрабатываемых поверхностей, простоям оборудования и отбраковыванию продукции.

Применение СМД непрерывного контроля вибрационного состояния в приводах главного движения и приводах подач обрабатывающего оборудования (токарных, фрезерных, шлифовальных станках, многофункциональных обрабатывающих центрах, высокоточном оборудовании) позволят:

• спрогнозировать точность и качество обработки деталей по текущему состоянию технологического оборудования;
• автоматически корректировать технологические маршруты под обработку конкретных видов продукции;
• корректировать производственную программу по текущему и прогнозируемому состоянию;
• прогнозировать сроки и виды технического обслуживания с высокой степенью точности;
• снизить время простоев оборудования на ремонт и техническое обслуживание;
• повысить функциональность производственного оборудования с возможностью интеграции в единое киберфизическое пространство современного высокотехнологичного производства.

Разработка и внедрение подобных систем в станкостроении позволит отечественным производителям в достижении общих целей и задач, обозначенным перед отраслью Правительством РФ в:

• Стратегии развития станкоинструментальной промышленности на период до 2035 года» утверждена распоряжением Правительства РФ от 5 ноября 2020 г. №2869-р
• Постановление Правительства России от 17 июня 2015 года №719 «О критериях отнесения промышленной продукции к промышленной продукции, не имеющей аналогов, произведенных в РФ».

Функциональные системные решения на основе датчиков физических величин