David Greenfield，自动化世界
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欢迎来到自动化世界，我们在播客中与行业专家联系，以获得您所需的关于工业自动化技术的答案。您可以通过订阅subscribeaw.com上的automation world找到更多答案。我是David Greenfield，自动化世界的主编。这节课我们要讲的主题是了解设备故障以及如何应对它们。和我一起回答这个问题的是工业自动化电缆、连接器、网络和网络安全技术供应商Belden的Stephen Lacy。谢谢你加入我的节目，史蒂文。
斯蒂芬·莱西，贝尔登
0:51
谢谢你，大卫。很高兴来到这里。
David Greenfield，自动化世界
0:53
斯蒂芬，你知道，虽然不同类型的设备会因为不同的原因而发生故障。你认为在工业操作中设备故障的主要机械、电气或用户原因是什么?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
1:09
我们看到一些重量级的产品已经老化很多自动化设备和电气设备已经使用了15年，20年，25年，而且老化很快。我们可以看到高的绝对温度在一个封闭的环境中或者生产环境本身。每天的季节性温度循环，对芯片施加机械应力，并使电容器干燥。灰尘积聚在外壳过滤器和印刷电路板上。而且它还有点导电性，这有助于加速故障。最后是振动。对于机器上出现故障的设备，无论是轻微的振动还是剧烈的振动，都会随着时间的推移磨损机械设备、电机和伺服的连接器、接触点和焊点。故障模式我们看到我们的轴承和关节润滑挑战，电机过载，驱动负载的X, Y或Z面错位连接到两个电机或伺服。不合规格的材料，很多时候会导致设备堵塞，最后，操作人员的错误，就像正常的业务和运行生产环境一样。
David Greenfield，自动化世界
2:39
所以考虑到你刚才描述的这些故障类型，是否有某些类型的设备更容易由于这些原因或其他原因而故障?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
2:48
是的，我们是我们最熟悉的那些人就是那些制作帕累托图表的重量级人物。还有，变频驱动器，电源，大多数都是24伏。但是当然，还有其他的电压，非工业额定的网络交换机很常见，可能会导致很多痛苦，非工业非加固的pc被用于hmi。以太网媒体转换器肯定在那里，特别是那些不太昂贵的，有一个外部电源直接插到墙上，例如，协议转换器，他们似乎已经过时了，当他们开始出现故障时，这是一种间歇性的问题，使他们更难找出哪一个让你头疼。最后，交流和直流电机由于轴承轴承问题绕组或电刷故障。
David Greenfield，自动化世界
4:00
所以有了所有这些常见的原因和类型的故障，我们在这里讨论到目前为止，你知道，仍然有一个事实，许多制造商仍然依赖于反应性维护，而不是更积极主动。根据你与终端用户和行业合作的经验，你能谈谈与这种更常用的响应式方法相关的典型成本因素是什么吗?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
4:27
显然，修复或更换故障部件是第一件事，但前提是它可以快速采购和运输，我们都知道这在今天是相当具有挑战性的，有维修劳动力来拆卸维修然后重新组装设备。这取决于故障部件的位置，在机器或工厂区域内，这可能需要在高处工作，这有相关的风险。加班时间可能需要补妆生产。计划外维护也可以有一个安全组件，这取决于所涉及的危险，随机故障将设施置于非正常运行状态，上游和下游设备和操作团队可能没有做好准备。所以，你肯定想要你知道，如果你赢了，你会尽量避免这种情况。设备故障会大大降低工厂或设施的生产kpi。不可靠的生产设备会造成生产目标能否实现的不确定气氛。因此，这里的目标是真正确保建立了生产环境，并且足够健壮。因此，满足生产目标可以完全基于人员的表现，而不是机器或设备的问题。所以你一定要把它们扔掉。 Finally, production delays are always a concern, since they could make your customer try a competitor's product.
David Greenfield，自动化世界
6:28
这是一个你知道的，你想要你想要远离的领域，
原因很明显。他们绝对是。所以你知道，现在，你知道，我们在讨论被动维护和主动维护。但是，你知道，现在在整个行业中，人们对预测性维护很感兴趣，以实现更高水平的主动维护。但是，如果没有专门的预测维护软件，是否有可能预测设备何时会出现故障呢?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
6:52
是的，这是一个条件声明，但它一直在变得越来越好，越来越容易。我们首先确定自动化、网络传感器和电气元件领域中所有生产关键部件和设备的生产。如果，如果工厂的设施没有图纸或精确的图纸，那么草图是可以的，可能还有照片。一旦你知道你有什么，下一步是开始安装便宜的无线传感器。这些都很好，因为它们在你目前的工作之外运行，你知道的，OT网络是生产的关键。现在可用的传感器可以测量位置，电流运动，距离，压力，速度，你能想到的。所以你有一个便宜的传感器来识别大多数，抱歉，大多数，任何关键参数。其次是更换故障电源，使用智能监控电源。有一些内置IO链接的单元。其中包含的一些参数实际上是供应的剩余使用寿命，这对预测分析的本质起到了作用。 installed network monitoring software to detect when a network switch may be starting to fail or has failed, you'll see spikes in network traffic, that that don't align to anything else and those may be indicative of an impending failure. And you can install wireless motor vibration and temperature sensors on motors with an analytic software package. And I would just note that the solution ideas described can operate either on the existing facility networks or they can be on a separate smaller network dedicated just to the equipment monitoring and analytics.
David Greenfield，自动化世界
9:10
所以考虑到制造商面临的所有这些选择，当涉及到设备故障预测方法时，你建议制造商从哪里开始?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
9:21
首先，我将快速估计与特定机器或特定工厂区域的停机时间相关的成本。这非常重要，因为它可以帮助你确定投资回报率，或者至少给你一个大致的投资回报率，并使你能够快速获得内部批准的概念验证。如果你还没有开始，你知道任何工业4.0或过时的数据驱动程序都是从一台机器或一个过程领域上开始的，这限制了成本和风险，这也允许公司从上到下的所有利益相关者参与并看到概念的结果。然后提出更好，更快，更便宜的方法。这种方法还允许设施人员有时间了解工作的价值，并从他们那里获得这种方法。
David Greenfield，自动化世界
那么回到之前的成本问题，我们讨论了反应性维护成本，但是应用你推荐的这些更具预测性的方法有多昂贵呢?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
10:37
在工业4.0和工业物联网的本质上，它们的设计不是昂贵的，而是智能小的，可扩展的。这里的主要事情是启动小型一机一机的进程。你可以从在现有设备上添加一些新的传感器开始，并添加从现有设备、现有机器、plc和或DCS(如果你有的话)中已经可用的信号。随着旅程的继续，您可能会发现来自其他现有工厂系统的附加价值信号，例如仓库管理系统，您的集成企业资源计划系统，您的ERP系统，制造执行系统，QA, QC系统，实验室管理系统等。帮助确定相关性并确定问题的根本原因。另外，可以添加小型工厂地板显示器，以便从上到下的所有员工都知道生产损失的根本原因。请注意，上面描述的所有内容都是且通常应该是与供应商无关的。所以你在市场上有很多选择。
David Greenfield，自动化世界
12:05
为了更好地理解这一切。史蒂文，你能分享一些有关百登公司正在帮助客户解决设备故障问题的细节吗?
斯蒂芬·莱西，贝尔登
12:13
所以我们在所有的电机和生产设备上安装了无线振动和温度传感器。然后使用机器学习软件进行异常检测。它会分析这两个变量，然后在它们超出正常工作范围时通过电子邮件或短信发出警报。所以这是我们从现在合作的一个客户开始的一个领域，他们有一个聚丙烯塑料传送带的问题，经常出现故障，传送带故障使所有成品无法离开工厂，每年有六位数的重大成本。为了解决这个问题。我们设计了一个定制的皮带张力和皮带速度监测组件，以及一个小型控制面板，通过边缘设备收集这些信号和其他现有的VFD信号，并将这些信号发送到云端。我们在云端，我们正在建立一个预测模型，预测每个带的剩余使用寿命。随着时间的推移，该模型将自动调整皮带断裂的原因被识别和纠正。所以我们对这两个用例都很兴奋。我们期待着做得更多。
David Greenfield，自动化世界
13:39
非常有趣，再次感谢你参加我的播客，史蒂文。当然，还要感谢我们所有的听众。请继续关注我们的专栏，我们将为您解答更多的问题。请记住，您可以在automation world.com上找到我们，订阅我们的印刷杂志并订阅aw.com，以了解最新的工业自动化技术见解、趋势和新闻
