艾默生过程管理可靠性解决方案运营经理 周晓明

机械设备在运行中难免出现故障，提前做好设备的监测工作，及早发现问题，不仅可以减少因意外停机而带来的损耗，还可以提高工作效率、减少安全事故及维修成本。艾默生作为流程工业自动化领域的领军企业，一直致力于机械设备健康状态监测解决方案的研发和推广，希望可以帮助用户提前发现故障，减少意外停机，提高安全性和经济效益。

针对用户需求提供健康监测

矿山本身就是一个危险的环境，人每天和大型移动式机械打交道，形成了一种具有持续风险的环境，再加上这些设备如果意外停工，会对人员安全和生产目标构成实际威胁。矿山机械通常所需球磨机、皮带输送机、电铲和液压铲，及矿用电动轮车的重载电机和复杂齿轮箱使电铲始终处于故障风险之中。另外，矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械，由于其工作震动幅度大，大部分的器件在长期使用后，都会出现位置松动的情况，所以定期对机械设备检修就变得十分必要。

正如艾默生过程管理可靠性解决方案运营经理周晓明所言，拆墙这样常见的操作都可能导致齿轮箱中的齿轮损坏，从而导致停工，从成本角度而言，随时提供备件不够经济，而且，如果起重或行走电机停止运转，将需要替换一台起重机，这样至少耗费一个轮班的时间。

周晓明提到，在保障部件正常工作以及矿山机械快速维修技术方面所投入的时间、精力和金钱，远远低于停机所造成的损失。他举例说：“用户有时为了完成某项必要的维修工作，工作人员不得不快速行动，而这不仅会让他们置身于潜在危险中，还会带来一系列后续问题。即使顺利完成维修，并未发生事故，但快速让矿山机械恢复运行的过程可能会增加错误几率，并带来新的问题。若摇摆驱动装置未正确安装，或者起重电机未准确对中，可能不久之后，用户又要面对一次新的意外停机。”

基于矿山机械的特殊性，艾默生过程管理部有针对性地制定了矿山机械的在线监测方案，为矿山用户提供预测性监测维修服务。

矿山机械在线监测方案

据周晓明介绍，艾默生矿山机械在线监测方案充分考虑了矿山机械本身的动态移动、振动传感器的放置、电缆的长度、机柜的重量及安放位置等。同时方案还采用PeakVue?技术独特的处理方式，能识别出监控过程中不断增加的应力波，PeakVue?技术即使在极低转速下也可检测到传统监测方法中可能被忽略的异常。

相比标准振动分析技术，这种方式能尽早识别机械设备中的故障变化，尤其是滚动轴承和齿轮箱的问题。

他补充道：“艾默生所提供的机械设备健康状态监测解决方案将会是一套独立的系统，可以独立工作，也可以接入到外部的控制系统和ERP系统中，不会对信息安全造成任何影响。”

成功案例分享

CSI 6500振动监测技术在矿山电铲上的应用

1　背景介绍

电铲是露天矿山最重要的设备之一，当它们需要更换零件时，交付周期很漫长。如果未能及早发现，出现的故障可能导致意外停机。出于这些原因，许多先进的矿山大约十年前就开始利用便携式振动仪表来监测电铲。这些矿山每月、每两个月或每季度安排一次停工，以对电铲进行测试。这种方法要求矿山为电铲计划半个班次的停工时间，并派技术人员携带便携式振动监测器采集数据。采集数据时，技术人员需要在移动的电铲上工作。除了测试电铲的停工时间外，还需要额外花时间分析和解读这些数据。

早在90年代初，久益环球就利用CSI振动监测技术作为其为P&H电铲提供的服务中的一部分。即使久益环球的服务模式发生了变化和发展，该公司仍然沿用CSI振动监测技术。

2　应用情况

2006 年，北美的一处铜矿提出请求，由于电铲在矿区的工作方式非常独特，因此在该应用中利用 CSI 6500 技术非常困难，必须考虑机器的动态移动、振动传感器的放置、电缆的长度、机柜的重量及安放位置等。

“在设备上应用振动监测技术可能会节约成本。但是，为了确定这种技术的最佳安装点并使我们能够利用它进行远程监测，久益环球和艾默生都需要付出巨大努力。为了确保最终获得合适的行业领先产品，需要久益环球在电铲方面的专长以及艾默生关于振动监测技术的知识。”久益环球的露天矿山技术产品经理Matt Koss说。

矿山希望尽可能缩短停工时间，但是它们也需要知道新技术不会干扰生产。“重要的是每位客户都能够根据自己的具体需要定制该技术。这就是艾默生的解决方案所能提供的。”艾默生机械设备状态管理业务副总裁Nathan Pettus说。

首选方法是在电铲出厂前就安装CSI 6500。但是有些用户希望将CSI 6500安装在已经投入使用的现有电铲中。艾默生和久益环球持续地开展密切合作，以提高在售后应用中现场安装产品的能力。最近，工作重点放在增加预先安装好的软硬件模块，以尽可能缩短现场安装时间，减少对客户的影响。

久益环球的智能服务中心模型加快了解决方案的采用速度，该中心融合了远程—健康监测功能作为其服务套餐的组成部分。

安装技术功能组件后，即可开始代表客户使用远程监测功能。

远程健康监测与任何电动钢缆铲客户息息相关，黄金、油砂、煤炭覆盖层、铜矿和铁矿都希望避免停工产生的成本。迄今为止，黄金、铜矿石和铁矿石开采客户一直是该技术的推动者和首要用户。但是，市场一直在发展壮大，受到了各种露天矿场的关注。

3　效益分析

过去，每月进行数据采集是大部分矿山能够做到的极限。有时需要反复地进行测试以确保数据采集的正确性，采集后还需另外安排时间进行数据分析。如今，用户可在每轮班多次获得准确的相关数据。久益环球智能服务中心和用户可访问他们所需要的数据，以便及时做出关于电铲状态、运行情况和零件更换需要等方面的决策。在电铲上安装 CSI 6500 振动监测装置后，无需再安排相关人员在移动的电铲上采集数据。此外，该解决方案还可减少矿山计划停工的次数，这可能意味着每小时高达 50,000 美元的生产收益。

振动信息将会推动预测性维护策略和库存计划流程的发展，确保矿山现场备有正确的零件以应对计划停工。通过充分利用远程振动监测技术，久益环球可以更好地预测特定组件的寿命，减少意外停机。

艾默生将持续发展远程运行状况监测服务，以帮助客户实现成本节约。

摘自《自动化博览》2015年11月刊