Bảo trì chủ động với thiết bị Advantech bắt đầu từ dữ liệu, không phải từ thuật toán. Ý tưởng gốc rất cũ: gắn cảm biến vào cụm cơ khí, theo dõi số đo thay đổi theo thời gian, can thiệp khi số đo lệch khỏi vùng bình thường. Phần khó nằm ở chỗ dựng được đường đi liên tục từ cảm biến tới người trực ca, và giữ đường đó chạy suốt nhiều tháng.
Bài viết đi theo thứ tự triển khai thực tế: chọn mức bảo trì cần đạt, chọn tín hiệu để đo, dựng đường dữ liệu, rồi chọn máy chạy phần thu thập.
Ba mức bảo trì và mức nào cần dữ liệu
| Mức | Cách quyết định thời điểm sửa | Cần gì để làm được |
|---|---|---|
| Sửa khi hỏng | Máy dừng thì mới can thiệp | Không cần dữ liệu, đổi lại là dừng chuyền ngoài kế hoạch |
| Bảo trì định kỳ | Theo giờ chạy hoặc theo tháng | Bộ đếm giờ chạy và lịch, chưa cần đo tình trạng |
| Bảo trì chủ động | Theo số đo tình trạng thật của từng cụm | Cảm biến, thiết bị thu thập, máy lưu số liệu và ngưỡng cảnh báo |
Mức thứ ba tiết kiệm ở hai đầu. Không thay linh kiện còn tốt chỉ vì tới lịch, và không để hỏng bất ngờ giữa ca. Đổi lại phải đầu tư một chuỗi thiết bị chạy liên tục. Vì vậy nên bắt đầu từ vài cụm máy đắt tiền nhất hoặc gây dừng chuyền nặng nhất, không làm cả nhà máy cùng lúc.
Tín hiệu nào báo trước hỏng hóc
Hỏng hóc cơ khí hiếm khi xảy ra tức thời. Trước khi dừng hẳn, cụm máy thường phát ra thay đổi đo được trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần. Bảng dưới xếp theo mức dễ lắp.
| Tín hiệu | Báo trước điều gì | Kiểu tín hiệu vào |
|---|---|---|
| Độ rung của thân máy hoặc gối đỡ | Mòn vòng bi, lệch trục, mất cân bằng cánh quạt | Analog, dải điện áp hoặc dòng chuẩn công nghiệp |
| Nhiệt độ vỏ động cơ và hộp giảm tốc | Thiếu bôi trơn, quá tải kéo dài, tắc đường gió | Cặp nhiệt điện hoặc điện trở nhiệt |
| Dòng điện tiêu thụ của động cơ | Tăng tải cơ khí, kẹt bộ phận truyền động | Analog qua biến dòng, hoặc đọc thẳng từ biến tần |
| Chênh áp trước và sau lưới lọc | Lọc gần tắc, quạt phải làm việc nặng hơn | Analog từ cảm biến chênh áp |
| Số giờ chạy và số lần khởi động | Mức hao mòn tích luỹ của tiếp điểm và cơ cấu | Digital, đếm xung |
Một hướng đã được thử nghiệm nhiều năm là nghe tiếng quạt tản nhiệt. Rung động và âm thanh siêu âm của quạt đổi dần trước khi bạc hỏng, nên bản ghi âm thanh gom theo thời gian đủ để nhận ra mẫu bất thường. Cách làm này cần một tập dữ liệu đã được kỹ thuật viên gán nhãn, vì vậy giá trị của nó tăng theo số máy tham gia chứ không đến ngay từ máy đầu tiên.
Đường dữ liệu từ cảm biến tới bảng theo dõi
Chuỗi thiết bị chia làm ba lớp. Tách rõ ba lớp giúp chọn đúng thiết bị và tránh mua thừa.
| Lớp | Nhiệm vụ | Thiết bị Advantech thường dùng |
|---|---|---|
| Thu tín hiệu tại máy | Đọc analog và digital từ cảm biến, cách ly khỏi nhiễu của tủ điện | Mô đun thu thập dòng ADAM đặt trên ray trong tủ |
| Gom và xử lý tại chỗ | Quét theo chu kỳ, tính giá trị trung bình, so ngưỡng, giữ đệm khi mất mạng | Máy tính không quạt cỡ nhỏ đặt trong tủ điện |
| Theo dõi và quản trị | Đồ thị xu hướng, danh sách cảnh báo, cập nhật phần mềm từ xa | Phần mềm quản lý thiết bị chạy trên máy chủ hoặc trên đám mây |
Chi tiết dòng mô đun thu thập tín hiệu có ở bài ADAM 6000 series và bài bộ thu thập dữ liệu và remote I/O ADAM. Phần phần mềm quản trị và cập nhật thiết bị từ xa nằm ở bài DeviceOn-iEdge.
Một nguyên tắc thực dụng cho lớp giữa: đặt phần so ngưỡng ngay tại máy biên, không để trên đám mây. Mất đường truyền là chuyện thường xuyên trong xưởng, còn cảnh báo quá nhiệt thì không được phép trễ. Đám mây giữ vai trò gom số liệu nhiều nhà máy và chạy phần phân tích nặng, không giữ vai trò báo động.
Máy giám sát cũng cần được giám sát
Chi tiết hay bị bỏ sót: chính máy tính chạy phần thu thập cũng là một điểm hỏng. Máy này chạy hai mươi bốn giờ mỗi ngày, đặt trong tủ nóng, và khi nó dừng thì toàn bộ dữ liệu bảo trì mất theo.
- Nhiệt độ trong thùng máy: đọc được qua phần mềm quản lý, cho biết lưới lọc tủ đã tắc hay quạt tủ đã yếu.
- Tình trạng ổ lưu trữ: phần trăm tuổi thọ ghi còn lại của ổ thể rắn cho biết khi nào phải thay, trước khi ổ chuyển sang chế độ chỉ đọc.
- Điện áp nguồn vào: sụt áp lặp lại là dấu hiệu của nguồn tủ hoặc đấu nối, thường xuất hiện trước một lần khởi động lại đột ngột.
- Số lần khởi động lại ngoài kế hoạch: con số này tăng đều là dấu hiệu sớm hơn mọi cảnh báo phần mềm.
Chọn máy không quạt cho lớp giữa loại bỏ được một chi tiết cơ khí hay hỏng nhất, đồng thời bỏ luôn phần lọc bụi phải vệ sinh định kỳ.
Bắt đầu từ một cụm máy
Cách vào việc ít rủi ro nhất là chọn một cụm máy, gắn ba tín hiệu cơ bản, chạy đủ một mùa sản xuất rồi mới nhân rộng.
- Chọn cụm máy gây dừng chuyền nặng nhất trong sổ sự cố năm ngoái.
- Gắn cảm biến rung, cảm biến nhiệt và biến dòng, đưa về mô đun thu thập trong tủ.
- Chạy hai đến bốn tuần ở chế độ chỉ ghi số liệu, chưa đặt cảnh báo.
- Dựng ngưỡng từ dải giá trị của giai đoạn chạy bình thường, cộng biên an toàn.
- Bật cảnh báo, ghi lại mọi lần cảnh báo nổi lên và kết quả kiểm tra thật.
- Sau ba tháng, chỉnh lại ngưỡng theo số lần báo nhầm rồi mới nhân sang cụm thứ hai.
Bước ba là bước hay bị bỏ qua nhất. Đặt ngưỡng theo cảm tính ngay từ ngày đầu dẫn tới quá nhiều cảnh báo sai, và sau vài tuần thì không ai còn nhìn bảng theo dõi nữa.
Chọn thiết bị cho bảo trì chủ động
Lớp thu tín hiệu chọn theo kiểu tín hiệu: mô đun analog như ADAM-6017 cho cảm biến rung, nhiệt và chênh áp; mô đun digital như ADAM-6060 cho phần đếm xung và tiếp điểm trạng thái.
Lớp gom số liệu tại tủ chọn máy không quạt cỡ nhỏ như UNO-2372G. Khi phải tách đường mạng thiết bị khỏi đường mạng quản lý, hoặc khi số điểm đo tăng lên hàng nghìn, chuyển sang bản nhiều cổng như UNO-2484G. Các lựa chọn khác nằm ở danh mục máy tính không quạt cho IoT.
Nguyên tắc chọn cấu hình theo tải công việc tham khảo hướng dẫn cấu hình máy tính công nghiệp trên IPC247, sau đó lọc model theo dải nhiệt và kiểu lắp bằng công cụ chọn máy theo yêu cầu.
Câu hỏi thường gặp về bảo trì chủ động với thiết bị Advantech
Bảo trì chủ động khác bảo trì định kỳ ở chỗ nào?
Bảo trì định kỳ thay linh kiện theo lịch, tính bằng giờ chạy hoặc bằng tháng, không quan tâm tình trạng thật. Bảo trì chủ động dựa trên số đo tình trạng của chính thiết bị đó để quyết định thời điểm can thiệp. Kết quả là bớt được cả hai kiểu lãng phí: thay khi còn tốt và hỏng trước lịch.
Cần đo những gì để bắt đầu?
Ba tín hiệu cho nhiều thông tin nhất với chi phí thấp là độ rung, nhiệt độ và dòng điện tiêu thụ. Ba đại lượng này phản ánh gần như mọi kiểu suy giảm cơ khí của động cơ, quạt và bơm. Các tín hiệu khác thêm dần theo từng cụm máy cụ thể.
Bao lâu thì đủ dữ liệu để nhận ra bất thường?
Phải có dữ liệu của giai đoạn máy chạy bình thường làm mốc so sánh. Với máy chạy theo ca ổn định, vài tuần là đủ dựng ngưỡng ban đầu. Với máy đổi sản phẩm liên tục, cần gom theo từng chế độ chạy nên thời gian dài hơn.
Máy tính công nghiệp có tự báo tình trạng của nó không?
Dòng máy công nghiệp của Advantech có phần theo dõi nhiệt độ trong thùng, tốc độ quạt, điện áp nguồn và tình trạng ổ lưu trữ, đọc được qua phần mềm quản lý thiết bị. Nhờ đó máy giám sát tự báo trước khi hỏng thay vì dừng đột ngột giữa ca.
Có phải đưa dữ liệu lên đám mây không?
Không bắt buộc. Phần cảnh báo theo ngưỡng và đồ thị xu hướng chạy tốt ngay trên máy biên đặt tại xưởng. Đám mây chỉ cần khi muốn gom nhiều nhà máy về một chỗ hoặc chạy mô hình so khớp trên tập dữ liệu lớn.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
