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。通過對電機的實時運行狀況進(jìn)行在線監(jiān)測和報警，以實現(xiàn)對電機的及時保護(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：通過分析電機電流和電壓信號來監(jiān)測電機和應(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、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現(xiàn)：
1、縮短停機時間
2、避免意外停產(chǎn)
3、優(yōu)化備件數(shù)量
4、機器運行效率更高
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。因為變頻器中已經(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：運用以往的經(jīng)驗定義基線值，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時檢測電機定子每相繞組的電阻和電感，CBM運算中心以這些數(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)正常運行時間。
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