Can Uslu – PdMechanics

Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) pazarında çeşitli tip ve marka kablosuz titreşim sensörü bulunmaktadır. Farklı özelliklere sahip kablosuz sensör seçeneklerinin sayısının artması beraberinde potansiyel müşteriler için karmaşıklık da getirmiştir. Bu metin, kablosuz titreşim sensörlerine genel bir bakış sunmayı ve okuyucunun pazar araştırması yaparken doğru soruları sormasını kolaylaştırmayı amaçlamaktadır.

Kablosuz titreşim sensörü pazarını büyüten ve endüstriyel tesislerin kestirimci bakım programlarında kullanım alanı yaratan ana unsurlar şunlardır:

Ölçeklenebilirlik: Durum izlemesi yapılan makine miktarını kablosuz sensörler ile minimum kurulum çabasıyla arttırmak kolaydır. Kablolu titreşim sensörlerinde olduğu üzere herhangi bir kablolama, bağlantı kutusu veya pano gereksinimi yoktur. Bu açıdan, kablosuz sensörler, tesisteki ana kritik varlıklar gibi sürekli durum izlemesi gerektirmeyen ancak yine de ekipman güvenilirliğini sağlamak ve verimli bir bakım program yürütmek için üretimi destekleyen diğer makinelere uygulanabilir.

İş Yükünde Azalma: Kablosuz sensörlerden düzenli aralıklarla veri alınması, el cihazlarıyla manuel veri toplama ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu durum bakım ekiplerinin iş yükünü azaltır ve personel yükünü en aza indirir. Bakım ekipleri, veri toplama çabaları yerine toplanan verileri değerlendirmek, varlık güvenilirliğini arttırmak ve devam eden bakım programına değer katmak için daha fazla zaman ayırabilir.

Erişilebilirlik: Kablosuz sensörler ulaşılması zor veya tehlikeli bölgeler için faydalıdır. Örneğin, su endüstrisindeki bir proje merkezi bir tesisten uzakta birçok pompa istasyonu içerebilir. Bu uzak pompa istasyonlarında minimum yatırımla kablosuz durum izleme sistemleri kurmak mümkündür. Petrol, gaz ve çelik gibi sektörlerde ise tehlikeli ortamdan düzenli veri toplama gerekebilir. Piyasadaki sensörlerde bulunan Bluetooth, Wi-Fi veya Lorawan gibi çeşitli kablosuz veri iletim teknolojileri değişen menzil ve taşınabilir veri boyutu özelliklerine sahiptir.

Kablosuz Titreşim Sensörlerinin Ana Özellikleri

Elde Edilen Bilgi

Kullanıcı açısından bakıldığında, kablosuz sensörleri makine durumu hakkında sağladıkları geri bildirim düzeyine göre sınıflandırmak yardımcı olur: sorun var/yok çıktısı verenler ile arıza tipinin tespitine ilişkin daha fazla bilgi sunanlar.

Sorun tespitine yönelik sensörler toplam titreşim hızı ve ivme ölçümleri gerçekleştirir. Toplanan veriler makine durumunu değerlendirmek için alarm eşikleriyle karşılaştırılır. 4-20 mA titreşim sensörlü ve PLC’li standart bir SCADA izleme sistemine benzeyen bu durum, henüz takibi yapılmayan makineler için değerli olabilir. Bakım ve üretim maliyetlerinde tasarruf elde etme amacıyla belirli bir düzeyde kestirimci bakım programı başlatılır. 

Arıza tipinin tespitine yönelik kablosuz sensörler ise kullanıcılara ölçülen titreşime ait ilave çıktılar sağlar. Sunulan çıktıların miktarı sensör mimarisine ve hesaplama yeteneklerine bağlıdır. Sensörler, titreşim zaman dalga formunu tanımlayan basıklık, tepe faktörü, çarpıklık, darbe seviyesi, darbe sıklığı ve kuvvet asimetrisi gibi parametreler ile titreşimin doğası hakkında fikir verir. Bu parametreler ile arızanın tipi hakkında ipuçlarına sahip olmak mümkündür. 

Zaman dalga formuna ek olarak, sensörün ilettiği titreşim frekans spektrumu da arıza teşhisi için değerli bir araçtır ve makine içindeki hakim titreşim frekanslarını gösterir.  Bellek ve pil ömrü kısıtlamalarından ötürü,  spektrumda ölçülen frekansları teker teker kayıt etmek yerine, bazı sensör firmaları belirli frekans bantlarının toplam titreşimlerini kullanıcıya sunar. Kullanıcı daha sonra makinenin çalışma frekanslarına karşılık gelen frekans bantlarını tanımlayabilir ve örneğin bir pompada kanat geçiş frekansını kapsayan frekans bandının genel titreşimi yüksekse, bakım ekibi bir sonraki duruşta pompa fanını inceleyebilir. Bu durum sahada arıza giderme çabalarını en aza indirmeye ve zaman kazanmaya yardımcı olur. Bununla birlikte, bazı arıza teşhislerinde (örneğin yan bant analizleri) bütün frekans spektrumumun incelenmesi gerekebilir. 

Sektörde farklı özelliklere sahip kablosuz sensörlerin uygun olduğu farklı uygulamalar ve makineler olduğunu hatırlamak gerekir. Sonuç olarak, iyi bir yatırım getirisi elde etmek için, kullanıcının en yüksek kapasiteye sahip sensörü değil, taleplerini karşılayacak olanı tercih etmesi gerekir. Varlığın birkaç arıza modu varsa ve kesintisi direk üretim kayıplarına neden olmayacak ise, basit bir sorun var/yok çıktısı veren sensör yeterli olabilir. Birçok alt komponente sahip kritik makineler için daha fazla çıktı sunan bir çözüm arıyorsak, zaman dalga formu ve spektrum verileri yardımcı olur. Hangi düzeyde sensörün gerekli olduğuna karar verebilmek için varlığın arıza modları ve arızanın titreşim olarak kendisini nasıl gösterdiğini belirlemek gerekir.

 

Maksimum Frekans (Fmax)

Fmax, sensörün belirli bir hata payı içerisinde ölçebileceği maksimum titreşim frekansıdır. Fmax, olası makine arızalarının tetiklediği titreşim frekanslarını kapsamalıdır. Örneğin, 1 kHz’lik bir Fmax’a sahip bir titreşim sensörü, balanssızlık, hizasızlık, gevşeklik, hasarlı fan veya ileri seviye bir rulman arızası gibi sorunları tespit edebilir. Başka bir örnek olarak, 10 kHz’lik bir Fmax ile yüksek frekanslı titreşimleri kaydetmek ve yağlama sorunları, hidrolik kavitasyon, erken safha rulman arızaları ve elektrikli motor rotor çubuğu arızaları gibi arızaları tespit etmek mümkündür.

Veri Toplama Aralığı

Piyasadaki kablosuz sensörlerin pillerinin mevcut durumda genel olarak buluta günde birkaç kez veri yükleme durumunda ortalama üç ile beş yıl arasında tükendiğini görüyoruz, okuyoruz. Bazı markaların performansı bu ortalamadan daha iyi veya daha kötü olabilir. Bu açıdan kablosuz sensörler, hızlı gelişebilecek arızalara karşı sürekli durum izleme gerektiren kritik varlıklar için yeterli olmayabilir. Genel olarak kablosuz sistemlerin amacı, ani gelişebilecek sorunlara müdahale edebilmek değil, makine trendini düzenli takip edip zaman içinde gelişen arızalara karşı önlem almaktır.

Ek Fiziksel Parametreler: Sıcaklık ve Dönme Hızı

Piyasada titreşime ek olarak makine yüzey sıcaklığı ve dönüş hızı verilerini de ölçen kablosuz sensörler bulunmaktadır. Bu ek verilerle makinenin sağlık durumunu kapsamlı bir şekilde değerlendirmek mümkündür. Değişken hıza sahip makineler için, çalışma frekanslarının çoğu şaft dönüş hızına bağlı olduğundan, frekans spektrumunu analiz etmek için dönme hızı bilgisi faydalıdır. Makine şaft dönme hızı, titreşim genliğini etkileyen  makine üzerindeki yük hakkında da bilgi sağlayabilir. Yüzey sıcaklığı da arıza teşhisi için değerli bir parametredir. Yüzey sıcaklığındaki artışa titreşimdeki artışın eşlik etmediği ve bakım kararlarının ancak sıcaklık verilerine dayalı olarak verildiği durumlar ile karşılaşılabilir. 

  • Post published:Mart 1, 2022
  • Post last modified:Ağustos 17, 2022