1、現(xiàn)行大型電機(jī)的監(jiān)控與管理 基于可靠性的狀態(tài)監(jiān)控 Condition monitoring for reliability.,電機(jī)診斷技術(shù)講座之一,全美電機(jī)系統(tǒng)消耗了19%的總能源，57%的電力能源； 在制造業(yè)，電機(jī)消耗了70%以上的電能； 在過程工業(yè)，電機(jī)消耗的電能占全廠90%以上。,每年度成本核算中，附加消耗分布為停產(chǎn)損失93.6%，附加能量消耗3.1%，電機(jī)壽命降低1.2%，常規(guī)消耗2.1% 。,EPRI的報告,When A Plant Had An Unplanned Shut Down,會發(fā)生什么,領(lǐng)導(dǎo)不斷接到 各種報告,生產(chǎn)經(jīng)理開始大叫!,生產(chǎn)人員無休止的加班，疲憊不堪,維修人員束手

2、無策,財務(wù)總監(jiān).,你的客戶?,各行業(yè)平均停產(chǎn)損失,包括產(chǎn)量損失與人工費(fèi)用,怎樣處理您的電機(jī)問題?,別理它!,YES,NO,YES,你可真笨!,NO,你得負(fù)責(zé) 處理嗎?,NO,置之不理,有人 知道嗎?,你麻煩了!,YES,YES,NO,掩藏?。?能捂住 別人的眼睛 嗎?,NO,沒問題!,Yes,電機(jī)在工作嗎?,是你弄壞 的嗎?,根據(jù) EPRI的報告： 電機(jī)故障的 53%源于機(jī)械原因，如軸承故障、不平衡、松動等； 47%源于電氣原因； 這其中，10%源于轉(zhuǎn)子，如鑄件缺陷導(dǎo)致的不平衡氣隙、斷條等； 37%源于定子繞組。,電機(jī)故障源于何處？,引起故障的外在因素,電機(jī)監(jiān)測與管理系統(tǒng)的建立,電源,供電品質(zhì)

3、 諧波 (電壓、電流) 過/欠 電壓 電壓不平衡 功率因數(shù) 過載 測試方法 ESA 電壓、電流計,變壓器,變壓器故障 絕緣不良 繞組短路 接頭松動 電器振動 測試方法 ESA MCA 紅外分析 絕緣診斷 超聲診斷,控制與配電,MCC/配電柜故障 接頭松動 接觸不良 線圈故障 補(bǔ)償電容失效 測試方法 ESA MCA 紅外 超聲 電壓/電流計 歐姆表 目視,電纜,電纜故障 熱保護(hù) 污染 短路接地 斷路 物理損傷 測試方法 MCA ESA 紅外 絕緣測試,配電系統(tǒng)故障分布,導(dǎo)體負(fù)荷能力不足 (10%),供電電壓不平衡 (7%),電壓偏差 (2%),電壓不匹配 (6%),功率因數(shù)不合格 (39%),接

4、頭問題 (36%),電機(jī),機(jī)械故障 軸承 軸/軸承座 振動 測試方法 ESA 振動 紅外 超聲,電氣故障 繞組短路 絕緣不良 污染 轉(zhuǎn)子故障 氣隙 測試方法 MCA ESA 振動 絕緣測試 耐壓、沖擊試驗 歐姆表 電流/電壓表 超聲 紅外,電機(jī),耦合(對輪或皮帶),故障 不對中/不對正 帶/鍵 磨損 張力不當(dāng) 皮帶輪磨損 測試方法 ESA 振動 紅外,負(fù)載 (風(fēng)機(jī), 泵, 壓縮機(jī), 齒輪箱, 等),負(fù)載故障 部件疲勞 (例如: 密封) 部件失效 (齒輪, 葉片等) 軸承失效 測試方法 ESA 振動 紅外 超聲,以下為電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測的時間間隔，以月為單位：,預(yù)知維修與監(jiān)測進(jìn)程,設(shè)備檢修體制的演變

5、History,事后維修 - 發(fā)生故障后進(jìn)行 Reactive (Break-Down) Maintenance 預(yù)防維修 - 以一定的時間為間隔，定期維修 (TBM) Preventive Maintenance (PM) 預(yù)測維修 - 以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(CM)為基礎(chǔ) Predictive Maintenance (PdM) 主動維修 - 以故障根源分析為基礎(chǔ)，基于可靠性的維護(hù) (RCM) Proactive Maintenance (PAM),事后維修 RM / BM Reactive (Break-Down) Maintenance,“任其損壞”,優(yōu)點： 不必投資在狀態(tài)監(jiān)測上 不會出現(xiàn)過度

6、維修 適用于少數(shù)非重點設(shè)備 缺點： 無法預(yù)測事故停機(jī) 產(chǎn)生設(shè)備二次損壞及災(zāi)難性后果 生產(chǎn)損失 高額維修費(fèi)用 管理失控,急診室,預(yù)防維修 PM / TDM Preventive Maintenance,“定期體檢”,優(yōu)點： 維修以可控制的方式在方便的時間進(jìn)行 減少意外事故，有效避免災(zāi)難性事故 可更好的控制備件，節(jié)約資金 缺點： 狀態(tài)良好的設(shè)備也被頻繁檢修（維修過盛） 維修導(dǎo)致的損傷可能大于維修的益處 仍存在計劃外故障停機(jī) 沒有針對不同設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化與壽命分析,體檢室,預(yù)測維修 PdM Predictive Maintenance,“沒有故障就不修”,優(yōu)點： 減少意外停機(jī) 僅在需要時購買和使用所需備

7、件 只需在適當(dāng)時候進(jìn)行維修 缺點： 監(jiān)測儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費(fèi) 不能延長設(shè)備壽命,監(jiān)測室,主動維修 PAM Proactive Maintenance,“查明根源，精確維修，一切基于可靠性”,優(yōu)點： 設(shè)備壽命延長 設(shè)備可靠性增加 更少的故障及二次損壞 停機(jī)時間減少 總維護(hù)費(fèi)用降低 缺點： 監(jiān)測儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費(fèi) 要求特殊技能 需要更多時間進(jìn)行分析 全體員工改變觀念,為什么要狀態(tài)監(jiān)測？ Why condition monitoring?,一個新的資產(chǎn)管理的平臺! 提高生產(chǎn)能力 Increased production pace 運(yùn)行在收支平衡之上 Ongoing “cost shav

8、ings” 生產(chǎn)中斷不可容忍 Production disruptions are economically intolerable 世界級的生產(chǎn)運(yùn)營需要可靠性維護(hù) World Class Performance requires reliable production,管理者策略Management Strategies,Utilizing existing machinery 合理利用現(xiàn)有設(shè)備 (New machines or existing? 購置新設(shè)備還是利用現(xiàn)有設(shè)備) Increase Speed 增加生產(chǎn)速度 Improve Quality 提高質(zhì)量 Increase Avail

9、ability 增加有效生產(chǎn)時間 Lower the costs 降低成本(Energy, raw material, personell costs, etc.),當(dāng)前狀況 Todays Situation,維修部門從單純的維修，逐漸轉(zhuǎn)變成為確保企業(yè)生產(chǎn)能力的高級職能單元 維修費(fèi)用占企業(yè)生產(chǎn)總成本的 4%到14% 維修費(fèi)用所占比例大于企業(yè)利潤率 故障停機(jī)異常昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過維修費(fèi)用,冰山一角潛在的危機(jī) The hidden possibility,杜邦模式 The Du Pont model,Profit 利潤,Contribution margin 毛利,Revenue 總產(chǎn)值,Direct

10、 costs 直接成本,Common costs 常規(guī)消耗,Total assets 總投資,Current assets 流動資金,Fixed assets 固定資產(chǎn),Rate of return 投資回報率,+,%,狀態(tài)監(jiān)測的成效 Impact of Condition Based Maintenance,利潤,毛利,總產(chǎn)值,直接成本 能耗 實驗費(fèi)用 安全成本 工作環(huán)境改善 環(huán)保要求,常規(guī)消耗 維修與維護(hù) 人員工資 實驗 等等,總投資,流動資金,固定資產(chǎn),投資回報率,+,%,總預(yù)期產(chǎn)值 Potential revenue,OPE 生產(chǎn)損失 時間損失 質(zhì)量損失 速度損失,優(yōu)化運(yùn)營 Optim

11、izing performance. Measure - compare - improve,0.003,World Class Performance. 現(xiàn)代管理戰(zhàn)略 Modern management strategy,OPE. 總運(yùn)營有效率 Overall Performance Effectiveness,Max. Prod.,速度損失,質(zhì)量損失,不可得時間,OPE,生產(chǎn)時間,有效生產(chǎn)速度,World Class Performance 85%.,生產(chǎn)損失 Loss of contribution. Overall Performance Effectiveness,100 h 90

12、h,A = 0.9 (時間因子),90 ton/h 81 ton/h,P = 0.9 (速度因子),81 ton 73 ton,Q = 0.9 (品質(zhì)因子),OPE = 0.9 x 0.9 x 0.9 = 0.73 x 100% = 73%,有效生產(chǎn)時間,有效產(chǎn)品質(zhì)量,如何實現(xiàn) WCP什么最重要？What is most important?,做正確的事 To do the correct thing 把事做正確 To do things correct,RCM戰(zhàn)略 Strategy for RCM,清潔與潤滑 Cleaning and lubrication 設(shè)備改造 Design out

13、2) 提高運(yùn)行壽命 Increase lifetime 狀態(tài)監(jiān)測 日常維護(hù)保養(yǎng) CM- normal operation 狀態(tài)監(jiān)測 有計劃的停機(jī) CM - planned stop 5) 定期維修 Time based 6) 備用策略 Redundance 7) 事后維修 Corrective,泵 (101 ),電機(jī) (83),風(fēng)機(jī) (26),53 +/- 15,94 +/- 24,113 +/- 60,Variation with confidence level of 95%.,預(yù)警時間 Prewarning time.,Machines ( no. of incidents),Days,

14、1）阻抗不平衡導(dǎo)致的電機(jī)效率的降低,電機(jī)運(yùn)行的可靠性分析,2）阻抗不平衡導(dǎo)致功率因數(shù)的降低,3）阻抗不平衡導(dǎo)致電機(jī)損耗,4）阻抗不平衡導(dǎo)致溫度上升,5）附加的溫升導(dǎo)致電機(jī)壽命的降低,電機(jī)監(jiān)測與管理系統(tǒng) EMCAT,數(shù)據(jù)庫管理的建立 趨勢管理,數(shù)據(jù)庫管理的建立 EMCAT 專家診斷,直流電機(jī)診斷頁面,交流電機(jī)診斷頁面,數(shù)據(jù)庫管理的建立 EMCAT 專家診斷,轉(zhuǎn)子診斷頁面,數(shù)據(jù)庫管理的建立 EMCAT 專家診斷,質(zhì)量控制（QC）,質(zhì)量控制（QC）,維修策略的優(yōu)化,RM,PM,PdM,PAM,PdM,PM,RM,PdM,PM,RM,RM 事后維修 PM 預(yù)防維修 PdM 預(yù)測維修 PAM 預(yù)知(主動

15、)維修,對目標(biāo)無法貫徹 將導(dǎo)致維修的倒退,減少維修,維修的優(yōu)化,目標(biāo)正確的事,80 %,20 %,清潔與潤滑 Cleaning and lubrication 設(shè)備改造 Design out 2) 提高運(yùn)行壽命 Increase lifetime 狀態(tài)監(jiān)測 日常維護(hù)保養(yǎng) CM- normal operation 狀態(tài)監(jiān)測 有計劃的停機(jī) CM - planned stop 5) 定期維修 Time based 6) 備用策略 Redundance 7) 事后維修 Corrective,從可靠性維修所獲得的收益Benefit from RCM 來自客戶的統(tǒng)計數(shù)據(jù),提高產(chǎn)量 (2-40%) 減少維修費(fèi)用 (7-60%) 提高產(chǎn)品質(zhì)量 (重新回爐生產(chǎn) & 廢品率減少 5-90%) 延長設(shè)備