تعمیر و نگهداری پیشگامانه ماشین های دوار با استفاده از ارتعاش و Thingspeak: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

ماشین های دوار مانند توربین های بادی ، توربین های آبی ، موتورهای القایی و غیره با سایش و پارگی متفاوتی روبرو می شوند. بیشتر این خطاها و ساییدگی ها ناشی از ارتعاشات غیرعادی دستگاه است. این ماشینها اغلب تحت فشارهای سنگین و با حداقل زمان خرابی کار می کنند. اشکالات اصلی ایجاد شده در این موارد به شرح زیر است

• نیروهای شعاعی و مماسی نامنظم.
• رفتار مکانیکی نامنظم
• در صورت القاء قفس سنجابی ، گسل بلبرینگ ، میله روتور و حلقه انتهایی
• خطاهای استاتور موتور و خارج از مرکز بودن فاصله هوا در روتورها.

این ارتعاشات نامنظم می تواند منجر به تخریب سریعتر دستگاه شود. سر و صدا و می تواند بر رفتار مکانیکی دستگاه تأثیر بگذارد. تجزیه و تحلیل ارتعاشات ماشین آلات و تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده یک بررسی دقیق از تشخیص ، محل و تشخیص خطاها در ماشین آلات دوار و رفت و برگشت با استفاده از تجزیه و تحلیل ارتعاش را فراهم می کند. در این دستورالعمل ما از سنسور ارتعاش بی سیم برای غلبه بر این مشکل استفاده خواهیم کرد. این سنسورها سنسورهای درجه صنعتی هستند و در بسیاری از کاربردها مانند تجزیه و تحلیل ساختار زیرساخت های عمرانی ، تجزیه و تحلیل ارتعاشات توربین بادی ، تجزیه و تحلیل ارتعاشات توربین آبی با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته اند. ما داده های ارتعاش را در Thing Speak تجسم و تجزیه و تحلیل خواهیم کرد. در اینجا ما موارد زیر را نشان خواهیم داد.

• سنسورهای ارتعاش و دما بی سیم
• تجزیه و تحلیل ارتعاش با استفاده از این سنسورها.
• جمع آوری داده ها با استفاده از دستگاه دروازه بی سیم
• ارسال داده های ارتعاش به پلت فرم Thing Speak IoT با استفاده از Thing Speak MQTT API.

مرحله 1: مشخصات سخت افزار و نرم افزار

مشخصات نرم افزار

• یک حساب ThingSpeak
• آردوینو IDE

مشخصات سخت افزار

• ESP32
• سنسور دما و ارتعاش بی سیم
• گیرنده دروازه Zigmo

مرحله 2: دستورالعمل هایی برای بررسی ارتعاش در ماشین های دوار

همانطور که در آخرین دستورالعمل "تجزیه و تحلیل ارتعاشات مکانیکی موتورهای القایی" ذکر شد. دستورالعمل های خاصی وجود دارد که برای جداسازی ارتعاش خطا و خطا باید رعایت شود. برای دور کوتاه سرعت فرکانس یکی از آنهاست. فرکانس های سرعت چرخش مشخصه گسل های مختلف است.

• 0.01g یا کمتر - شرایط عالی - دستگاه به درستی کار می کند.
• 0.35 گرم یا کمتر - شرایط خوبی دارد. دستگاه خوب کار می کند. هیچ اقدامی لازم نیست مگر اینکه دستگاه سر و صدا داشته باشد. ممکن است خطای خارج از مرکز روتور وجود داشته باشد.
• 0.75 گرم یا بیشتر - شرایط ناهموار- اگر موتور دستگاه سر و صدای زیادی ایجاد می کند ، باید موتور را بررسی کنید ، ممکن است خطای خروجی از مرکز وجود داشته باشد.
• 1 گرم یا بیشتر - شرایط بسیار ناهموار - ممکن است یک خطا در موتور وجود داشته باشد. خطا ممکن است ناشی از خرابی بلبرینگ یا خم شدن میله باشد. سر و صدا و دما را بررسی کنید
• 1.5 گرم یا بیشتر- سطح خطر- نیاز به تعمیر یا تعویض موتور دارد.
• 2.5 گرم یا بیشتر -سطح شدید -بلافاصله دستگاه را خاموش کنید.

مرحله 3: بدست آوردن مقادیر سنسور ارتعاش

مقادیر ارتعاشی که از سنسورها دریافت می کنیم بر حسب میلی است. این شامل مقادیر زیر است.

مقدار RMS- میانگین مربع مقادیر مربع در هر سه محور. مقدار پیک تا پیک را می توان به صورت زیر محاسبه کرد

پیک تا پیک = مقدار RMS/0.707

• حداقل مقدار- حداقل مقدار در هر سه محور
• حداکثر مقادیر- مقدار اوج تا اوج در هر سه محور. مقدار RMS را می توان با استفاده از این فرمول محاسبه کرد

مقدار RMS = مقدار پیک تا پیک x 0.707

قبلاً هنگامی که موتور در وضعیت خوبی بود ما مقادیر 0.002g را دریافت می کردیم. اما وقتی آن را روی موتور معیوب آزمایش کردیم ، ارتعاش مورد بررسی ما حدود 0.80 تا 1.29 گرم بود. موتور معیوب در معرض گریز از مرکز زیاد روتور قرار گرفت. بنابراین ، ما می توانیم با استفاده از سنسورهای ارتعاش ، تحمل خطای موتور را بهبود بخشیم.

مرحله 4: تنظیم Thing Speak

برای ارسال مقادیر دما و رطوبت به ابر ، از ThingSpeak MQTT API استفاده می کنیم. ThingSpeak یک بستر اینترنت اشیا است. ThingSpeak یک سرویس وب رایگان است که به شما امکان می دهد داده های حسگر را در ابر جمع آوری و ذخیره کنید. MQTT یک پروتکل رایج است که در سیستم های اینترنت اشیا برای اتصال دستگاه ها و حسگرهای سطح پایین استفاده می شود. MQTT برای ارسال پیام کوتاه به و از یک کارگزار استفاده می شود. ThingSpeak اخیراً یک کارگزار MQTT اضافه کرده است تا دستگاه ها بتوانند به ThingSpeak پیام ارسال کنند. می توانید روش راه اندازی ThingSpeak Channel را از این پست دنبال کنید

مرحله 5: انتشار مقادیر در حساب ThingSpeak

MQTT یک معماری انتشار/اشتراک است که عمدتا برای اتصال پهنای باند و دستگاه های محدود کننده قدرت بر روی شبکه های بی سیم توسعه یافته است. این یک پروتکل ساده و سبک است که روی سوکت های TCP/IP یا WebSockets اجرا می شود. MQTT روی WebSockets را می توان با SSL ایمن کرد. معماری انتشار/اشتراک ، پیامها را بدون نیاز به نظرسنجی مداوم سرور به دستگاههای سرویس گیرنده منتقل می کند.

مشتری هر دستگاهی است که به کارگزار متصل می شود و می تواند موضوعاتی را برای دسترسی به اطلاعات منتشر یا مشترک کند. یک موضوع شامل اطلاعات مسیریابی برای کارگزار است. هر مشتری که می خواهد پیام ارسال کند آنها را در یک موضوع خاص منتشر می کند و هر مشتری که می خواهد پیام دریافت کند در یک موضوع خاص مشترک می شود

انتشار و مشترک شدن با استفاده از ThingSpeak MQTT

• انتشار در کانال های خوراک کانال/"channelID"/انتشار/"WriteAPIKey"

• انتشار در یک زمینه خاص

  کانال ها/

  "channelID" /انتشار /فیلدها /"fieldNumber" /"fieldNumber"

• در قسمت کانال مشترک شوید

  کانال ها/

  "channelID" /subscribe /"format" /"APIKey"

• در فید کانال خصوصی مشترک شوید

  کانال ها/

  channelID

  /subscribe/fields/"fieldNumber"/"format"

• در همه زمینه های یک کانال مشترک شوید. کانال ها /

  "channelID"/

  مشترک شدن/فیلدها/

  fieldNumber

  /"کلید ای پی ای"

مرحله 6: تجسم داده های سنسور در ThingSpeak

مرحله 7: اعلان ایمیل برای هشدار ارتعاش

ما از اپلت های IFTTT برای ارائه گزارش آب و هوا در زمان واقعی به ایمیل اطلاع رسانی به کاربر استفاده می کنیم. برای اطلاعات بیشتر در مورد راه اندازی IFTTT می توانید از این وبلاگ دیدن کنید. بنابراین ، ما آن را از طریق ThingSpeak پیاده سازی کرده ایم. هر زمان که تغییر دما در دستگاه رخ می دهد ، یک اعلان ایمیل به کاربر ارسال می کنیم. این یک اعلان ایمیل "چه روز زیبایی" را فعال می کند. هر روز در حدود ساعت 10 صبح (IST) یک ایمیل اطلاع رسانی دریافت می کنیم

مرحله 8: کد کلی

سیستم عامل این راه اندازی را می توانید در این مخزن GitHub پیدا کنید