Заранее знать, когда кабель может оборваться

Замена деталей до их выхода из строя, во избежание незапланированных простоев - это то, что обещает профилактическое обслуживание. Но как определить старение кабеля и предсказать, когда он выйдет из строя? LAPP разработала решение для кабелей Ethernet, которое не требует каких-либо изменений в кабеле.

Интеллектуальное обслуживание - одно из главных и наиболее многообещающих преимуществ цифровых технологий на предприятиях. Вместо того чтобы заменять детали только в том случае, когда они уже вышли из строя и машина перестала работать, как при реактивном обслуживании, или заменять все еще функциональные детали, как при профилактическом техобслуживании, профилактическое техобслуживание основывается на данных датчика, которые позволяют делать выводы о фактическом старении детали. Вопрос в том, как реализовать профилактическое обслуживание, также касается систем связи. Даже если кабели обычно служат много лет, их нельзя полностью исключить, особенно в сложных условиях. Важность прокладки кабелей не следует недооценивать: деталь, которая стоит всего несколько евро, может парализовать все производство и стать причиной высоких затрат.

На фото: блок прогнозного технического обслуживания LAPP дорабатывается и дорабатывается в Центре тестирования LAPP.

«Именно поэтому мы хотим предложить решение, которое подаст сигнал тревоги до того, как кабель выйдет из строя», - говорит Гвидо Эге, руководитель отдела разработки и управления продукцией в LAPP.

Фокус на кабелях Ethernet

Кабели Ethernet, особенно когда они проложены в энергетических цепях, более подвержены выводам из строя, чем кабели с током, из-за их сложной структуры и необходимых высокочастотных характеристик. Например, сломанное экранирование приводит к усилению электромагнитных помех. При обрыве проводов затухание увеличивается, а скорость передачи данных падает. Если нить обрывается, связь обрывается полностью. Поэтому команда Гвидо Эге сконцентрировалась на кабелях Ethernet и разработала для них решение по профилактическому обслуживанию. Цель состояла в том, чтобы иметь возможность прогнозировать оставшийся срок службы кабеля и планировать замену таким образом, чтобы гарантировать минимальное нарушение работы машины. С этой целью отслеживаются характеристики передачи данных кабелей и изменения этих характеристик используются для расчета ожидаемого срока службы.

«Мы хотим помочь сделать предприятия умными, и ключевым моментом здесь является интеллектуальное обслуживание», - говорит Эге.

Решение без «жертвенных» кабелей

Одним из требований было разработать принцип измерения, который работал бы без замены кабеля, то есть без дополнительных так называемых «жертвенных проводов» в кабеле. Пользователи не хотят этого, потому что такие дополнительные провода требуют дополнительных монтажных работ. Решение должно быть основано только на протоколе и специальном алгоритме. Это означает, что можно использовать стандартные кабели Ethernet и стандартные разъемы, такие как RJ45 или M12. Монтажник подключает кабели, как обычно, и не требует подключения дополнительных «жертвенных» кабелей. Этот подход предпочтительнее, потому что существующие системы могут быть модифицированы. Измерение происходит в так называемой PMBX (Predictive Monitoring Box). PMBX имеет два порта Ethernet и просто вставляется в начало кабеля Ethernet, который необходимо отслеживать. Пакеты данных передаются прозрачно от одного порта Ethernet к другому, почти без задержки. Для подключенного ПЛК PMBX не виден, он не влияет на передачу данных. Поэтому он также подходит для существующих систем без внесения каких-либо изменений в программное обеспечение ПЛК.

Прогностический индикатор LAPP

Прогноз отказа основан на четырех параметрах передачи. На основании этого рассчитывается прогнозный показатель LAPP. Проверка достоверности также возможна путем измерения нескольких переменных. Это сводит к минимуму неправильное толкование измеренных значений. Система прогнозного обслуживания использует подход глубокого обучения. Для тросовых цепей LAPP миллионы измеренных значений были собраны в собственном испытательном центре, а затем проанализированы с использованием математических алгоритмов. В процессе разработки LAPP анализирует данные локально на ПК, но это также может быть сделано позже в облаке, в зависимости от требований заказчика. Чем больше данных доступно, тем точнее прогноз. Система самообучающаяся. После нескольких недель сбора данных в собственном испытательном центре LAPP был предсказан отказ кабеля от нескольких часов до нескольких дней. Если неисправность кабеля предсказуема, можно запланировать замену: техник по техническому обслуживанию доступен, как и запасная часть, и это запланировано на период, когда машина все равно не работает, например, из-за повторной оснастки машины или других процессов обслуживания. На выставке Hannover Messe 2019 LAPP представила новую систему прогнозного технического обслуживания в своей будущей лаборатории.

«Мы ведем переговоры с близкими заинтересованными сторонами и пилотными клиентами, с которыми мы хотим интегрировать наше решение в конкретные приложения и адаптировать его для клиента, - говорит Гвидо Эге, - на следующем шаге мы хотим развить подходящую бизнес-модель.

Не в последнюю очередь LAPP обязана своим успехом новому инновационному процессу: инновациям для будущего. Таким образом, компания также хочет реализовать радикальные и разрушительные инновации, для которых, например, классический процесс сценических ворот не подходит. У Innovation for Future есть три предпосылки: должно быть техническое решение, вы должны поговорить хотя бы с одним потенциальным клиентом, и необходимо заполнить холст бизнес-модели. Гвидо Эге надеется, что LAPP сильно изменится с Innovation for Future и что он будет продолжать развиваться от поставщика физических продуктов до поставщика системных решений. «Инновации для будущего создают пространство для этого».

Команда, ответственная за разработку PMBx, получила награду за инновации LAPP, премию Эдди Лаппа.

«Это действительно инновация и индустрия 4.0», - сказал Ральф Мобус, руководитель отдела управления продукцией Industrial Data Communication по проекту.