«Индустрия 4.0»: технологичные решения в области электропривода

div>

Вспомним, что промышленные революции также называют индустриальными, и все они напрямую связаны с этапами развития производства. В основе индустрий 1.0 и 2.0 лежит появление новых энергетических технологий: пара и электричества соответственно.

В основе выделения индустрии 3.0 — появление электроники и ИТ.

В 2011 году президент Всемирного экономического форума в Давосе Клаус Шваб сформулировал концепцию «Индустрии 4.0», которая призвана навсегда изменить образ жизни человека.

Суть «Индустрии 4.0» состоит в ускоренной интеграции киберфизических систем в промышленные процессы. В широком смысле — это процесс переноса в цифровую среду функций и бизнес-процессов, ранее выполнявшихся людьми и организациями. В результате этого значительная часть производства будет проходить без участия человека.

Программа «Индустрия 4.0» включает следующие направления:

Основное опасение по поводу «Индустрии 4.0» связано с тем, что значительное расширение производственных операций не обязательно потребует создания новых рабочих мест для людей. И это вполне может оказаться проблемой, так как общая численность населения продолжает расти. Хотя перераспределение работ в пользу машин стало отличительной чертой ещё третьей промышленной революции, когда автоматизированное оборудование получило массовое распространение. Четвёртая промышленная революция планирует заставить эти машины говорить друг с другом без вмешательства человека. Поэтому на заводах может работать относительно небольшое число человек, основная задача которых будет мониторить машины и компьютеры.

Драйвером перехода на 4.0 является понимание преимуществ внедрения такого рода технологий. Первое — это финансовые выгоды: сокращение издержек, повышение эффективности производства и связанная с этим экономия. Второе — это снижение рисков. Этот эффект оценить сложнее, поскольку он не прямой. Но если внедрение, например, может уменьшить риски крупной аварии, которая потенциально способна привести к значительным затратам на устранение либо даже человеческим жертвам, то эффект, безусловно, будет очень велик.

Масштабное внедрение новых цифровых технологий в промышленности также будет возможно тогда, когда для этого будут доступны сами технологии. И здесь главную роль играют компании, способные сделать эти технологии пригодными к промышленной эксплуатации.

Ведущие мировые производители электродвигателей, развивая свои технологии согласно «Индустрии 4.0», выводят на рынок новые продукты. 

Так, компания Danfoss, один из глобальных лидеров в разработке и производстве механических и электронных компонентов для всех отраслей экономики, представила свою систему удалённого управления.

Система Cloud-сontrol предназначена для удалённого мониторинга и управления преобразователями частоты (ПЧ) Danfoss VLT. Подключение ПЧ к системе осуществляется через предоставляемый производителем GPRS-модем с предустановлённым программным обеспечением.

Интеллектуальное управление создали и такие гиганты, как ABB, Schneider Electric и Siemens. Например, компания ABB предлагает интеллектуальные контроллеры UMC, предназначенные для защиты двигателя, управления им, контроля и диспетчеризации по шине Fieldbus, установки Ethernet-подключения и диагностики неисправностей.

Компания Schneider Electric, мировой лидер в предоставлении цифровых решений в области управления электроэнергией и автоматизации, представила новую цифровую систему управления нагрузками TeSys island. Система предназначена для управления низковольтными нагрузками, обеспечивая коммутацию, защиту и управление электродвигателями и другими электрическими нагрузками на токи до 80А, подключёнными к электрощиту управления. Полностью оцифрованная объектно-ориентированная система автоматизации TeSys island является поставщиком данных для сквозной интеграции физических активов в цифровую экосистему. TeSys island позволяет повысить эффективность машин и механизмов, сократить сроки ввода в эксплуатацию и облегчить обслуживание.

«Интеллектуальная инфраструктура» от Siemens — это умные здания и интеллектуальное энергоснабжение. Подобная инфраструктура сводит воедино всю энергетическую цепь — от интеллектуального управления распределительными сетями, решений для средневольтных подстанций, широкого диапазона продуктов низкого напряжения и управления до непосредственного потребителя. На стыке систем энергоснабжения и зданий возникает целый ряд новых решений, включая возврат энергии в сеть, инфраструктуру для электромобилей, аккумулирование энергии и микросети.

По мнению специалистов компании Siemens, постепенное слияние цифровых технологий производства и управления в электроэнергетике — это важнейший шаг на пути к цифровой экономике.

Своё решение для «Индустрии 4.0» в 2018 году предложила и бразильская компания WEG. Она запустила производство датчиков Motor Scan — компактное многофункциональное устройство для мониторинга состояния электродвигателей.

Данные с датчика через Bluetooth передаются на мобильное устройство, которое отправляет их в облачное хранилище, откуда обработанные данные можно анализировать со смартфона или компьютера из любой точки мира.

Motor Scan производит измерения вибрации по трём осям, температуры поверхности, продолжительности работы, количества запусков и частоты вращения. Измерительный блок датчика покрыт эпоксидной смолой и находится в корпусе из полиамида 66. Датчик выполнен со степенью пылевлагозащиты IP66 и имеет сертификаты соответствия CE, Anatel, FCC, IC, RCM, ICASA, Subtel.

В России один из первых датчиков Motor Scan установили на горно-обогатительном комплексе в Мурманской области. После первых отчётов о работе датчиками стали оснащать другие двигатели предприятия.

В инновационных технологиях заинтересованы и другие российские производства — ещё одним заказчиком стал ГОК, производящий железорудный концентрат, куда поставлены восемь датчиков, ожидающих установки.

Применение таких датчиков обладает рядом преимуществ, способствующих оптимизации технических процессов, сокращению простоев и экономии на запасных частях оборудования.

Первым отличием Motor Scan от «обычных» датчиков является возможность архивирования данных с момента установки. Хранение данных помогает в поиске причин остановок или выхода из строя оборудования. Кроме того, анализ динамики, приведшей к таким последствиям, позволит снизить аварии на однотипном оборудовании.

Вторая особенность датчика — возможность настройки предупредительной сигнализации с автоматической отправкой уведомлений о превышении значений на все подключённые устройства, что позволит оперативно принимать правильные решения, направленные на сохранение работоспособности оборудования.

Также датчик создает возможности для более системного подхода к организации работы. Теперь вся информация об установленных двигателях (их паспортные данные, дата и место установки, графики измеряемых параметров) доступны с любого устройства в одном приложении.

«Внедрение подобного типа датчиков на промышленных предприятиях — обязательный шаг на пути к четвёртой промышленной революции», — считает коммерческий директор АО «Техногрупп» Константин Гаврилов.