Titreşim ve Thingspeak Kullanan Dönen Makinelerin Öngörülü Bakımı: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Rüzgar türbinleri, hidro türbinler, asenkron motorlar vb. gibi dönen makineler farklı aşınma ve Yıpranma türleri ile karşı karşıyadır. Bu arızaların çoğu, cihazdaki anormal titreşimlerden kaynaklanan aşınma ve yıpranmadır. Bu makineler genellikle ağır hizmet koşullarında ve minimum kesinti süresiyle çalıştırılır. Bunlarda meydana gelen başlıca arızalar şunlardır:

• Düzensiz radyal ve teğet kuvvetler.
• Düzensiz mekanik davranış.
• Sincap kafesli indüksiyon durumunda yatak arızaları, rotor çubuğu ve uç halka arızaları
• Rotorlarda motor stator hataları ve hava boşluğu eksantrikliği.

Bu düzensiz titreşim, makinenin daha hızlı bozulmasına neden olabilir. Gürültü ve makinenin mekanik davranışını etkileyebilir. Makine Titreşim Analizi ve Öngörülü Bakım, titreşim analizi kullanarak dönen ve pistonlu makinelerdeki arızaların tespiti, konumu ve teşhisinin ayrıntılı bir incelemesini sağlar. Bu Eğitilebilir Kitapta, bu sorunun üstesinden gelmek için Kablosuz Titreşim Sensörünü kullanacağız. Bu sensörler endüstriyel sınıf sensörlerdir ve sivil altyapıların yapısal analizi, rüzgar türbini titreşim analizi, hidro türbin titreşim analizi gibi birçok uygulamada başarıyla kullanılmıştır. Titreşim verilerini Thing Speak'te görselleştirip analiz edeceğiz. Burada aşağıdakileri göstereceğiz.

• Kablosuz Titreşim ve Sıcaklık Sensörleri.
• Bu Sensörleri kullanarak titreşim analizi.
• Kablosuz ağ geçidi cihazı kullanarak veri toplama
• Thing Speak MQTT API'sini kullanarak Thing Speak IoT platformuna titreşim verileri gönderme.

Adım 1: Donanım ve Yazılım Spesifikasyonları

Yazılım özellikleri

• Bir ThingSpeak hesabı
• Arduino IDE'si

Donanım Spesifikasyonu

• ESP32
• Kablosuz Sıcaklık ve Titreşim Sensörü
• Zigmo Ağ Geçidi alıcısı

2. Adım: Dönen Makinelerde Titreşim Kontrolü için Yönergeler

Son talimatta belirtildiği gibi " Asenkron Motorların Mekanik Titreşim Analizi ". Arızayı ve arızayı tanımlayan titreşimi ayırmak için izlenmesi gereken belirli kurallar vardır. Kısa dönme hızı için frekans bunlardan biridir. Dönme hızı frekansları, farklı arızaların karakteristiğidir.

• 0,01 g veya Daha Az - Mükemmel durum - Makine düzgün çalışıyor.
• 0,35 g veya daha az - İyi durumda. Makine iyi çalışıyor. Makine gürültülü olmadığı sürece herhangi bir işlem gerekmez. Rotor eksantriklik hatası olabilir.
• 0.75g veya daha fazla - Kaba Durum - Motoru kontrol etmeniz gerekiyor, makine çok fazla gürültü yapıyorsa rotor eksantrikliği hatası olabilir.
• 1g veya daha fazla - Çok Kaba durum - Bir motorda ciddi bir arıza olabilir. Arıza, yatak arızasından veya çubuğun bükülmesinden kaynaklanıyor olabilir. Gürültü ve sıcaklığı kontrol edin
• 1.5g veya daha fazla- Tehlike Seviyesi- Motorun onarılması veya değiştirilmesi gerekiyor.
• 2.5g veya Daha Fazlası -Ağır Düzey-Makineyi hemen kapatın.

Adım 3: Titreşim Sensörü Değerlerini Alma

Sensörlerden aldığımız titreşim değerleri milis cinsindendir. Bunlar aşağıdaki değerlerden oluşur.

RMS değeri - her üç eksen boyunca ortalama karekök değerleri. Tepeden tepeye değer şu şekilde hesaplanabilir:

tepeden tepeye değer = RMS değeri/0.707

• Min değer- Üç eksen boyunca minimum değer
• Maksimum değerler - üç eksen boyunca tepeden tepeye değer. RMS değeri bu formül kullanılarak hesaplanabilir.

RMS değeri = tepeden tepeye değer x 0.707

Daha önce motor iyi durumdayken 0.002g civarında değerler aldık. Ama arızalı bir motorda denediğimizde incelediğimiz titreşim 0.80g ile 1.29g arasındaydı. Arızalı motor, yüksek rotor eksantrikliğine maruz kaldı. Böylece, Titreşim sensörlerini kullanarak motorun hata toleransını iyileştirebiliriz.

4. Adım: Thing Speak'i Ayarlama

Sıcaklık ve Nem değerlerimizi buluta göndermek için ThingSpeak MQTT API kullanıyoruz. ThingSpeak bir IoT platformudur. ThingSpeak, sensör verilerini bulutta toplamanıza ve saklamanıza izin veren ücretsiz bir web hizmetidir. MQTT, düşük seviyeli cihazları ve sensörleri bağlamak için IoT sistemlerinde kullanılan yaygın bir protokoldür. MQTT, bir aracıya ve aracıdan kısa mesajlar iletmek için kullanılır. ThingSpeak, cihazların ThingSpeak'e mesaj gönderebilmesi için yakın zamanda bir MQTT aracısı ekledi. Bu gönderiden ThingSpeak Kanalı kurma prosedürünü takip edebilirsiniz.

Adım 5: Değerleri ThingSpeak Hesabına Yayınlama

MQTT, öncelikle bant genişliğini ve gücü kısıtlı cihazları kablosuz ağlar üzerinden bağlamak için geliştirilmiş bir yayınlama/abone olma mimarisidir. TCP/IP soketleri veya WebSockets üzerinden çalışan basit ve hafif bir protokoldür. WebSockets üzerinden MQTT, SSL ile güvence altına alınabilir. Yayınla/abone ol mimarisi, aygıtın sunucuyu sürekli olarak sorgulamasına gerek kalmadan mesajların istemci aygıtlara iletilmesini sağlar.

İstemci, aracıya bağlanan ve bilgilere erişmek için konuları yayınlayabilen veya bunlara abone olabilen herhangi bir aygıttır. Bir konu, aracı için yönlendirme bilgilerini içerir. Mesaj göndermek isteyen her müşteri belirli bir konuya yayınlar ve mesaj almak isteyen her müşteri belirli bir konuya abone olur.

ThingSpeak MQTT kullanarak yayınlayın ve abone olun

• Kanal besleme kanallarına yayınlama/"channelID" /publish/"WriteAPIKey"
• Belirli bir alana yayınlama

  kanallar/

  "channelID" /yayınla/fields/"fieldNumber" /"fieldNumber"

• Kanal alanına abone olun

  kanallar/

  "channelID" /abone ol/ "biçim" /"APIKey"

• Özel kanal beslemesine abone olun

  kanallar/

  kanal kimliği

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

• Bir kanalın tüm alanlarına abone olun. kanallar /

  "kanal kimliği"/

  abone/alanlar/

  alan numarası

  /"apike"

6. Adım: Sensör Verilerini ThingSpeak'te Görselleştirme

7. Adım: Titreşim Uyarısı için E-posta Bildirimi

Kullanıcıya gerçek zamanlı hava durumu raporu E-posta bildirimi vermek için IFTTT uygulamalarını kullanıyoruz. IFTTT kurulumu hakkında daha fazla bilgi için bu blogu inceleyebilirsiniz. Böylece, ThingSpeak aracılığıyla uyguladık. Bir makinede Sıcaklıkta herhangi bir değişiklik meydana geldiğinde kullanıcıya bir E-posta Bildirimi gönderiyoruz. “Ne güzel bir gün” e-posta bildirimini tetikleyecektir. Her gün saat 10:00 civarında (IST) bir e-posta bildirimi alacağız

Adım 8: Genel Kod

Bu kurulumun üretici yazılımı bu GitHub deposunda bulunabilir.