Per guidare i flussi di lavoro di base in varie applicazioni, dall'automazione ai sistemi industriali, i motori sono apparecchiature indispensabili. Qualsiasi malfunzionamento o degrado delle prestazioni del motore può comportare arresti inutili, che possono compromettere l'efficienza produttiva della fabbrica, causare gravi ritardi e interruzioni nella catena di fornitura del produttore e causare perdite significative all'azienda. Oltre a perdere tempo e denaro, i tempi di inattività imprevisti possono anche danneggiare l'immagine del produttore sul mercato.
Pertanto, per garantire il corretto funzionamento dei motori durante l’intero ciclo di vita dell’impianto, è necessario monitorare continuamente lo stato di funzionamento e le prestazioni di queste macchine nell’impianto che utilizza motori. Questa manutenzione predittiva delle macchine può ridurre al minimo i guasti, migliorare l’affidabilità e aumentare la produttività della fabbrica nella massima misura possibile. Tutto ciò significa che può far risparmiare all’azienda un sacco di soldi.
Sebbene siano molteplici i parametri delle macchine rotanti che devono essere monitorati, la vibrazione è la caratteristica più importante e utile richiesta per controllare e determinare lo stato di salute delle macchine rotanti. La vibrazione è una variabile predittiva chiave che può essere utilizzata per monitorare e rilevare potenziali guasti nei macchinari rotanti, come basi morbide, cuscinetti e altri problemi simili. Sebbene monitorare le vibrazioni non sia difficile, raccogliere dati e riportarli in modo significativo non è un compito facile. Per questo sono necessari l’analisi dei dati, nuovi algoritmi e la connettività wireless.
Monitorare le vibrazioni del motore
Per questa applicazione, Analog Devices, Inc. (ADI) ha sviluppato un sensore wireless per il monitoraggio delle vibrazioni utilizzando la tecnologia di rilevamento dell'accelerometro Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). I sensori MEMS sono ampiamente riconosciuti come la tecnologia preferita per vari macchinari rotanti industriali grazie alle loro dimensioni ridotte, al basso consumo energetico e alla capacità di risposta a banda larga fino a 8 kHz.
Il sensore MEMS di nuova generazione di ADI, denominato VOYAGER4, è progettato per il monitoraggio basato sullo stato (CbM) nella robotica e nelle applicazioni industriali. Utilizza l'intelligenza artificiale (AI) edge per un'analisi dei dati più intelligente a livello di sensore. In effetti, questo sensore è una soluzione completa che include il supporto di circuiti integrati, componenti e altri dispositivi come accelerometri, processori e circuiti integrati di gestione dell'alimentazione (PMIC) (Figura 1).
Schema del sistema VOYAGER4 di Analog Devices
Figura 1: diagramma completo del sistema VOYAGER4. (Fonte immagine: Analog Devices, Inc.)
Kit di valutazione VOYAGER4
Per semplificare la comprensione da parte degli ingegneri dei sistemi di monitoraggio dello stato wireless, ADI ha lanciato il kit di valutazione del monitor delle vibrazioni wireless VOYAGER4 EV-CBM-VOYGER4-1Z. Questo kit fornisce una piattaforma completa di monitoraggio delle vibrazioni a basso consumo, consentendo agli ingegneri di implementare rapidamente soluzioni di monitoraggio wireless per motori o dispositivi di prova simili. Questo kit include:
Realizza un processo decisionale intelligente, più intelligente e sicuro sul lato edge
Algoritmi di intelligenza artificiale per prendere decisioni all'edge
Installazione meccanica e capacità di misura fino a una larghezza di banda di 8 kHz
Tecnologia dell'accelerometro MEMS a bassissima potenza e bassissimo rumore a 3 assi
Microcontrollore a bassissimo consumo, tecnologia Bluetooth Low Energy (BLE) potente e a basso consumo
La scheda a circuiti stampati (PCB) del kit è dotata di ADI IC e altri componenti (Figura 2), inclusi i sensori MEMS con uscita digitale a tre assi ADXL382 e ADXL367, BLE MAX32666, microcontroller AI MAX78000, PMIC MAX20335 e dispositivi di alimentazione MAX17262 e MAX38642. Il circuito stampato assemblato è installato verticalmente su una base in alluminio e la batteria è collegata alla staffa. Il PCB assemblato è montato verticalmente su una base in alluminio, mentre la batteria è fissata su una staffa. Sulla base è inoltre presente un foro filettato M6 per l'installazione del bullone sull'alloggiamento del motore. Quindi, l'intero dispositivo è incapsulato in un involucro di alluminio con un diametro di 46 mm e un'altezza di 77 mm.