在工业物联网上迈出一小步

收集可用的数据作为进行有效分析的第一步。

通过蒂姆Faillo 2019年8月14日

工业物联网(IIoT)为制造组织提供了几乎难以想象的潜力,通过将生产设备连接到云,改变管理人员和操作员的工作方式。事实上,全球管理咨询和专业服务公司埃森哲预测,到2030年,工业物联网可以通过提高生产力和早期发现生产问题,为全球经济增加14.2万亿美元,同时可以有效和经济地纠正这些问题。

对许多人来说,弄清楚如何安装传感器和将所有硬件连接到中央数据库所必需的互连,似乎是一项艰巨而昂贵的任务。大型制造商通常有能力投资实施全设施或企业级IIoT平台。然而,中小型组织经常因为IT预算和员工数量少而感到无能为力,而且管理层不愿意接受在整个工厂范围内转换为工业物联网可能导致的生产暂时中断。

重要的事情先做

对于像这样的制造组织,考虑“婴儿步骤方法”,有时也称为离散实现。从本质上讲,这意味着,在早期,重要的是不要过于担心将大量数据上传到云端并进行趋势分析,而是要专注于从以前没有收集到的设备中收集可用数据。考虑一次只做一个小项目,并在进入下一个挑战之前掌握它。

这种工业物联网方法侧重于以一种不会带来与大型系统相同的财务、人员或工作流程中断后果的方式逐步取得进展。它为许多较小的制造组织提供了一个更现实和经济的起点。从一个特定的应用程序开始,而不是试图将IIoT应用于整个设施,使IIoT的实施更易于管理和负担得起。更重要的是,它迫使管理者专注于一个特定的问题,确保努力的快速回报。通过为适度的投资提供快速回报,它还激发了人们的信心,即未来的步骤将产生同样积极的结果。

在任何制造设施中,压缩空气都是一种昂贵的资源,因此监控压缩空气系统的性能是工业物联网离散实施的第一步。保持这些系统以最高效率运行会带来巨大的回报,因为泄漏造成的损失会浪费大量能源。可以安装内联传感器来监测压缩空气系统变量,如压力、流量、湿度、温度和功耗。一旦收集到这些数据,就可以将其发送到平台,以将其转换为对维护团队有用的表单。这个数据收集点可以作为整个设施监测泄漏和其他系统损失系统的开始。

五种小角度思考工业物联网的方法

牢记这五种策略可以简化中小型公司实施工业物联网的早期阶段:

1.第一口要小口咬,而不是大口吃。在几乎每个组织中,一个项目的预算越大,批准它的人就越多,对回报的监督也就越严格。然而,通过IIoT实施快速显示投资回报(ROI)可能很难,因为实施团队正在学习。与其预先要求所有的钱,不如要求几百美元来支付一些智能传感器的成本,展示它们提供的信息的价值,并建立管理层对这个概念的信心。

2.关注最大的麻烦点。花时间查看维护记录,以确定您的工厂中哪些机器或过程代表维护问题的最重要来源。这些是你应该开始收集数据的点。难以找到零件或维修困难或昂贵的设备也应该在你的清单的顶部,以及任何可能对人员或其他设备构成危险的机器,如果它们因为问题未被发现而发生故障。

3.确定需要监控哪些内容以提高资产的运行效率。温度、压力、湿度和振动等组件参数提供了重要的线索,可以指示资产的状况,并在故障发生之前发现问题。收集相关数据,并采取有条理的方法来使用这些信息。假设您已经安装了一些智能传感器来监控特定设备的一个组件的电压水平;电压长时间升高可能预示着将来会出现问题。

下一步是决定将这些数据报告回控制器的频率。如果间隔时间过长,就有可能错过快速出现的问题,从而无法及时做出反应。太短的间隔可能会产生大量从未分析过、从未使用过的数据。

4.选择一个强大的互联网基础设施。所选择的解决方案应包括一个中央收集服务器,能够接收和传输来自所有传感器和其他最终可能集成到网络中的设备的数据。

数据传输的一种方法是通过可编程逻辑控制器(PLC),它易于实现。选择正确的协议将传感器与控制器和执行器连接起来,对于任何工业物联网实施的成功至关重要。IO-Link是一种具有成本效益的开放通信协议,支持传感器或执行器与控制器之间的简单,可扩展,点对点通信。它还允许双向通信接收数据,然后将参数下载到设备/执行器。

因此,可以远程调整进程。IO-Link的优点包括IO-Link设备的自动检测和参数化、设备监控、诊断、动态变化和降低备件成本。最终,释放智能传感器力量的关键在于使诊断信息易于获取。IO-Link允许循环数据交换功能,因此程序员可以轻松地将信息直接发送到需要的地方,无论是人机界面(HMI)屏幕,信号灯还是维护请求。如果需要更改或校准传感器或执行器参数,即使在生产线运行时也可以远程完成,确保避免停机和不必要的成本。
另一种不同的数据传输方法是在PLC之外,它的好处是不会增加数据/消息流量到控制器的扫描时间。收集数据的一种特别经济的方法非常简单,只需将无线智能传感器连接到设备上,以支持远程高级状态监测。
信息可以直接传输到用户移动设备上强大的数据平台,该平台可以快速准确地预测、评估和监控机器的健康状况。过滤是一个很好的例子-过滤器的寿命状态可以通过比较过滤器进口侧和出口侧的压差来评估。

另一个例子是测量液压动力单元的温度趋势-泵出口温度的升高可能表明泵正在失去效率并开始失效。能够监控设备性能问题并在现场评估数据,有助于管理人员及早发现问题,并在设备发生故障之前进行修复。

5.平衡监控频率和运营成本基于云的解决方案允许全天候监控,并在条件超过预设限制时提醒操作或维护人员。但可能会出现收益递减的情况。在实施的早期阶段,重点是最大限度地提高所收集数据的质量,而不是数量。安装数百个传感器来产生大量数据并不一定能产生任何有用的信息。更重要的是专注于收集正确的可操作数据。

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作者简介:Tim Faillo是派克汉尼汾公司工厂自动化全球项目经理。