El monitoreo basado en el estado (CbM) ayuda a prevenir fallos de dispositivos a través del mantenimiento predictivo, pero el diseño de un sistema efectivo generalmente requiere una integración optimizada de detección de precisión,cadenas de señales de bajo ruidoEstas son características complejas que pueden retrasar el despliegue de CbM y aumentar los costes.Los diseñadores también reconocen las ventajas del análisis de inteligencia artificial (IA) de vanguardiaEn el caso de los Estados miembros, el Consejo de Ministros ha adoptado una resolución sobre la aplicación de la directiva sobre la protección de los consumidores.
Este artículo presenta brevemente los sensores de proximidad y luego las soluciones de plug and play de Analog Devices.Esta solución permite el despliegue inmediato de CbM inalámbrico con capacidades de IA de vanguardia.
La importancia del control estatal
Los tiempos de inactividad no planificados siguen siendo un desafío importante para mantener una alta eficiencia operativa de los equipos.puede llevar a la parálisis de toda la línea de producciónLos métodos tradicionales de mantenimiento incluyen reparaciones pasivas después de una falla o un mantenimiento periódico estricto.Pero estos métodos tienen sus inconvenientes.: el mantenimiento pasivo puede provocar un tiempo de inactividad costoso, mientras que el mantenimiento periódico puede aumentar los costes de los recursos al sustituir innecesariamente los componentes todavía en funcionamiento.
La adopción de CbM permite la implementación de métodos de mantenimiento predictivo más rentables.Los operadores de los equipos pueden identificar las señales de advertencia de deterioro del rendimiento de los componentes antes de que se produzcan fallos.Este enfoque basado en datos puede reducir el tiempo de inactividad no planificado, extender la vida útil del equipo y reducir el coste total de propiedad.
A pesar de las numerosas ventajas de la CbM, su implementación puede detenerse debido a sus complejos requisitos y a la necesidad de experiencia interdisciplinaria.Superar estos desafíos es un desafío importante para aplicar con éxito el mantenimiento predictivo basado en CbM.
Desafíos y requisitos derivados del seguimiento basado en el Estado
Para aprovechar plenamente las ventajas potenciales de la MBC, las soluciones de MBC deben funcionar de manera fiable en ambientes industriales y automotrices adversos.mientras se realiza un análisis oportuno basado en datos precisos de mediciónSin embargo, incluso durante el funcionamiento normal del equipo de control, estas condiciones de funcionamiento específicas pueden someter al equipo de medición a enormes presiones ambientales y mecánicas.Motores industriales, sistemas de transmisión y equipos giratorios pesados pueden exponer continuamente los dispositivos de vigilancia a vibraciones, golpes, temperaturas extremas y altos niveles de interferencia electromagnética (EMI).
Para lograr un mantenimiento predictivo confiable, los sensores de vibración de los dispositivos CbM deben ser capaces de detectar cambios más sutiles, que a menudo son las primeras pistas de desequilibrio del eje, desalineación,o con desgaste de rodamientoPara garantizar una medición de vibración de alta precisión en condiciones ambientales adversas, se requiere un subsistema de captación de señales de sensores de alto ancho de banda y bajo ruido.que puede mantener un rendimiento estable en ambientes de trabajo adversos.
Como núcleo del método CbM, el análisis de vibraciones sienta las bases para identificar patrones que puedan distinguir entre el funcionamiento normal y los primeros signos de falla.sistemas de sensores de vibración que transmiten los resultados de las mediciones a un servidor central o a recursos en la nube para su análisisSin embargo, las soluciones avanzadas de CbM han comenzado a desplazar cada vez más las capacidades de análisis al borde.Los resultados pueden obtenerse en el menor tiempo posible y reducir el tráfico en las redes industriales y automotrices sensibles al tiempo.
Específicamente, la inferencia de IA de borde basada en modelos de red neuronal convolucional (CNN) puede proporcionar una interpretación en tiempo real de los cambios de vibración.El uso de CNN para la inferencia requiere una cantidad significativa de cálculo, lo que hace más complejo alcanzar los objetivos de CbM sin exceder las limitaciones de potencia, tamaño o costo del sistema.
Con el creciente uso de CbM en dispositivos rotativos, dispositivos remotos o móviles, y la impracticabilidad de las conexiones por cable, reducir al mínimo el consumo de energía se ha vuelto más urgente.Para cumplir con los requisitos de conexión inalámbrica en estas situaciones, Bluetooth de baja energía (BLE) puede lograr la combinación requerida de distancia de transmisión, potencia y fiabilidad en comparación con otras tecnologías de conexión opcionales (cuadro 1).
Sin embargo, al igual que el procesamiento de AI de borde, el desafío que enfrentamos es encontrar una solución de conectividad BLE que pueda funcionar normalmente dentro de las limitaciones de potencia de los sistemas de sensores inalámbricos.garantizar una vida útil prolongada de la batería sigue siendo un reto para cualquier diseñador de sistemas de sensores inalámbricosSin embargo, esto es particularmente importante en aplicaciones industriales y automotrices, donde los sensores pueden ser difíciles de alcanzar.La batería y la gestión de la energía son cada vez más importantesEl reto en este sentido es cómo coordinar múltiples reguladores de voltaje, secuenciadores y sistemas de carga para reducir el consumo de energía y garantizar un funcionamiento estable.
El kit de evaluación proporciona una solución CbM inalámbrica integrada con funcionalidad de IA de vanguardia
The EV-CBM-VOYAGER4-1Z Voyager 4 kit from Analog Devices provides a complete battery powered vibration monitoring platform for continuous evaluation of CbM technology or immediate deployment in predictive maintenance applications, abordando diversos desafíos a los que se enfrenta la implantación de CbM inalámbrico con capacidades de IA de vanguardia.fijar firmemente la placa de circuito impreso principal (PC board) en un lado y la batería en el otro lado para eliminar el impacto de los ambientes hostilesLa placa de circuito de alimentación y el sensor se encuentran en la parte inferior del soporte, cerca de la fuente de vibración a monitorear.los componentes de soporte vertical se colocan dentro de una cubierta protectora de aluminio con un diámetro de 46 mm y una altura de 77 mm (figura 1).La parte superior de la cubierta protectora está equipada con una cubierta acrílica ABS, que puede utilizarse para la conexión BLE.