Журнал «ИСУП» (Информатизация и системы управления в промышленности)
КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Импортозамещение как инструмент для модернизации систем контроля вибрации

В статье рассмотрены решения НПП «ТИК» для импортозамещения систем контроля вибрации, описаны примеры модернизации устаревшего оборудования.

ООО НПП «ТИК», г. Пермь

NPP TIK_logo.png

скачать pdf >>

В ХХ веке планово‑предупредительные ремонты являлись основным средством для минимизации поломок оборудования на промышленных объектах. Такой подход зачастую был избыточен, так как многие узлы могли отработать больший срок до замены. При этом качество ремонта оставалось на совести персонала и напрямую зависело от опыта и квалификации специалистов.

Существует более современный подход к обслуживанию оборудования – по фактическому состоянию. В этом случае необходимо определять реальный износ узлов, что можно сделать разными методами: температурным, вибрационным, оптическим, ультразвуковым и др. Наиболее широкое распространение получил метод анализа вибрационных параметров работающего оборудования. Этот метод также используется для определения качества проведенных ремонтов. Стоит отметить, что по параметрам вибрации осуществляется противоаварийная защита ответственного оборудования, нормы описаны в ГОСТ ИСО 10816-3-2002.

В СССР контроль вибрации начали использовать с 1950‑х годов для выполнения задач оборонно-промышленного комплекса. Впоследствии опыт переняли предприятия атомной, нефтяной, газовой, горнорудной и других отраслей промышленности. За рубежом такая практика распространилась раньше.

Большой рывок в создании систем вибромониторинга был сделан в начале 1990‑х годов, когда интерес к инструментам для снижения количества внеплановых ремонтов и простоев выразили предприятия ТЭК. Российские НИИ взялись за реализацию своих разработок на промышленных объектах. Рынок наполнили отечественные и импортные системы контроля вибрации.

Ввиду того что западные производители раньше приобрели опыт в создании систем контроля вибрации, а российские промышленники стремились приобретать импортное оборудование, за последние 30 лет бы­ло внедрено множество систем иностранного производства. Но введенные в 2014 го­ду санкции повлекли за собой ряд эксплуатационных проблем. Стало сложно, а иногда и невозможно обслужить измерительное оборудование по ря­ду причин: из-за отсутствия ЗИП, закрытого программного обеспечения, недоступности технической поддержки от производителей.

Для решения проблем соотечественников государством был введен комплекс мер по импортозамещению, который активно поддерживают российские предприятия. Благодаря этим мерам и накопленному опыту собственные научные разработки отечественных изготовителей датчиков и систем диагностики вышли на новый виток развития, стали доступны новые рынки для внедрения систем.

Научно-производственное предприятие «ТИК» разработало несколько программ по импортозамещению. Суть программ и опыт их применения описаны ниже.


Программа 1. Импортозамещение датчиков вибрации

Вибропреобразователи (рис. 1) – основа всех систем виброконтроля, они отвечают за первичное преобразование механических колебаний в электрические сигналы. При этом условия эксплуатации датчиков часто бывают самыми сложными – агрессивные среды, низкие и высокие температуры, механические воздействия. Следовательно, и требования к точности и надежности предъявляются то­же самые высокие. Среди импортных датчиков есть образцы с соответствующими характеристиками, но ошибки при эксплуатации и износ влияют на показатели точности – датчики приходят в негодность. ЗИП либо стали в последние годы недоступны для закупки, либо сроки их поставки исчисляются месяцами, а стоимость напрямую зависит от курса валют.

Ris_1_new.jpg

Рис. 1. Вибропреобразователи DVA и ИКВ производства НПП «ТИК»

Научным центром НПП «ТИК» проработаны конструктивные исполнения для замены датчиков других производителей по принципу «выкрутил – вкрутил». Выходные сигналы являются стандартными и подбираются в соответствии с объектом. По результатам промышленных испытаний образцов получены положительные отзывы от заказчиков.

Также проведены аналитические исследования и созданы удобные таблицы (рис. 2) для подбора аналогов. В проработке учтены изделия крупных мировых производителей датчиков вибрации: Bently Nevada, Metrix, PCB и др. С таблицами можно ознакомиться на сайте «тик.рф».
Предпосылки для замены иностранных приборов прослеживались и до 2014 го­да, но в последние три года наблюдается значительный прирост запросов. Практикой импортозамещения активно пользуются предприятия из состава холдингов «Лукойл», «Газпром», «Сибур», «Транснефть» и др. Наряду с датчиками вибрации НПП «ТИК» готово заменить и другие элементы систем: контроллеры, барьеры искрозащиты, программное обеспечение. Все это разработано и изготавливается специалистами предприятия.

Ris_2_small.jpg

Рис. 2. Пример таблицы для подбора аналогов (увеличить изображение)


Программа 2. Модернизация систем контроля вибрации

Еще одним уязвимым местом импортных систем прошлых десятилетий является стареющее программное обеспечение. Парк оборудования модернизируется ежегодно, прорабатываются новые методики раннего обнаружения дефектов. Установленное ПО, которое ча­ще всего бывает «закрытым» для конечного пользователя, становится неактуальным.

Инженеры «ТИК» проработали решения по модернизации старых систем. В качестве примера (рис. 3) можно рассмотреть модернизацию системы Bently Nevada 3500 (далее – BN). На агрегатах смонтированы датчики, установлены контроллеры BN – такая система позволяет проверить соответствие уровней вибрации нормам и осуществлять противоаварийную защиту. Для расширения ее функциональности делается небольшая надстройка в ви­де сервера вибродиагностики, вибрационные сигналы собираются посред­ством устройства связи с объектом с диагностических выходов системы BN. Полученные данные обрабатываются, архивируются и предоставляются пользователям программным обеспечением «ТИК-Эксперт» с помощью удобного интерфейса.

Ris_3_new.png

Рис. 3. Пример структурной схемы для модернизации системы Bently Nevada 3500 

Готовая система соответствует современным требованиям и позволяет проводить раннюю диагностику дефектов, рассчитывать остаточный ресурс узлов, выдавать полученные данные в существующие САУ предприятия. Программное обеспечение «ТИК-Эксперт» обладает модульной структурой (рис. 4). Вся информация собирается базой данных. Модули обрабатывают информацию, полученную из ба­зы данных. Для взаимодействия с системой специалисты на объектах используют модуль TIK-SCADA.

Ris_4_small.jpg

Рис. 4. Модули ПО «ТИК-Эксперт» (увеличить изображение)

Данный программный модуль похож на стандартные SCADA-системы, но разработан для решения задач технической диагностики. Для визуализации реализованы информативные мнемосхемы (рис. 5) с возможностью масштабирования и вывода на экран основных параметров. В режиме реального времени у оператора есть возможность просматривать статус агрегата (включен/выключен), параметры вибрации, степень износа, наработку узлов и др. В случае возникновения неисправности оборудование с дефектом подсвечивается желтым или красным цветом – в соответствии со степенью выраженности дефекта. При нажатии на проблемный узел выводится окно с диагнозом и рекомендациями.

Ris_5_new.jpg

Рис. 5. Пример мнемосхемы (увеличить изображение)

Для опытных пользователей и вибродиагностов есть набор инструментов для просмотра результатов измерений и подтверждения дефектов в «ручном» режиме: спектры (рис. 6), построение опорной маски, построение орбит, вейвлет-преобразование и пр. В системе используется несколько методов автоматического определения состояния оборудования. Наряду с классическими методами вибродиагностики есть возможность использовать нейросетевой метод. Все диагностические признаки заключены в правила (рис. 7), редактировать которые могут в том числе инженеры заказчика. Правила выведены в редакторе в ви­де модулей и связей.

Ris_6_new.jpg

Рис. 6. Пример построения спектра (увеличить изображение)


Ris_7_small.jpg

Рис. 7. Редактор правил (увеличить изображение)

Стоит отметить, что в диагностике могут участвовать не только параметры вибрации, но и другие системные (давление, температура, режимы работы и пр.) и внесистемные параметры (данные из паспортов, данные о проведенном ремонте и пр.).

В ПО реализована развитая система отчетов для специалистов (рис. 8). Метролог может составить план поверок, выводя все данные об измерительном оборудовании. Механик имеет возможность сформировать отчет о текущем состоянии всего парка оборудования с указанием проблемных мест для составления плана ремонтов. При правильной настройке и интеграции ПО «ТИК-Эксперт» с внутренней системой управления предприятием есть возможность перейти к обслуживанию оборудования по фактическому состоянию.

Ris_8.png

Рис. 8. Пример отчета «Вибрационный контроль»

Система поставляется заказчику настроенной, при необходимости проводится доработка в соответствии с предъявляемыми требованиями.


Программа 3. Комплексный подход к созданию систем технической диагностики

В случае когда прежняя система полностью выработала свой ресурс или оборудование оснащается новыми виброизмерительными приборами, НПП «ТИК» предлагает полный цикл услуг по внедрению систем «под ключ». Основным решением является система технической диагностики «ТИК-РВМ».

Ris_9_new.png

Рис. 9. Услуги НПП «ТИК» по внедрению систем

В штате предприятия трудятся более 300 специалистов, которые участвуют в реализации проектов с этапа формирования ТЗ до введения системы в эксплуатацию, включая изготовление оборудования, проектные, строительно-монтажные и пусконаладочные работы. Для эффективной эксплуатации систем вибродиагностики специалисты заказчика проходят обучение в учебном центре «ТИК» и могут проконсультироваться в режиме 24/7 у сотрудников службы технической поддержки.


Итоги

Представленные в статье решения уже помогли справиться с задачами по модернизации оборудования в различных отраслях промышленности. Многие технические решения сегодня не только заменили импортные аналоги на российском рынке, но и начали поставляться на экспорт. Импортозамещение из инструмента для решения текущих задач превратилось в масштабный национальный проект.

Опубликовано в журнале ИСУП № 2(92)_2021

А.Э. Пушкарев, специалист по  продвижению,
ООО НПП «ТИК», г. Пермь,
тел.: +7 (342) 214‑7575,
e‑mail: tik@perm.ru,
сайт: tik.perm.ru


Бюджетные новинки от STEGO 
Новые взрывозащищенные модели от 50 до 250 Вт
Термостаты и гигростаты 24-56 VDC
IP 55 кожух для вентиляторов
www.stego.de