Ce qui change le modèle traditionnel d’exploitation et de maintenance, c’est l’application de la technologie IoT dans les systèmes de gestion des équipements. Grâce à la collecte de données en temps réel et au contrôle à distance, l'efficacité de la gestion peut être considérablement améliorée et les coûts de main-d'œuvre ont également été réduits. La combinaison de capteurs intelligents et de plates-formes cloud rend l'état des équipements transparent, rend possible la maintenance prédictive et évite les pertes économiques causées par des temps d'arrêt soudains. Cet article explore les éléments clés et les points pratiques du processus d'intégration IoT.
Comment sélectionner et déployer des appareils IoT
Lors de la sélection des appareils IoT, vous devez prendre en compte la compatibilité et l'évolutivité, telles que la prise en charge des passerelles industrielles et les protocoles courants tels que OPC UA. Dans le même temps, réservez les interfaces des modules 5G pour vous adapter aux futures mises à niveau. Son emplacement de déploiement doit éviter les zones soumises à de fortes interférences électromagnétiques et le capteur doit être installé à proximité de la source de données. Par exemple, le capteur de vibrations doit être directement fixé sur le carter du moteur et le capteur de température doit être proche de l'élément chauffant.
L'étalonnage et la configuration du réseau après le déploiement affecteront directement la précision des données. Il est recommandé d'adopter une stratégie de mise en œuvre par étapes, de mener d'abord des opérations pilotes dans une petite zone, puis de procéder à une promotion complète après avoir vérifié la stabilité des données. Dans le même temps, un fichier de périphérique doit être établi pour enregistrer le modèle, l'emplacement et l'historique de maintenance de chaque nœud afin de faciliter le suivi et la gestion ultérieurs.
Comment optimiser les paramètres de fréquence de collecte de données
L'échantillonnage à haute fréquence peut obtenir des données détaillées, mais cela augmentera la charge du réseau pour correspondre et stocker la pression. Pour des paramètres qui évoluent lentement comme la température, il suffit d'ajuster le réglage sur une collecte une fois par minute. Lorsqu’il s’agit de données vibratoires, elles doivent être ajustées en fonction de la vitesse de l’équipement. Pour les équipements tournant à grande vitesse, il est recommandé d’utiliser une fréquence d’échantillonnage supérieure à 100 Hz. Le mécanisme de réglage dynamique est plus efficace, tout comme la réduction de la fréquence lorsque l'équipement est au ralenti et l'augmentation automatique de la fréquence lorsque la charge augmente.
La technologie de compression des paquets de données et l'informatique de pointe peuvent réduire efficacement le volume de transmission, effectuer un filtrage préliminaire et une détection des anomalies au niveau de la passerelle, et télécharger uniquement des données ou des résumés statistiques qui dépassent les normes. Définissez correctement la politique de cycle de vie des données. Les données originales sont conservées pendant 30 jours et les données agrégées sont conservées pendant un an. Cela peut non seulement répondre aux besoins d’analyse mais également contrôler les coûts de stockage.
Comment assurer la sécurité de la transmission des données IoT
À l'aide d'un mécanisme de cryptage de bout en bout, un canal sécurisé est construit entre l'appareil et la plate-forme à l'aide du protocole TLS 1.3, et chaque appareil se voit attribuer un certificat numérique distinct. Le mécanisme d'authentification bidirectionnelle garantit que seuls les appareils autorisés peuvent accéder à la plateforme, empêchant ainsi les nœuds illégaux d'injecter de fausses données. Une vérification secondaire doit être ajoutée aux instructions de contrôle clés, telles que la confirmation via une application mobile avant l'arrêt.
Mettez régulièrement à jour le micrologiciel de l'appareil pour corriger les failles de sécurité, créer des zones d'isolation du réseau et séparer le système IoT du réseau du bureau. Mettez en œuvre un système de détection d'intrusion en temps réel pour déclencher automatiquement des alarmes et geler temporairement les autorisations de compte en cas de modèles de trafic anormaux, tels que des téléchargements soudains de données à grande échelle.
Comment mettre en œuvre la maintenance prédictive des équipements
Utilisez des données historiques pour créer un modèle de dégradation des équipements, utilisez l'analyse du spectre de vibration pour identifier les caractéristiques d'usure précoce des roulements et prédire le cycle de vieillissement de l'isolation en fonction des tendances de température. Les algorithmes d'apprentissage automatique peuvent intégrer des données multi-sources, telles que la corrélation de l'analyse des harmoniques de courant avec les caractéristiques sonores, pour déterminer avec précision les défauts de barre cassée du rotor du moteur.
Démarrez le travail de développement correspondant, construisez la base de connaissances sur les pannes et incluez des cas typiques. Lorsque les données en temps réel correspondent au modèle spécifique et que les données sont obtenues, les ordres de travaux de maintenance seront automatiquement transmis. Quant à la stratégie de maintenance, elle passe du cycle établi au statut de guide de conduite. Une fois que la durée de fonctionnement réelle d'un certain ventilateur atteint 3 000 heures, la valeur de vibration est toujours dans la plage verte, l'intervalle de maintenance peut alors être prolongé de manière appropriée.
Comment résoudre les problèmes courants d'intégration de systèmes
La conversion de différentes marques de protocoles d'appareils est un défi courant. Il est recommandé d'utiliser une plateforme middleware IoT pour analyser uniformément les différents protocoles afin d'éviter de développer des interfaces distinctes pour chaque appareil. Les bases de données de séries chronologiques doivent optimiser les performances des requêtes et ajouter des index précalculés pour les requêtes agrégées afin d'éviter d'analyser directement les données d'origine.
Lorsque le système SCADA d'origine et la plateforme Internet des objets coexistent, les API sont utilisées pour synchroniser de manière bidirectionnelle les données dans les états critiques. Lorsque le réseau est interrompu, la passerelle Edge doit disposer de capacités de stockage local et de reprise de point d'arrêt pour garantir que les données ne seront pas perdues. Avant la mise en œuvre, un test de résistance doit être effectué pour simuler la capacité de charge du système lorsque des milliers d'appareils téléchargent en même temps.
Comment évaluer et calculer le retour sur investissement
La quantification des avantages apportés par les systèmes IoT couvre les aspects suivants : augmentation de la production grâce à la réduction des temps d'arrêt, réduction des coûts de maintenance, comme le passage du remplacement régulier au remplacement à la demande des pièces de rechange, et optimisation de la consommation d'énergie pour économiser les factures d'électricité. Après avoir mis en œuvre ce système dans une certaine station de pompage, il a permis d'économiser des coûts de maintenance de 120 000 yuans par an et d'éviter des pertes d'environ 500 000 yuans dues aux temps d'arrêt.
Outre le coût d'investissement pour l'achat de matériel, les coûts d'intégration du système et les coûts d'exploitation et de maintenance sur trois ans doivent être inclus. Si une plateforme de services cloud est utilisée, l'investissement initial peut être réduit et le mode de paiement spécifique est basé sur le nombre d'appareils d'accès. Dans des circonstances normales, la période de retour sur investissement du projet est comprise entre 18 et 24 mois. Si un équipement clé de grande valeur est implémenté en premier, l'effet affiché sera plus significatif.
L'entreprise qui vous a été interrogée a utilisé les technologies liées à l'Internet des objets dans le domaine de la gestion des équipements. Quelles difficultés pratiques avez-vous rencontrées lors de votre candidature ? Vous êtes invités à partager votre expérience pratique personnelle et les solutions correspondantes ?
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