Cloud接続可能な振動計測を低価格&手軽に実現

振動計測をすることでどんなことが出来る!?

振動計測というと、真っ先に産業機器として工場やFA機器で求められるもの、と思われるかもしれません。当然ながら、工場などで使用されている機器には駆動させるためのモーターやエア管理としてファンやコンプレッサーなどが用いられており、正常時でも振動が発生しています。


ただし、この振動によって機器の耐久性・信頼性に影響を及ぼす可能性や、破損・異常停止などが機器の寿命や動作不具合などを引き起こします。また、産業機器だけではなく、ビルディングや構造物建築など私達の日常においても非常に身近なところに振動が存在していますが、異常停止や故障する前に振動計測をすることで事前に大きな問題を回避することが重要になってきます。また、振動を常に人を介して記録、メンテナンスすることなく、リモートで計測・監視する事は巡回要員などの負荷や工数の削減にも繋がってきます。

 

今回は、「Cloud接続で手軽に低価格で振動計測のPoC検証」を行うソリューションを以下のポイントからご紹介します。

 

1. 予知保全の必要性
2. 振動計測を手軽にCloud接続するには?
3. どういうパッケージが用意されている?
4. 実際の使用例は?

システム構成

低価格でCloud接続可能な振動計測のソリューションパッケージ システム構成
システム構成

1. 予知保全って?

予知保全の位置づけ

保全と呼ばれる保守業務は大きく分けて3つのタイプがあります。


(1)事後保全:設備の機能低下や突発的に停止した後に補修や部品交換を行います。つまり、何か異常が発生してから初めて対応を行うことになります。
(2)定期保全:設備の状況に関わらず、定期的に故障記録や稼働時間、機器の特徴などからメンテナンス周期を決めて、点検や部品交換などを行う手法になります。
(3)予知保全:正常動作の状態を基準にして、設備の状態を計測・監視する事で劣化状況を把握したり、故障を予知して最適なタイミングで、部品交換や補修を行う

 

保全の種類 事後保全、定期保全、予知保全
保全の種類

予知保全の効果

また、下記にそれぞの保全の種類とインパクトをまとめましたが、予知保全には以下のケースの時に効果を発揮します。

 

・故障頻度は稀だが、故障時のインパクトが大きい設備や機器がターゲットになります。
・振動計測の対象は、振動を伴う機器全てになりますが、上記の様に故障インパクトが大きいケースや、メンテナンス要員のリソースが求められる場合でも効果の可能性があります。

予知保全の適用効果
予知保全の適用効果

2. 手軽にどう振動計測を行うか?

(1)今回のパッケージソリューションには、ユークエストの振動解析装置(EMQuest-VA)を使用して機器の振動周波数を解析することで、アンバランス、ガタ、基礎不良、転がり軸受損傷などの機器異常が発生しているかを判断できます。振動計測のピックアップには、アナログ・デバイセズ社の3軸MESM加速度センサ(ADXL356)を使用し、低ノイズ密度(80μg√Hz)、高G(±20g)に対応しています。


・MEMS加速度センサを採用する事で低価格を実現
・加速度を取得し速度とFFT(高速フーリエ変換)値を計算
・設定された閾値を超える振動を計測した際に接点(Digital Output)により警報を上げる事が可能
・SDカードにデータを保存して過去の状態を 監視。警報が上がる前後のデータだけを残す事も可能
・PCを接続してリアルタイムでFFT解析結果の表示が可能

 

詳細の仕様はこちら

 

(2)振動計測のCloud接続にはCANDYLINEのGateway(CANDY Pi Lite)とクラウド開発環境&実行環境(CANDY EGG)を使用しています。またアプリケーションはオープンソースなので自由に入手出来ます。

 

<Gateway>
・Raspberry Pi3 Model B+搭載
・4G/LTE/3G対応セルサーモジュール搭載(Docomo、Docomo系MVNOに対応。他キャリアは随時動作検証)
・通信速度(標準接続時:下り上り共に最大460Kbps)

 

<Cloud>
・クラウドのデータベース構築、デバイス通信、ダッシュボード機能
・5GBまでサーバー使用が可能
ソースコード(GitHubより入手可能)

 

詳細はこちら

振動解析装置(EMQuest-VA)
振動解析装置(EMQuest-VA)
GatewayとCloud構築 Gateway & Cloud:CANDYLINE /  Inventit
GatewayとCloud構築(Gateway & Cloud:CANDYLINE / Inventit)

3. パッケージの種類

 

CbM Kit

Gateway Pack

Cloud Pack

特徴

まずは手軽に振動計測を開始

サーバーやCloudは            自社構築で振動計測を検証

CloudまでPackになった    振動計測PoCパッケージ

EMQuest-VA

Gateway

 

CANDY EGG

   

      ◎ (※1)(※2)

SIM

   

      ★ (※1)

販売価格(●)(※3)

¥99,000

¥148,000

¥148,000

CANDY EGG(◎)

   

¥35,760(年額)

SIM(★)

   

¥12,000~(年額算出)

(契約内容次第)

想定初期費用

¥99,000

¥148,000

¥195,760~

Package内容

・振動計測装置のみ

・OS&アプリインストール、

・EMQuest-VA動作アプリ、

・LTE通信用SW

左記に加えて、

・回線設定

・Cloud接続へのセットアップ

・メール配信設定

※1:お客様での直接契約になります  ※2:5GBまで使用可能  ※3:現状の予定販売価格

4. アプリケーション例

・工場でのモーターやファン、コンプレッサーなどでの振動計測
・築後経過しているビルやマンションなどでの既設ポンプやモーターなどのメンテナンス
・リモートで監視やメンテナンス巡回の軽減

工場でのコンプレッサーやモーター 工場でのコンプレッサーやモーター
工場でのコンプレッサーやモーター
既設ビルディングでの空調設備 既設ビルディングでの空調設備
既設ビルディングでの空調設備
現地でのメンテナンス回避 現地でのメンテナンス回避
現地でのメンテナンス回避

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