Älyä ja kapasiteettia ABB:n Azipod®-potkurilaitteen laakeriseurantaan ketterällä CompactRIO:lla

Haaste:

ABB Marine tarvitsi tarkat erityisvaatimukset täyttävän seurantajärjestelmän Azipod®-propulsiolaitteistojen laakereiden kunnonvalvontaan. Mikään markkinoilla oleva järjestelmä ei vastannut ABB:n tarpeisiin kapasiteetiltaan, räätälöitävyydeltään tai olosuhdekestävyydeltään.

Projektissa syntyi moitteettomasti toimiva järjestelmä, jonka laajentamista ja kehittämistä jatketaan.

Lue projektista lyhyesti

Ratkaisu:

Ratkaisuksi kehitettiin laakereiden kunnonvalvontajärjestelmä National Instrumetsin CompactRIO-alustalle. Azipod®-potkurilaitteiden laakeriseuranta rakennettiin yhteistyössä kokeneen järjestelmätoimittaja Protaconin kanssa. Uusi järjestelmä on tehokas ja kustomoitava, sallii ABB:n omien algoritmien hyödyntämisen ja kestää haastavat ympäristöolosuhteet.

Lopputuloksena syntynyt järjestelmä on ollut toiminnassa hieman yli vuoden yksittäisissä pilottikohteissa ja toiminut koko käyttöaikansa moitteettomasti. Tulevaisuudessa järjestelmän alla on tarkoitus seilata satoja aluksia.

"Vaurioituessaan laakerimekanismi vaarantaa koko aluksen toimintakyvyn."
Kalle Ahola, Protacon

Lue koko projektikuvaus...

ABB Marinen Azipod® on laivoissa ja kelluvissa aluksissa käytettävä sähkömoottoriin perustuva propulsiojärjestelmä, joka antaa kilpailuetua erityisesti energiankulutusta ja kasvihuonepäästöjä vähentämällä.

ABB Marine Azipod

ABB Marinen Azipod®.

Propulsiojärjestelmän virheettömän toiminnan kannalta keskeisessä roolissa ovat kovassa kuormituksessa ja suurissa lämpötilavaihteluissa toimivat laakerikokonaisuudet. Kunnonvalvonnassa tulee kyetä tarkastelemaan jatkuvasti ja ennakoiden laakereiden elinkaarta – niiden kuntoa, kulumista ja kestoa. Suurimpana uhkana on, että laakereiden vioittuessa koko järjestelmän toimintakyky on vaarassa.

Yhteistyössä Protaconin kanssa ABB Marine & Ports ryhtyi kehittämään uutta kunnonvalvontajärjestelmää keskittyen erityisesti laakerivalvontaan. Alustaksi valittiin ABB:lle jo ennestään tutun markkinajohtaja National Instrumentsin CompactRIO.

Valvontajärjestelmässä tieto kulkee laakerin värähtelyä mittaavan anturin kautta CompactRIO:on, jossa tieto muodostaa tunnuslukuja esimerkiksi laakereiden toiminnasta, vaurioitumisherkkyydestä ja huoltotarpeesta kehitettyjen algoritmien mukaisesti. Tieto välitetään aluksen automaatiojärjestelmään sekä satelliittiyhteyttä hyödyntämällä pilvipalvelun kautta värähtelyasiantuntijalle ABB:n Service-tiimissä. Värähtelyasiantuntijan tehtävänä on tietoa analysoimalla ohjeistaa operoivia aluksia tarpeen ja tilanteen mukaan.

Kuvaus tiedon liikkumisesta

Kuvaus tiedon liikkumisesta.

Suljetut järjestelmät haastavia kehityksen kannalta

Järjestelmäprojekti tähtäsi entistäkin modernimman työkalun kehittämiseen, jolla olisi edellytykset hyödyntää täysmittaisesti ABB:n kehittämää upouutta seuranta-algoritmia. Aikaisempi järjestelmä oli käyttövarmuudeltaan ja ominaisuuksiltaan monella tapaa erinomainen, vaikkakin suljettu protokolla loi kehittämishaasteita tulevaisuuteen. Koska jatkossa kokonaisjärjestelmän on tarkoituksena hyödyntää vielä entistäkin tehokkaammin ja monimuotoisemmin eri mittausyksiköistä saatavaa tietoa, tarjosivat National Instrumentsin tuotteet erinomaisen alustan ketterälle ja skaalattavalle kehitystyölle.

Projektin aikana työtä tehtiin sillä tähtäimellä, että jatkossa järjestelmän jatkuva käyttö vaatii varsin kevyttä jatkuvaa palvelua. Tästä syystä yhteistyökumppani Protacon loikin projektin aikana ohjeistuksen muun muassa järjestelmän asennukseen ja ohjelmiston konfigurointiin. Tällä ohjeistuksella varmistettiin mahdollisimman kevyt tuki- ja koulutustarve ABB Marine & Portsin jatkuvassa arjessa.

Tarkka vaatimusmäärittely laadukkaan toteutuksen ytimessä

Projektia käynnistettäessä vaatimusmäärittelyyn käytettiin merkittävä määrä yhteistä aikaa, jotta lopullisen järjestelmän tarkat nyanssit ja odotukset sekä asiakkaan että toimittajan puolelta olivat synkronissa. Laadukkaan määrittelydokumentaation jälkeen varsinaisen ohjelmiston tuotanto sujui tehokkaasti ilman ylimääräistä yhteisen resurssin hukkaamista.

Valmista ohjelmistoa testattiin teknisen tuotannon jälkeen asiakkaan laboratorio-olosuhteissa ja varmistettiin näin järjestelmän kyky kommunikoida alusten automaatiojärjestelmien kanssa virheettömästi ja turvallisesti. Testausvaiheen jälkeen suoritettiin järjestelmän käyttöönotto pilottialuksilla.

“Kaiken kaikkiaan positiivinen suoritus. Erityisesti yhdessä toteutettu vaatimusmäärittely projektin alussa mahdollisti yhtäläiset odotukset sekä asiakkaan että toimittajan puolelle.”
Projektipäällikkö, ABB

Toimittajavalinnassa kokonaisuus ratkaisee

Protacon valikoitui vaativan projektin kokonaistoimittajaksi johtuen erityisesti yhtiön kokemuksesta värähtelymittauksen ja kunnonvalvonnan kokonaisuuksissa. Protaconilla oli myös laaja tuntemus National Instrumentsin teknologioista. Koska kyseessä on hyvin kriittinen kehitystyö, ABB:lle oli erityisen tärkeää varmistua toimittajan osaamisesta ja kokemuksesta.

Toteutuksen ja järjestelmän pilotoinnin aika on syntynyt myös yllättävää uutta tietoa tulevaisuuden hyödyntämismahdollisuuksiin liittyen. Tästä syystä vaikuttaa todennäköiseltä, että järjestelmää tullaan tulevaisuudessa hyödyntämään myös muissa kunnonvalvontajärjestelmän osissa.

Hankkeen aikana tekninen yhteisymmärrys löytyi hyvin nopeasti asiakkaan ja toimittajan välille. Yhteistyö CompactRIO-kehityksen ja kyseisen valvontajärjestelmän kehittämisen osalta jatkuukin edelleen.

ABB logo

Projektista lyhyesti

1

Uusi järjestelmä tuottaa tiedosta älyä ABB:n värähtelyasiantuntijalle Azipod®-laitteistojen laakeriseurantaan

2

Järjestelmä menestyy kilpailijoitaan paremmin skaalautuvuutensa, muokattavuutensa ja avoimuutensa johdosta

3

Erityisen tärkeäksi projektin aikana osoittautui huolellisesti yhteistyössä toimittajan kanssa toteutettu vaatimusmäärittely

4

Järjestelmä on toiminut moitteettomasti koko pilotointiaikansa ja nyt järjestelmää asennetaan useisiin laivoihin

5

Kehitystyö ABB Marine & Portsin, Protaconin ja National Instrumentsin välillä jatkuu aktiivisesti

6

Protacon toteutti myös mittausdatan tallennuksen ABB:n Microsoft Azure pilvipalveluun, sekä värähtelyasiantuntijan analyysityökalut

Kiinnostuitko? Kysy lisää!

Tutustu myös näihin menestystarinoihin

National Instruments

”Uusien yksiköiden myötä he ovat saaneet osaamisvahvistukseksi suomalaista mittaus- ja automaatioteknologia-alan kärkeä.”

Valtra

”Protaconilla löytyy osaamista ja palvelua automaation kaikilla osa-alueilla, mm. ohjelmisto-, instrumentointi-, sähköistys- ja tietoverkkosuunnittelussa.”

Neste

”Työkalut on otettu käyttöön jo kahdessa mikrokokoluokan tutkimuslaitteistossa ja kolmannessa projekti on paraikaa käynnissä.”