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前言
計劃外停工可能對射出企業產生持久的影響。根據性質 和程度的不同，它甚至可能導致交貨延遲，並產生相應 的後果。 ENGEL 通過 e-connect.monitor，提供了一種 分析關鍵機器部件狀態的解決方案。因此可以有遠見地 規劃維護工作，避免意外停機。在成功引進用於監控塑 化螺釘和滾珠絲槓的兩個模塊後，ENGEL 現在提供更多 e-connect.monitor 模塊，用於液壓泵和液壓油的狀態 監測。
即使經驗豐富的機器操作人員和維護人員也認為很難在 正在進行的生產過程中評估射出機的狀態。為了避免計 劃外停工，某些操作中以固定間隔更換易磨損部件作為 預防措施。通過這種方式可以避免計劃外停工，排除對 其他部件的附帶損害，並最大限度地減少計劃安裝備件 所需的停機時間。但是，這種維護策略意味著比實際需 要更早地更換磨損部件，而這太過頻繁。其後果是維護 成本上升和設備利用率下降。
隨著生產系統的網絡化和機器數據的系統化利用，工業 4.0 通過基於狀態的預測性維護為射出企業開闢了新的 機遇。在 K 2016，ENGEL 展示了新 e-connect.monitor 狀態監測解決方案的前兩個模塊：用於塑化螺釘和滾珠 絲槓的在線監測。從那以後，對這些解決方案的需求一直穩步增長。因此，ENGEL 在持續擴大可監測機器部 件的數量。 2018 年秋季，ENGEL 推出了用於連續監 測液壓泵和液壓油的兩個新模塊（圖 1）。

泵和油是射出機的心臟和血液
射出製造商通常將液壓泵視為液壓射出機的心臟，將 液壓油視為血液。這種生物化比較是恰當的，因為如 果泵發生故障，機器就會停止，而且機器在使用老化 的液壓油時不能再提供 100% 的性能。隨著工作時間 的增加，液壓油中的水含量和顆粒濃度增加（圖 2）。

由於液壓系統以非常小的間隙運行以實現高能效和高 精度，因此油中的顆粒可能導致液壓部件的磨損或故 障。這些雜質在液壓系統中導致的故障高達所有故障 的 80％。存在的顆粒與汽缸或閥門等部件金屬表面的 摩擦釋放出越來越多的顆粒； 油中所含的水也會產生 這種後果。蒸發時，小水蒸氣泡微觀上在高壓下內爆， 產生壓力峰值，將更多顆粒從表面撕扯掉。總之，水 會使系統摩擦性能顯著下降，並導致腐蝕（圖 3）。 除了顆粒和水的污染外，油的化學老化是需要定期檢 查液壓油的第三個因素。在化學老化中，氧化過程分 解基本成分和添加劑並改變液壓油的成分。高油溫加 速了這一過程。



不同油類的監測策略
射出企業有三種不同的監測液壓油的策略：完全不監 測、手動或自動控油。不進行任何監測的策略意味著 只有在出現問題時才進行檢查。這通常會導致極其嚴 重的磨損增加。大多數企業都進行手動檢查。油樣被 定期送到實驗室。然後製造商根據結果手動過濾油或 完全換油。第三種策略是油的自動維護，包括固定式 過濾系統，它使顆粒污染以及由此產生的磨損保持低 水平。自動過濾可以減緩油的化學老化，但不能完全 阻止它，因此即使採用這種策略，也需要在一定時間 間隔內換油。但是，所有既定策略的共同點是在油的 質量方面缺乏透明度。最重要的是，這三種策略都無 益於油的使用壽命最優化。油在系統中停留時間過長 可能導致機器損壞甚至崩潰，而油的更換間隔時間過 短則使預防措施太過頻繁。
ENGEL 現在藉助油路中的特殊傳感器，對液壓油質量 的在線監測提供支持。對油進行持續性監測的好處： 不再需要對油進行手動且耗時的檢查，用戶將收到有
關過濾時間和持續時間的建議，此外，射出製造商能 夠根據預測條件精確地計劃換油。對油質量的監測還 可以確保及早發現臨界條件，從而避免損壞和計劃外 故障。
相關測量數據記錄在生產過程中，不會對其產生負面 影響。數據通過安全數據連接傳輸到 ENGEL，並使用 專門開發的數學模型自動評估和解讀。其結果將立即 顯示在 ENGEL 客戶門戶 e-connect 上。 （圖 4）結 果以清晰的視圖顯示。必要時，系統可以自動發送通 知或警告。

監測定量泵
現在不僅可以使用 e-connect.monitor 監測液壓油， 還可以監測伺服液壓射出機中的定量泵。遺憾的是， 塑料加工商通常只有在機器週期發生顯著變化時，或 者在最壞的情況下，即機器出現故障時，才會注意到 泵的臨界狀態。

泵——機器的心臟——是一個受磨損的部件； 它在 一定時間後結束其使用壽命，這具體取決於負載範 圍。在泵的使用壽命期間，由於磨損，其效率不斷降 低； 而結果則是能源消耗增加。因此，ENGEL 很早 就開始建立企業內部關於泵的專業知識。在生產過程 中，泵測試台和各種泵的監測提供了數據，ENGEL 專 家利用這些數據對算法建模，這些算法能夠準確、便 利地向客戶顯示泵的狀態。
在 e-connect.monitor 的幫助下，泵數據得以自動記 錄和分析，而不會影響生產過程。其結果不僅僅作為 信息，而且為用戶提供一個基礎，幫助其決定是否需 要更換泵，如果需要更換，則需要了解何時需要。因
此，e-connect 不是簡單地顯示測量值，而是顯示易 於理解的磨損值。

展望
ENGEL 的 e-connect.monitor 狀態監測解決方案現在 由四個模塊組成，是目前市場上唯一允許對射出機部 件進行基於狀態的預測性維護的系統。作為第一步， 將為最新一代的 CC300 控制單元射出機提供兩個用 於監測液壓油和泵的新模塊。針對老一代控制單元的 改造解決方案正在準備中。

e-connect 是中央信息平台
新的 e-connect 客戶門戶支持 ENGEL 的 inject 4.0 計劃中的所有服務產品。因此，e-connect 是所有 e-connect.monitor 解決方案的中央信息平台。最先 進的 IT 安全架構確保 ENGEL 與其客戶之間所需數據 的安全傳輸。
在儀表板上，用戶可以一目了然地看到他們的所有機 器。信號燈顏色表示機器當前總體狀態。最差的值適 用於整台機器並指示是否需要採取措施。為了獲得可能的最佳概覽，用戶可以在系統中重現其各台機器結 構，甚至可以在線將生產線分配到不同的車間或部 門。

客戶選擇機器時，可以看到所有受監控的機器部件及 其狀態。每個部件都單獨顯示，以便用戶可以快速識 別哪個部件接近其磨損極限。用戶選擇一個部件時， 將顯示一條帶極限值的圖形趨勢曲線。這使受監測的 機器部件狀態顯而易見。用戶可以定義警示燈的極限 值，即它何時變為黃色或紅色。客戶還可以定義是否 希望以文本消息或電子郵件的形式接收警告，以便他們不必經常訪問門戶。

inject 4.0 – 智能流程提高生產力、效率和質量
工業 4.0 的目標是智能工廠，其中所有生產機器及其 部件相互通信並持續進行自我優化。其結果是生產 力、效率、質量和生產靈活性顯著提高。其重點在 於三個領域：smart machine、smart production 和 smart service。 ENGEL 已經以 inject 4.0 的名稱為其 目前服務範圍內的所有三個領域提供了廣泛的產品和 解決方案，並持續進行進一步開發。在 smart service 領域，ENGEL 通過 e-connect.monitor 狀態監測解決 方案為客戶提供可持續的附加值，並將在未來繼續進 行擴展。

作者
Gerhard Dimmler 博士是位於奧地利 Schwertberg 的 ENGEL AUSTRIA 產品研發高級副總裁 mail：gerhard.dimmler@engel.at Johannes Kilian 博士是 ENGEL 模擬和控制工程主 管，johannes.kilian@engel.at Pascal Bader 博士是 ENGEL 液壓系統團隊主管， mail：pascal.bader@engel.at Dipl.-Ing. Lukas Muttenthaler 是 ENGEL 液壓系統開 發工程師，mail：lukas.muttenthaler@engel.at Paul Kapeller，理學碩士，是 ENGEL 數字解決方案 產品經理，mail：paul.kapeller@engel.at ■