ข้อมูลความสั่นสะเทือนจากชุดทดสอบมอเตอร์และระบบส่งกำลัง ศูนย์นวัตกรรมการผลิตยั่งยืน (SMC)

คำอธิบายชุดข้อมูล

ชุดทอสอบมอเตอร์และระบบส่งกำลังประกอบไปด้วย Induction มอเตอร์ HASCON 3 เฟส ขนาด 11KW รุ่น HE1-160M-4 ,ติดตั้ง Torque & Speed Sensor 
(LANMEC ZJ100A), ระบบส่งกำลัง (Gearbox) อัตราทด 3.15:1 (Transmax TRHH1-SH5-3.15-B), มี Bearing Housing ต่อกับแกน Shaft ต่อไปที่โหลดเทียมชนิด Eddy Current (LANMEC HR-900G) ระบบทั้งหมด แสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 แสดงส่วนประกอบต่างๆ ของชุดทดสอบมอเตอร์และระบบส่งกำลัง โดยที่เซนเซอร์วัดความสั่นสะเทือนจะติดตั้งตรงตำแหน่ง V1-V6

เซนเซอร์วัดความสั่นสะเทือนถูกติดตั้งตำแหน่งละ 3 ตัว ตามแกน 3 แกน (Horizontal, Vertical และ Axial) โดยในการเก็บข้อมูลของการทดลองนี้จะเป็นข้อมูลความสั่นสะเทือนของตำแหน่ง V2 (Motor Drive Bearing) ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ให้ข้อมูล Unbalance และ Misalignment ของมอเตอร์ได้ชัดเจนที่สุดแสดงการติดตั้งในรูปที่ 2 รุ่นของเซนเซอร์ที่ใช้จะเป็นดังนี้ IFM Accelerometer Sensor VSP001 (Horizontal) และ VSP004 (Vertical, Axial) อ่านค่าโดยใช้ DAQ ของ National Instrument รุ่น cDAQ-9178 และโมดูล IEPE NI-9232 Analog Input 24Bit 102.4 kSa/s

รูปที่ 2 แสดงตำแหน่งติดตั้งเซนเซอร์ตามแกน 3 แกน

ในชุดทดสอบมอเตอร์และระบบส่งกำลังสามารถสร้างความผิดปกติเพื่อดำเนินการเก็บข้อมูลได้อย่างน้อย 3 อย่างคือ ไม่สมดุล (Unbalance), การเยื้องศูนย์แกนแนวขนาน (Parallel Misalignment) และการเยื้องศูนย์แกนเชิงมุม (Angular Misalignment) ดังนั้น ในการทดลองจึงสามารถแบ่งเป็น 7 ประเภทได้ ดังนี้

  1. Normal ปกติ
  2. Unbalance ไม่สมดุล
  3. Parallel Misalignment การเยื้องศูนย์ของแกนแนวขนาน
  4. Angular Misalignment การเยื้องศูนย์ของแกนเชิงมุม
  5. Parallel Misalignment + Unbalance
  6. Angular Misalignment + Unbalance
  7. Combo (Parallel Misalignment + Angular Misalignment + Unbalance)

          สำหรับการเก็บข้อมูลเพื่อสร้างชุดข้อมูล จะเก็บข้อมูลของเซนเซอร์ทั้ง 3 แกน + เวลาในแต่ละสัญญาณที่ความเร็ว 51.2 kSa/s (51,200 ครั้งต่อวินาที)
เพื่อสร้างเป็นไฟล์ .csv โดยจะเก็บเป็นโฟลเดอร์ตามประเภทเพื่อให้ง่ายต่อการทำ Label ให้กับข้อมูล ในแต่ละไฟล์ข้อมูล .csv จะประกอบไปด้วย Header
ที่มีข้อมูลรายละเอียดดังต่อไปนี้

  1. Waveform V2V, V2H, V2A คือ ข้อมูลของสัญญาณที่เก็บมา ซึ่งเป็นสัญญาณ Vibration ที่ตำแหน่ง V2 (ตามผัง Vibration Sensor ที่เคยให้ไว้) ทั้ง 3 แกน
  2. T0 เป็นข้อมูลของเวลาที่เริ่มต้นเก็บโดยมี format ดังนี้ 2/8/2022 11:14:30.168161 คือ วันที่ 8 เดือน 2 ปี 2022 เวลา 11 โมง 14 นาที 30 วินาที 168161 ไมโครวินาที
  3. ข้อมูลตารางจะเริ่มจาก time, V2V, V2H, V2A หมายถึงหัวตารางของข้อมูล
  4. ข้อมูลตามตำแหน่งหัวตาราง โดย time จะมีความละเอียดที่ไมโครวินาที

รูปที่ 3 แสดงข้อมูลในไฟล์ .csv ของชุดข้อมูลโดยใช้ Python + Jupiter Notebook ใน MS Code

โดยการเก็บข้อมูลจะแบ่งออกเป็น 2 รอบใหญ่ๆ ที่มีรายละเอียดต่างกัน คือ ในปี 2022 และ 2023 ความแตกต่างอธิบายได้ ดังนี้

  • ชุดข้อมูล 2022 (.zip file ขนาด 4 GB)

          ในการทดลองปี 2022 จะกำหนดความเร็วรอบมอเตอร์ในแต่ละความผิดปกติเป็น 600, 900, 1200 และ 1480 รอบต่อนาที เพื่อให้เกิดความแตกต่างของสเปคตรัมในแต่ละความเร็ว โดยในแต่ละอาการ สามารถดูได้จากชื่อโฟลเดอร์ของแต่ละอาการ รายละเอียดและจำนวนไฟล์สามารถดูได้จากตาราง

ในการทดลองแต่ละครั้งจะเริ่มต้นสร้างความผิดปกติและรันมอเตอร์ให้ได้ความเร็วรอบที่กำหนดก่อน แล้วจึงทำการเก็บข้อมูลประมาณ 1 วินาที เว้น 1 วินาที ทำซ้ำจนครบ 50 รอบ จะได้ข้อมูลความสั่นสะเทือนของแต่ละอาการความผิดปกติอย่างน้อย 50 ไฟล์

          ดังนั้น จำนวนชุดข้อมูลของการทดลองในปี 2022 มีทั้งหมด 7,650 ไฟล์ ขนาดประมาณ 3.2 MB เมื่อทำ Zip ไฟล์แล้วจะมีขนาดประมาณ 6.4 GB

  • ชุดข้อมูล 2023 (.zip file ขนาด 6 GB)

          ในปี 2023 มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในชุดทดสอบมอเตอร์และระบบส่งกำลัง มีการควบคุมปริมาณ Torque ของมอเตอร์ได้ (ควบคุมผ่านโหลดเทียม) มีผลให้การทดลองปรับเปลี่ยนไป อีกทั้งการเก็บข้อมูลแต่ละความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 600, 750, 900, 1050, 1200 และ 1460 รอบต่อนาที เพื่อเพิ่มข้อมูลในส่วนของความเร็วระหว่าง 600-900 และ 900-1200 เพื่อดูความแตกต่างของสัญญาณได้ละเอียดขึ้น

          การเก็บข้อมูลแต่ละครั้งเปลี่ยนเป็น 10 วินาที ในแต่ละความผิดปกติและความเร็วรอบเพื่อให้สามารถนำสัญญาณไปแปลงเป็นสเปคตรัมได้ชัดเจนขึ้นและต่อเนื่องกัน (FFT) ทำให้ไฟล์ที่ได้มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็นไฟล์ละประมาณ 32 MB และแต่ละจำนวนทำซ้ำลงเหลืออย่างน้อย 3 ครั้ง

ดังนั้น จำนวนชุดข้อมูลของการทดลองในปี 2023 มีทั้งหมด 728 ไฟล์ ขนาดประมาณ 32 MB เมื่อทำ Zip ไฟล์แล้วจะมีขนาดประมาณ 6 GB

รายละเอียดสำหรับข้อมูลเฉพาะการทดสอบของแต่ละสัญญาณความผิดปกติสามารถดูได้จากไฟล์อธิบายชุดข้อมูลตามเอกสารแนบที่ทีมงานจัดส่งให้หลังการขอใช้บริการข้อมูลนอกเหนือจากชุดข้อมูลทั้ง 2 ชุด ทางทีมงานยังมีไฟล์ที่ใช้ในการทดสอบโมเดลที่ได้สร้างสัญญาณความผิดปกติอื่นๆ เก็บไว้
ผู้สนใจสามารถติดต่อสอบถามได้ที่  smc-business@nectec.or.th