Vi se pare un vis imposibil să considerați istorie opririle neplanificate? Nu e nevoie. Fără îndoială, că ați trecut de întreținerea reactivă într-un fel sau altul, fie prin mici îmbunătățiri pentru a împiedica repetarea aceleiași probleme, fie prin pași mult mai îndrăzneți către un viitor structurat de întreținere predictivă.
Mentenanța este o problema complexă, iar a ști de unde să începem și ce acțiuni pot fi întreprinse poate părea copleșitor. Totuși, Aurocon COMPEC are o experiență ridicată în acest domeniu, oferindu-vă numeroase produse care pot fi utilizate ca parte a unei strategii preventive sau predictive.
În rândurile de față, vă sunt prezentate câteva dintre modalitățile prin care vă putem ajuta să fiți fără griji, cu privire la funcționarea echipamentelor și vă oferim, de asemenea, sfaturi cu privire la subiectul mai larg al întreținerii predictive.
Adoptarea monitorizării bazate pe condiții de funcționare ca parte a strategiei dumneavoastră de întreținere va oferi o productivitate crescută și va reduce timpul de oprire neplanificat.
Odată cu implementarea mai multor sisteme de lucru suplimentare, din ce în ce mai complexe, fiabilitatea monitorizării stării de funcționare în producția industrială devine din ce în ce mai importantă. Monitorizarea stării de funcționare deschide calea pentru o întreținere predictivă eficientă prin întreținerea constantă, fără inspecții, a mașinilor și sistemelor. În acest fel, procesele de producție pot oferi performanțe ridicate, iar costurile totale de producție pot fi reduse. Acest articol vă prezintă câteva aspecte de bază.
Ce reprezintă monitorizarea stării de funcționare?
Monitorizarea condiției de funcționare se referă la utilizarea tehnologiei de monitorizare în producția industrială. Poate ajuta la supravegherea mașinilor și sistemelor, la detectarea erorilor într-un stadiu incipient și la prevenirea întreruperii producției. Senzorii monitorizează parametrii individuali ai mașinii, cum ar fi vibrațiile și temperatura și raportează rezultatul unei unități de evaluare. Aceasta înseamnă că mașinile pot fi oprite rapid, permițând, sperăm, detectarea și corectarea problemelor chiar înainte de apariția oricărei defecțiuni a echipamentului. Monitorizarea stării de funcționare este utilizată în principal în procese și fabrici de producție, în principal cu mașini care au componente rotative sau în mișcare, care funcționează, de obicei, pentru perioade lungi – chiar și continuu.
Mentenanță predictivă: întotdeauna cu un pas înainte
Întreținerea predictivă nu este un concept nou, dar a fost accelerată de Industrie 4.0 și de progresul tehnologiilor precum IIoT. Întreținerea preventivă a fost, anterior, bazată pe o abordare comună de întreținere, încercându-se menținerea mașinilor într-o stare bună de funcționare prin întreținere regulată, pentru a preveni defecțiunile echipamentelor.
Conceptul de întreținere predictivă depășește cu mult acest lucru. Programele de întreținere predictivă urmăresc să efectueze întreținerea doar atunci când este efectiv necesară. Pentru a atinge acest obiectiv, sistemele digitale de detectare sunt utilizate pentru a monitoriza diferite caracteristici de funcționare a mașinii, cum ar fi vibrațiile, căldura și curentul. Folosind aceste date de stare, se pot face prognoze – sau previziuni – atunci când uzura și degradarea performanței indică necesitatea intervenției. Măsurile de întreținere predictivă reprezintă toate acțiunile care sunt inițiate pe baza acestor predicții.
Tot ceea ce aveți nevoie pentru monitorizarea condiției de funcționare
De la instalarea cablurilor și repararea scurgerilor, până la întreținerea mașinilor mari, în gama de produse RS veți găsi tot ce aveți nevoie pentru a vă menține funcționarea fără probleme a echipamentelor dumneavoastră. Descoperiți întreținerea inteligentă la adresa: https://uk.rs-online.com/web/content/m/predict-and-prevent.
Ce rol joacă în industrie monitorizarea condiției de funcționare și mentenanța predictivă?
Astăzi, multe industrii funcționează 24/7 și lucrează continuu la capacitate maximă sau aproape la capacitate maximă, cu scopul de a fi eficiente din punct de vedere al costurilor. Pe măsură ce utilizarea capacității crește, crește și nevoia de a spori inteligența modului în care vă întrețineți utilajele, de a reduce timpul de nefuncționare și de a vă asigura că instalațiile de producție funcționează fără probleme și într-un mod eficient din punct de vedere al costurilor. Monitorizarea bazată pe condiții de funcționare este unul dintre cele mai importante instrumente în întreținerea predictivă a instalațiilor de producție. Acesta înlocuiește clasica inspecție vizuală de întreținere, într-un mod modern, digital și adesea autonom, permițând utilizarea maximă a mașinilor, reducând în același timp dependența de echipele de întreținere.
Doar tehnologia de monitorizare cu senzori permite o întreținere predictivă, fără inspecții, bazată pe evaluarea datelor de proces ale mașinii. Acești colectori de date procesează informații în timp real, ceea ce înseamnă că puteți anticipa orice necesitate de intervenție puteți detecta defecțiunile mașinii înainte ca acestea să apară. Acest lucru ajută la evitarea întreruperii producției din cauza defecțiunilor neprevăzute, generând economii importante. Pe lângă colectarea, digitizarea și transmiterea datelor, punctele focale cheie sunt stocarea, analiza și evaluarea, precum și calculul prognozei pentru anumite moduri și evenimente de defectare. În acest caz, soluțiile conectate la cloud sunt perfecte, deoarece permit acestor date în timp real să fie transmise continuu de la senzori și gateway-uri de monitorizare către instrumente de analiză, care pot informa instantaneu echipele de întreținere atunci când este necesară o intervenție.
Toate sarcinile de monitorizare a stării și întreținere predictivă conduc în cele din urmă la optimizarea costurilor și maximizarea profitului unei companii. Un studiu realizat de McKinsey Global Institute on IoT arată că perioadele de nefuncționare pot fi reduse cu până la 50%, iar costurile de întreținere cu până la 40%. Aceasta corespunde unui potențial de economisire de până la 630 de miliarde USD.
Avantajele întreținerii predictive și monitorizării stării de funcționare:
- Planificarea prealabilă precisă a activităților de întreținere
- Reducerea lucrărilor de reparații
- Evitarea defecțiunilor neașteptate ale fabricilor de producție, siguranță mai mare a instalației
- Creșterea timpului de funcționare, creșterea duratei de viață a fabricii, în general
- Optimizarea gestionării pieselor de schimb
- Management mai eficient al personalului
- Minimizarea accidentelor
Pe ce se bazează monitorizarea condițiilor de funcționare?
Senzorii pot fi utilizați pentru a monitoriza activele și mașinile într-o varietate de moduri pentru a identifica problemele și sursele de eroare într-un stadiu incipient. Caracteristicile cheie ale senzorilor de întreținere bazați pe starea de funcționare includ:
Analiza și diagnosticarea vibrațiilor: Senzorii de vibrații sunt utilizați pentru a monitoriza axele și rulmenții pe mașinile rotative;
Detectarea particulelor în fluidele hidraulice (analiza stării uleiului): Compoziția lubrifianților poate fi scanată cu un microscop electronic. Acest lucru vă permite să asigurați buna funcționare a mașinilor și să comandați noi materiale în timp util;
Monitorizare termică în infraroșu (termografie în infraroșu): Dezvoltarea excesivă a căldurii poate fi un semn de defecțiune a componentelor, în special a cablurilor și contactelor electrice. Senzorii cu infraroșu sau termografici pot fi utilizați pentru a detecta abaterile în generarea de căldură;
Monitorizare acustică (ultrasunete și emisie acustică): Dispozitivele digitale cu ultrasunete pot măsura semnale de înaltă frecvență pe rulmenți și le pot evalua ca semnale acustice. Acest lucru face posibilă prezicerea frecării și a defectelor lagărelor de mișcare, ceea ce este deosebit de important pentru aplicații mecanice de mare viteză și cu fluide de înaltă presiune;
Senzori de stare a uleiului: Senzorii sunt utilizați pentru a efectua analiza spectrografică a uleiului din punct de vedere al compoziției, pentru a identifica contaminarea critică. În funcție de tipul de particule contaminante, este chiar posibil să se determine cauzele și să se inițieze contramăsuri adecvate.
Cum sunt utilizați senzorii în managementul condițiilor de funcționare?
Monitorizarea eficientă a stării de funcționare necesită monitorizarea mașinilor și a diferitelor componente fizice ale acestora prin intermediul datelor senzoriale. Acestea pot include vibrații, presiune, temperatură și utilizarea de senzori cu efect Hall, precum și camere cu infraroșu.
Acest lucru are ca rezultat numeroase aplicații posibile. Sunt enumerate mai jos câteva exemple tipice:
Stivuitoare și mașini de turnat prin injecție: Senzorii controlează compoziția chimică a uleiului hidraulic;
Centrifuge: Senzorii monitorizează vibrația, viteza și viteza de rotație a axei de rotație, pentru a raporta posibile defecțiuni în cazul abaterilor;
Mașini de ambalat: monitorizarea stării de funcționare face apel la senzori de presiune și debit pentru a verifica consumul de aer, presiunea de funcționare și funcția axelor sistemului de antrenare servo-pneumatic;
Compresoare cu piston: Senzorii de accelerație și deplasare măsoară vibrațiile absolute la capetele de cilindru, detectând orice uzură a materialului;
Unități de răcire: Senzorii de temperatură pentru medii lichide sau gazoase oferă valori de măsurare pentru controlul temperaturii în circuitul de răcire.
Senzorii
Aurocon COMPEC oferă o gamă largă, de la tipuri de senzori de uz general, până la modele RFID și IO-Link. Gama RS include soluții de senzori de înaltă performanță și de înaltă precizie pentru detectare și măsurare, automatizare inteligentă și monitorizare de precizie.
Ce senzori sunt disponibili în această gamă?
Un senzor este capabil să detecteze și să măsoare diferite tipuri de energie și să o transforme într-o ieșire care poate fi citită și, ca atare, este disponibil în tipuri distincte pentru scopuri de măsurare distincte, cum ar fi:
Senzori termici – adesea cunoscuți ca senzori de temperatură, aceștia pot fi setați pentru a măsura o anumită temperatură sau o gamă de temperaturi. Ei sunt, adesea, utilizați pentru conformitatea cu mediul și pot fi o componentă cheie a aplicațiilor cu senzori de umiditate, cum ar fi unitățile de aer condiționat.
Senzori de proximitate – Senzorii de mișcare pot funcționa ca senzori cu ultrasunete, care folosesc unde sonore pentru a determina apropierea de obiecte. Senzorii capacitivi de proximitate folosesc unde electromagnetice pentru a determina proximitatea obiectelor metalice și sunt utilizați frecvent în mediile de siguranță alimentară.
Senzori de debit – acești senzori sunt pentru măsurarea curgerii fluidului.
Senzori de presiune – pentru detectarea presiunii fizice a gazului sau fluidelor, acești senzori pot fi utilizați în aplicații pneumatice și hidraulice.
Senzori fotoelectrici – denumiți, adesea, senzori optici, senzorii fotoelectrici folosesc un fascicul de radiații electromagnetice pentru a detecta prezența și locația unui obiect. Sunt disponibili ca senzori cu fascicul transversal, senzori retro-reflectorizanți și senzori difuzi.
Senzori de lumină și culoare – adesea un tip de senzor optic, care funcționează prin proiectarea luminii și măsurarea radiației reflectate, senzorii de lumină și culoare pot determina cu precizie o culoare sau o nuanță sau absența acesteia. Senzorii de intensitate a luminii și de culoare sau de contrast sunt adesea utilizați în mașinile de automatizare și control.
Senzori de mișcare − o categorie largă de senzori utilizați pentru a detecta mișcarea, adesea prin lumină infraroșie, cum ar fi senzorii PIR.
Ce sunt senzorii inteligenți?
Pe măsură ce Industrie 4.0 și Internetul Lucrurilor (IoT) revoluționează și conduc la progresul sistemelor automatizate, este nevoie de utilizarea unor senzori inteligenți. IO-Link este un standard global de rețea recunoscut pentru senzori, care permite mașinilor de la diferiți producători să comunice între ele. Senzorii inteligenți realizează aceleași aplicații de măsurare ca senzorii obișnuiți, cu control suplimentar prin capabilități inteligente, cum ar fi auto-identificare, testare, validare și învățare. Acestea ajută la furnizarea de date în timp real, la stabilirea comunicației între mașini și la reacția pe cont propriu pentru a diagnostica și corecta problemele pentru a îmbunătăți eficiența.
Aplicații cu relee de monitorizare
Aceste relee monitorizează funcțiile mașinii și declanșează un întrerupător atunci când detectează o defecțiune.
Cele mai uzuale aplicații de monitorizare pentru relee includ:
- Monitorizarea tensiunii
- Monitorizarea fazelor
- Monitorizarea temperaturii
- Monitorizarea curentului
- Monitorizarea frecvenței
- Monitorizarea vitezei
- Monitorizare RPM
Releu special cu un termistor pentru a detecta temperatura unui motor.
Ce sunt releele de monitorizare?
Releele de monitorizare sunt dispozitive electrice, sunt utilizate pentru a monitoriza diferiți parametri dintr-un sistem de alimentare, cum ar fi tensiunea, curentul, temperatura și frecvența și pentru a declanșa o alarmă sau o acțiune dacă valorile depășesc un prag prestabilit. Acestea au fost create pentru a detecta condiții anormale de funcționare într-un sistem și pentru a alerta operatorii sau pentru a lua măsuri corective pentru a preveni deteriorarea echipamentului sau rănirea personalului. Există multe tipuri de relee de monitorizare, fiecare proiectat pentru a monitoriza un anumit parametru. De exemplu, un releu de monitorizare a tensiunii este utilizat pentru a monitoriza nivelurile de tensiune dintr-un circuit și pentru a declanșa o alarmă sau o acțiune dacă nivelurile de tensiune depășesc un prag prestabilit. Similar, un releu de monitorizare a curentului este utilizat pentru a monitoriza nivelurile de curent dintr-un circuit și pentru a declanșa o alarmă sau o acțiune dacă nivelurile de curent depășesc un prag prestabilit. Releele de monitorizare sunt utilizate, în general, în aplicații industriale, cum ar fi fabricile de producție și centrele de date. Ele pot fi, de asemenea, utilizate în medii rezidențiale sau comerciale pentru a monitoriza sistemele și echipamentele electrice. Pe lângă parametrii de monitorizare, unele relee de monitorizare au și capabilități de comunicare încorporate, permițându-le să trimită alerte sau date către un sistem de monitorizare de la distanță sau către un operator. Acest lucru poate ajuta operatorii să identifice rapid problemele și să ia măsuri corective, îmbunătățind fiabilitatea sistemului și reducând timpul de nefuncționare.
Unde sunt utilizate releele de monitorizare?
Releele de monitorizare sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații în care este importantă monitorizarea și protejarea sistemelor și echipamentelor electrice. Controlul motorului: releele de monitorizare sunt utilizate, tipic, pentru a proteja motoarele de daune cauzate de suprasarcini, pierderi de fază sau dezechilibru de fază. De asemenea, pot monitoriza temperatura motorului și pot declanșa o alarmă sau o acțiune dacă se depășește un prag prestabilit. Distribuția energiei: releele de monitorizare sunt utilizate în sistemele de distribuție a energiei pentru a monitoriza nivelurile de tensiune și curent și pentru a declanșa alarme sau acțiuni dacă depășesc un prag prestabilit. Acest lucru poate ajuta la prevenirea deteriorării echipamentelor și la asigurarea că energia este distribuită în siguranță și eficient. HVAC: releele de monitorizare sunt utilizate în sistemele de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC) pentru a monitoriza temperatura și umiditatea și pentru a declanșa alarme sau acțiuni dacă depășesc un prag prestabilit. Acest lucru poate ajuta la asigurarea că sistemele HVAC funcționează eficient. Iluminat: releele de monitorizare sunt utilizate în sistemele de iluminat pentru a monitoriza nivelurile de tensiune și curent și pentru a declanșa alarme sau acțiuni dacă acestea depășesc un prag prestabilit. Acest lucru poate ajuta la prevenirea deteriorării corpurilor de iluminat și la asigurarea că sistemele de iluminat funcționează în siguranță și eficient. Energie regenerabilă: releele de monitorizare sunt utilizate în sistemele de energie regenerabilă, cum ar fi energia solară și eoliană, pentru a monitoriza nivelurile de tensiune, curent și frecvență și pentru a declanșa alarme sau acțiuni dacă depășesc un prag prestabilit. Acest lucru poate ajuta la asigurarea că sistemele de energie regenerabilă funcționează în siguranță și eficient.
Sisteme de monitorizare complete de tip End-to-End cu sisteme de monitorizare a condiției de funcționare
Sistemele de monitorizare a condiției de funcționare (CMS) nu numai că evaluează datele mașinii, dar pot, de asemenea, colecta, alinia și prelua date la nivel central de pe orice dispozitiv final. De exemplu, o companie poate furniza angajaților săi date specifice cererii privind starea mașinilor individuale (întreținere), informații despre întregul proces de producție (managementul proceselor) sau evaluări ale cauzelor defecțiunilor și statisticilor daunelor (managementul calității). Pe lângă datele mașinii, puteți integra managementul clădirii și monitoriza temperaturile din încăperile de producție sau starea ușilor de securitate, cu scopul de a optimiza sistematic întregul proces de producție.
Sisteme CMS fără fir
Dezvoltarea rețelelor prin Internetul industrial al lucrurilor (Industry 4.0) creează noi posibilități în managementul proceselor companiilor industriale, cum ar fi digitalizarea, monitorizarea și evaluarea de la un capăt la altul a instalațiilor de producție (Mentenanță 4.0).
Produsele, procesele și mijloacele de producție sunt echipate cu senzori inteligenți și transmit date wireless. Înseamnă că orice deteriorare a cablurilor nu poate afecta evaluarea datelor și nu mai trebuie să instalăm sau să punem cabluri suplimentare în zonele de producție aglomerate. Senzorii echipați cu tehnologii wireless pot fi atașați direct la o mașină, de exemplu, cu datele de vibrație transmise wireless către o unitate de evaluare.
Monitorizarea viitorului: cât de mult este necesar, cât de puțin posibil
Măsura în care monitorizarea stării de funcționare ar trebui utilizată pentru a face o actualizare utilă depinde de ceea ce dorește o companie să realizeze cu achiziția de date în timp real. Controlul electronic complet al mașinilor și sistemelor este costisitor și ar trebui, teoretic, să fie eficient numai pentru giganții industriali. Cu toate acestea, companiile mici și mijlocii nu ar trebui să fie lipsite de monitorizarea condiției de funcționare. În schimb, ar trebui să o implementeze într-un cadru bazat pe date, care li se potrivește, astfel încât să poată rămâne competitivi și orientați spre viitor. Pentru a evalua ce mașini sau active necesită monitorizare, acestea sunt împărțite în diferite clase. În funcție de scop − timpii de nefuncționare, efortul de reparație, disponibilitatea pieselor de schimb, starea generală și aspectele de siguranță − mașinile pot fi prioritizate după importanța lor pentru procesul de producție și determinăm intensitatea controlului. Apoi se poate propune o strategie de întreținere individuală, rentabilă.
Componente critice: Mașinile care sunt indispensabile procesului de producție trebuie monitorizate constant și proactiv.
Componente esențiale: mașinile necritice, care sunt importante, dar fără de care procesul de producție poate încă funcționa, pot fi monitorizate din punct de vedere al condiției de funcționare.
Componente standard: pentru mașinile și componentele care sunt utilizate frecvent și care pot fi ușor înlocuite sau reparate, întreținerea manuală programată este suficientă.
Ce înseamnă eficiența globală a echipamentului (OEE)?
OEE (Overall Equipment Effectiveness) este o măsură implementată de Institutul Japonez de întreținere a instalațiilor. Aceasta măsoară valoarea adăugată a unei fabrici de producție și ia în considerare cele mai frecvente probleme de productivitate, cum ar fi pierderile de timp de nefuncționare, pierderile de putere și pierderile de calitate. Calculul OEE, precum și monitorizarea și îmbunătățirea acestuia, face parte din monitorizarea stării de funcționare și este strâns legată de control. Acesta poate ajuta la analiza aspectelor relevante ale costurilor, cum ar fi productivitatea, profitabilitatea și eficacitatea generală și le poate face comparabile la nivelul general al companiei, ținând cont de întregul proces de producție. Valoarea OEE este între 0 și 1 sau 0% și 100%.
Calculul OEE: acesta este o măsură dată în procente (%) a valorii adăugate a fabricii. Calculul costă din:
▶ Grad de utilizare × gradul de eficiență × gradul de calitate = OEE
▶ Grad de utilizare = timp de operare / timp de producție planificat
▶ Grad de eficiență = cantitate de producție / cantitate de producție planificată
▶ Grad de calitate = produse fără probleme / cantitate de producție
În viitor, serviciile de control de la distanță vor juca un rol din ce în ce mai important. Cu sistemele care devin din ce în ce mai complexe, cunoștințele specifice de depanare cresc și ele. Utilizând aplicații speciale, producătorii pot evalua direct erorile detectate de sistemul de monitorizare și, dacă este necesar, le pot rezolva de la distanță și automat. Acest lucru reduce și mai mult efortul de monitorizare, dar necesită acces de la distanță de către terți la datele sensibile. Pentru a vă proteja împotriva accesului neautorizat, sunt necesare măsuri suplimentare de securitate IT.
Autor: Bogdan Grămescu
Aurocon Compec – https://www.compec.ro
