Encuentra la mejor solución de Monitoreo de Condiciones

Tradicionalmente, muchas empresas utilizan enfoques de mantenimiento reactivo o predictivo, que pueden incurrir en elevados costos de piezas de repuesto, un uso ineficaz de los recursos de mantenimiento y, lo que es peor, importantes tiempos de inactividad no planificados. EL monitoreo de condiciones adopta un enfoque más proactivo del mantenimiento, supervisando las condiciones de los equipos en busca de anomalías, como vibraciones excesivas o aumentos de temperatura, y enviando alarmas cuando se superan los umbrales. El monitoreo de condiciones también constituye la base del mantenimiento predictivo. Los datos recopilados pueden utilizarse en el análisis de tendencias y el modelado de soluciones predictivas.

Tanto si ya se tiene conocimientos y experiencia en monitorización de condiciones como si acaba de empezar, nos gustaría ayudarte a aprender más. Estamos aquí para proporcionarte información para encontrar la mejor solución para su aplicación, incluidos los conocimientos de expertos y las ideas sobre lo que debes de  buscar.

¿Por dónde empezar? 

• Busca las máquinas que te causen más frustración o que puedan tener un mayor impacto en tu producción si fallan. Puede tratarse de máquinas diferentes con tareas distintas en las que un daño provocaría pérdidas de producción o productos dañados.

• Ten en cuenta dónde, cuándo y cómo pueden fallar los equipos. Recurre a su propia experiencia, pregunta a socios con máquinas similares o incluso al proveedor de equipos para que te ayuden a determinar los puntos y modos de fallo más habituales.

• Analiza qué partes de la máquina fallan. Las piezas móviles tienen el mayor potencial de fallo. En muchas máquinas, se trata de motores, cajas de engranajes, ventiladores, bombas, rodamientos, cintas transportadoras y ejes.

• Considera qué medir. La vibración es una medición habitual y suele evaluarse en combinación con la temperatura y la humedad. En algunas máquinas debe medirse la presión, el caudal o el amperaje/tensión.

• Cuestiona el programa de mantenimiento actual de cada máquina y considera los costes/beneficios de los distintos enfoques de mantenimiento. En algunos casos, puede estar bien dejar que un activo no crítico y de poco valor funcione hasta averiarse, mientras que en otros puede merecer la pena invertir en monitorización del estado o mantenimiento predictivo para evitar que una máquina crítica sufra una avería costosa.

• Empieza poco a poco con la monitorización del estado de una o dos máquinas y amplía el sistema una vez hayas aprendido lo que funciona y lo que no en tu empresa. Utilizar un sensor de bajo coste, que puede integrarse fácilmente en las arquitecturas de control existentes o añadirse externamente, también es una buena forma de empezar.

¿Qué datos necesito?

Los datos de monitorización de estado que deben recopilarse dependen de cada aplicación, ya que los distintos componentes de las máquinas fallan de formas diferentes y presentan distintos indicadores de fallo. El aumento de las vibraciones y la temperatura puede ser un indicador precoz de avería en los equipos móviles, mientras que los cambios de presión y caudal pueden ser mejores indicadores de daño en los sistemas de transmisión de fluidos. Una vez conocidos los indicadores adecuados, se pueden seleccionar los sensores correspondientes. A continuación, estos sensores transmitirán los datos y permitirán que el controlador, el sistema de supervisión o la nube utilicen los datos de monitorización de estado en tiempo real con la misma rapidez con la que utilizan los datos de proceso primarios de un sensor. 

De acuerdo con nuestro ejemplo de aplicación, hemos enumerado aquí cuatro indicadores que se recogen con frecuencia en el monitoreo de condiciones  con los correspondientes efectos en las máquinas:

Los indicadores del estado de la máquina, como la vibración, la temperatura, la presión o el caudal, pueden detectarse mediante diversos sensores. La selección del sensor óptimo  depende del equipo que se supervise, de otros atributos que se detecten, de la relación presupuesto/coste/beneficio y del enfoque de mantenimiento. En algunos casos, la elección correcta puede ser un sensor de monitorización de estado dedicado y de una sola función. En otros casos, un sensor multifunción que pueda realizar tanto tareas de control de estado como de detección estándar puede ser una solución eficaz y rentable.

¿Dónde necesito los datos y cómo llegan hasta allí?

Los datos de monitorización del estado de los sensores pueden recopilarse y transmitirse de varias formas, en función de dónde se necesiten:

1. Datos que deben estar disponibles en el PLC o sistema de control de máquinas
En el control de fabricación y automatización, el controlador lógico programable (PLC) es una herramienta esencial. Si los datos de monitorización de estado se requieren en el PLC, una arquitectura de control IO-Link tradicional es el mejor enfoque. El PLC ya está integrado en la máquina, y los sensores de monitorización de estado pueden conectarse al sistema a través de maestros IO-Link . Una vez modificado el código del PLC, el controlador puede utilizarse como un dispositivo todo en uno para el procesamiento de la máquina y la monitorización del estado. Además, los datos de estado pueden transmitirse a sistemas de supervisión o a la nube para el almacenamiento de datos y un análisis más profundo.

2. Los datos deben estar disponibles en un controlador/pasarela especializado.   
Un kit de herramientas de monitorización de estado (CMTK) puede recopilar y procesar datos de sensores como un sistema independiente y autónomo que realiza funciones de visualización, alarma y análisis sencillo. El CMTK se adapta fácilmente a las máquinas instaladas, sin afectar al sistema de control de máquinas existente, y ofrece una puesta en marcha plug-and-play del sistema y la visualización de los datos. El software está preinstalado en la unidad base y se utiliza para establecer y supervisar los valores umbral; se envían avisos cuando se superan estos valores. Y los puertos de red LAN permiten la conexión opcional a otros sistemas y a la nube, así como la supervisión remota desde cualquier lugar.

3. Los datos estarán disponibles en edge gateway/ cloud
El mayor beneficio de una pasarela de borde IIoT es la capacidad de procesar y almacenar grandes cantidades de datos rápidamente, lo que permite a las aplicaciones en tiempo real utilizar esos datos de manera eficiente. Una pasarela de borde IIoT suele situarse en el extremo o borde de la red y recopila todos los datos de los sensores, ya sea directamente de los sensores o del PLC o controlador especializado. Dado que habrá una gran cantidad de datos procedentes de todos los sensores de la red, parte de la configuración de la pasarela de borde consiste en filtrar la información relevante e importante y procesar esta enorme cantidad de datos. La pasarela  también proporciona una traducción a diferentes redes de comunicaciones, ya sean locales o basadas en la nube, de modo que los datos puedan utilizarse a través de muchas plataformas de software diferentes.

Condition Monitoring Toolkit vs. Maestro IO-Link

Los maestros Condition Monitoring Toolkit (CMTK) y IO-Link son pasarelas  que toman los datos de los sensores y los comunican a controladores de máquinas, sistemas de supervisión o la nube. Un maestro IO-Link es una buena opción para instalaciones nuevas que incluyan IO-Link o para cuando se necesiten los datos en el PLC o el controlador de la máquina. El CMTK es una excelente solución complementaria para sistemas ya instalados o cuando resulta difícil cambiar la arquitectura de controles existente. También es una buena solución cuando se desean herramientas de visualización integradas o cuando se necesitan datos en la nube.

¿Cómo establezco los valores límite correctos?

Los límites de alarma deben fijarse en función de la aplicación específica y de los factores externos pertinentes. Sin embargo, hay varias formas de abordarlos. En el ejemplo de la vibración, se puede utilizar la experiencia del pasado, discutir con expertos, o incluso utilizar la ayuda de directrices como la norma ISO para la vibración. La vibración es uno de los parámetros más importantes para medir la salud de las máquinas, ya que permite detectar posibles fallos antes de que causen daños o averías. La mayoría de los clientes no saben por dónde empezar. Quieren una línea de base para empezar a supervisar las máquinas y luego ajustarlas a su caso de uso.

El enfoque consiste en contratar a un experto en vibraciones para determinar la línea de base y la mejor ubicación para montar el sensor de medición de vibraciones. Una configuración adecuada por parte de un experto puede garantizar la obtención de datos fiables y puede acelerar el proceso de desarrollo de un proceso de monitorización de estado. También se puede optar por utilizar las tablas estandarizadas de líneas de base ISO para determinar tus propias líneas de base y las mejores posiciones de montaje para tus sensores. Por lo general, las tablas muestran las diferentes normas de gravedad para las distintas clases de máquinas. Estas normas detallan la vibración de línea de base y muestran el mejor lugar para montar el sensor en función del tipo de máquina. Puedes proceder de forma similar para los demás tipos de datos. O ponerse en contacto con nosotros y encontraremos juntos la solución .

Otro enfoque consiste en hablar con colegas, empresas asociadas o proveedores de equipos para conocer su experiencia y sus recomendaciones a la hora de establecer límites para equipos y aplicaciones similares. Este enfoque puede ser de bajo coste, pero puede que otras máquinas y aplicaciones no sean buenos puntos de referencia para tu equipo.

Y luego están las directrices de referencia normalizadas de ISO, que pueden utilizarse para determinar tus propias líneas de referencia y las mejores posiciones de montaje para tus sensores. Para la maquinaria industrial rotativa de uso general con una potencia superior a 15 kW y un rango de velocidad entre 120 r/min y 30.000 r/min, se utiliza habitualmente la especificación sobre vibraciones ISO-10816-3. Estas directrices resultan muy prácticas y facilitan el establecimiento de los límites de en la práctica. Para más información sobre el uso de las directrices ISO con el Balluff Condition Monitor (BCM), consulte aquí C .

¿Cómo puedo analizar los datos? 

Los datos pueden procesarse y analizarse de varias formas distintas, y la selección de una pasarela puede influir en ello.

El maestro IO-Link forma parte de una arquitectura de controles tradicional , y los sensores se configuran mediante herramientas de configuración IO-Link. Los datos de los sensores recopilados y transmitidos por el maestro deben almacenarse y analizarse en el PLC, el controlador de la máquina o el sistema de supervisión. Con este enfoque, los usuarios deben crear sus propias alarmas, visualización y análisis. Para ello, existe una gran variedad de herramientas de software de terceros , con una amplia gama de capacidades que van desde la creación de sencillos cuadros de mando hasta sofisticadas herramientas de monitorización de condiciones y análisis predictivo.

El kit de herramientas de Condition Monitoring dispone de funciones de análisis que permiten al usuario establecer valores límite directamente a través de la interfaz del kit de herramientas. Los avisos pueden recibirse dentro del cuadro de mandos o por correo electrónico, mientras que las alarmas de los sensores pueden enviarse a través de MQTT. Los datos recopilados, que son de tu propiedad, están disponibles para su posterior procesamiento, y el sistema cuenta con soluciones individuales y herramientas de análisis, incluidas capacidades sencillas de aprendizaje automático. Los datos de monitorización de estado también pueden transmitirse a otros sistemas y analizarse con más detalle mediante software de terceros.

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