Encuentre la mejor solución para Condition Monitoring

Tradicionalmente, muchas empresas utilizan enfoques de mantenimiento reactivos o preventivos, que se traducen en elevados costes de piezas de repuesto, un uso ineficaz de los recursos de mantenimiento y, en el peor de los casos, importantes tiempos de inactividad no planificados. En cambio, la monitorización de estado adopta un enfoque más proactivo, supervisando las condiciones del equipo en busca de anomalías -como vibraciones excesivas o subidas de temperatura- y enviando alertas en cuanto se superan los umbrales. La monitorización de las condiciones también constituye la base del mantenimiento predictivo. Los datos recopilados pueden utilizarse para analizar tendencias y modelizar soluciones predictivas.

Tanto si ya tiene conocimientos y experiencia en Condition Monitoring como si está empezando a interesarse por el tema, nos gustaría presentárselo. Le proporcionaremos información para ayudarle a encontrar la mejor solución para su aplicación, incluidos los conocimientos de expertos y los detalles a los que debe prestar atención.

¿Por dónde empezar con el condition monitoring?

• Busque las máquinas que le causan más quebraderos de cabeza o que tienen un mayor impacto en sus procesos de producción cuando fallan: máquinas diferentes con tareas diferentes, en las que un fallo puede provocar una parada de la producción o productos dañados.

• Piense dónde, cuándo y cómo pueden fallar los equipos. Piense en sus propias experiencias, pregunte a socios con máquinas similares o póngase en contacto con su proveedor de equipos para definir las fuentes y tipos de fallo más comunes.

• Analice qué partes de la máquina corren riesgo de fallo. Las piezas móviles son potencialmente las más susceptibles. Para muchas máquinas, esto incluye motores, engranajes, ventiladores, bombas, cojinetes, cintas transportadoras y ejes.

• Considere qué debe medirse. La vibración, por ejemplo, es una de las mediciones más habituales y suele comprobarse junto con la temperatura y la humedad. En algunas máquinas también hay que tener en cuenta la presión, el caudal o la tensión.

• Cuestione el programa de mantenimiento actual de cada máquina y considere los costes y beneficios de los distintos enfoques de mantenimiento. En algunos casos, puede ser conveniente hacer funcionar una aplicación no crítica y de poco valor hasta que se averíe. En otros casos, sin embargo, puede merecer la pena invertir en monitorización de estado o mantenimiento predictivo para evitar el costoso fallo de una máquina crítica para el sistema.

• Empiece poco a poco con la monitorización del estado de una o dos máquinas y amplíela cuando haya aprendido lo que funciona y lo que no en su empresa. La implantación de un sensor de bajo coste que pueda integrarse fácilmente en las arquitecturas de control existentes o instalarse posteriormente de forma independiente es, sin duda, un buen punto de partida.

¿Qué datos necesita?

Los datos que deben recopilarse para la monitorización de estado dependen de cada aplicación, ya que los distintos componentes de la máquina tienen diferentes modos de fallo e indicadores. Por ejemplo, el aumento de las vibraciones y la temperatura pueden ser indicadores precoces de problemas en equipos móviles, mientras que los cambios en la presión y el caudal son indicadores fiables de fallos en sistemas de transmisión de fluidos. Una vez que conozca los indicadores adecuados, seleccione los sensores apropiados. A continuación, estos sensores transmiten los datos y permiten que el controlador, el sistema de supervisión o la nube utilicen los datos de supervisión de estado en tiempo real de los sensores a la misma velocidad que los datos de proceso primarios.

De acuerdo con nuestro caso de uso, hemos enumerado los cuatro indicadores más comunes captados durante la monitorización de estado y los hemos relacionado con el impacto correspondiente en las máquinas:

Los indicadores del estado de la máquina, como la vibración, la temperatura, la presión o el caudal, pueden identificarse mediante diversos sensores. La selección del sensor óptimo depende del equipo que se vaya a supervisar, de otras características que deban detectarse, de la relación presupuesto/coste-beneficio y del planteamiento de mantenimiento. En algunos casos, un sensor específico de monitorización de estado puede ser la elección correcta. En otros, la solución más eficaz y rentable es un sensor multifunción capaz de realizar tanto tareas de Condition Monitoring como de medición estándar.

¿Dónde se necesitan los datos y cómo se obtienen?

Los datos de monitorización de estado pueden recopilarse y transmitirse de distintas formas, en función de dónde se necesiten:

1. Los datos deben estar disponibles en el PLC o en el sistema de control de la máquina.
En el control de la producción y la automatización, el controlador lógico programable (PLC) sigue siendo una herramienta indispensable. Si se necesitan datos de supervisión de estado en el PLC, una arquitectura de control IO-Link convencional se considera el mejor enfoque. Por una sencilla razón: 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 personalizado el código del PLC, la unidad de control 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 transferirse a sistemas de supervisión o a la nube para su almacenamiento y análisis en profundidad.

2. los datos deben estar disponibles en una unidad de control especial o en la pasarela
Un kit de herramientas de monitorización de estado (CMTK) puede recopilar y procesar datos de sensores como un sistema autónomo realizando visualizaciones, alarmas y análisis sencillos. Puede instalarse fácilmente en máquinas existentes, conectarse y ponerse en funcionamiento, y visualiza los datos sin interferir con el sistema de control de máquinas existente. Su software está preinstalado en la unidad base y se utiliza para establecer y supervisar valores umbral y enviar alertas cuando se superan dichos valores. Un extra bienvenido: las conexiones 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 deben estar disponibles en edge gateways o en la nube
La ventaja clave de una pasarela de borde IIoT es su capacidad para procesar y almacenar grandes cantidades de datos rápidamente con el fin de utilizar aplicaciones en tiempo real de manera eficiente. Una pasarela de borde IIoT suele situarse en el borde de la red y recopila todos los datos de los sensores, ya sea directamente de los sensores o del PLC o controlador dedicado. No solo se encarga de filtrar toda la información relevante e importante y de procesar grandes cantidades de datos en la red, sino también de transmitirlos a varias redes de comunicación, ya sean locales o basadas en la nube. Para que estos datos puedan utilizarse en muchas plataformas de software diferentes.

Kit de herramientas de Condition Monitoring frente al maestro IO-Link

El kit de herramientas de Condition Monitoring (CMTK) y el maestro IO-Link son pasarelas que registran los datos de los sensores y los reenvían a los controladores de las máquinas, los sistemas de supervisión o la nube. Un maestro IO-Link se considera una buena opción para instalaciones nuevas que incluyen IO-Link o cuando se necesitan datos en el PLC o el controlador de la máquina. El CMTK es una solución excelente para sistemas ya instalados o en los que es difícil cambiar la arquitectura de control existente. El CMTK también ha demostrado su valía cuando se requieren herramientas de visualización integradas o cuando los datos deben estar disponibles en la nube.

¿Cómo se definen los valores límite correctos?

En general, los límites de alarma deben basarse en la aplicación específica y en todos los factores externos relevantes. Sin embargo, hay varias formas de definir estos límites. En el caso de las vibraciones, por ejemplo, puede utilizar su experiencia pasada, debatir con expertos o incluso consultar directrices como la norma ISO para vibraciones. Las vibraciones son uno de los indicadores más importantes del estado de una máquina y permiten detectar fallos en una fase temprana, antes de que causen daños o averías. Sin embargo, la mayoría de los clientes no saben con qué valor empezar. Esperan una línea de base aproximada que luego puedan ajustar.

Una forma de determinar estos valores de referencia y el mejor lugar para montar el sensor de vibraciones es contratar a un experto en vibraciones. La ventaja: una configuración adecuada por parte de especialistas puede garantizar que los datos se capturan de forma fiable y acelera el desarrollo de un proceso de monitorización de estado. Como alternativa, puede utilizar las tablas de líneas de base ISO normalizadas para definir sus propias líneas de base y las mejores posiciones de montaje para sus sensores. En general, estos gráficos indican la vibración de la línea de base normalizada y el mejor lugar para montar el sensor en función del tipo de máquina. Pueden utilizarse otros tipos de datos de forma similar. También puede ponerse en contacto con nosotros y juntos encontraremos la solución adecuada.

Otro enfoque es hablar con colegas, empresas asociadas o proveedores de equipos sobre su experiencia y recomendaciones para establecer límites para aplicaciones similares. Aunque este enfoque puede ser rentable, tiene un inconveniente: otras máquinas y aplicaciones no proporcionan necesariamente buenos valores de referencia para su aplicación.

También existen directrices de referencia ISO normalizadas. Para máquinas rotativas con una potencia superior a 15 kW y un rango de velocidad entre 120 rpm y 30.000 rpm, por ejemplo, suele aplicarse la norma ISO 20816-03 sobre vibraciones. Este tipo de directrices son muy prácticas y facilitan el establecimiento de valores límite en la práctica.

¿Cómo se analizan los datos?

Dependiendo de la pasarela elegida, los datos pueden procesarse y analizarse de varias formas.

Un maestro IO-Link forma parte de una arquitectura de control tradicional en la que los sensores se configuran con herramientas de configuración IO-Link. Los datos de los sensores recogidos y transmitidos por el maestro se almacenan y analizan en el PLC, el controlador de la máquina o el sistema de supervisión. Con este enfoque, los usuarios deben crear sus propias alarmas, visualizaciones y análisis. Para ello, existen diversas herramientas de software de terceros, que van desde la creación de sencillos cuadros de mando hasta sofisticadas herramientas de monitorización de estado y análisis predictivo.

Nuestro kit de herramientas de monitorización de condiciones dispone de funciones de análisis que permiten al usuario establecer valores límite directamente a través de la interfaz de usuario. Las alertas pueden recibirse en el cuadro de mandos o por correo electrónico, mientras que las señales de advertencia de los sensores pueden enviarse a través de MQTT. Todos los datos recopilados están disponibles para su posterior procesamiento, y el sistema incluye soluciones personalizadas y herramientas de análisis, incluidas funciones sencillas de aprendizaje automático. Otro punto a favor: los datos de Condition Monitoring también pueden transferirse a otros sistemas y analizarse con más detalle mediante software de terceros.

Temas y productos relacionados con Condition Monitoring

Encontremos juntos la mejor solución para su aplicación

Póngase en contacto con nosotros y uno de nuestros expertos en soluciones y productos se pondrá en contacto con usted lo antes posible para hablar de su aplicación concreta.