La tecnología de mantenimiento predictivo (PdM) que utiliza el análisis de datos y el aprendizaje automático (ML) juega un papel crucial en la industria 4.0, ya que permite la gestión proactiva del dispositivo, la optimización de la eficiencia, la programación del mantenimiento y la minimización del tiempo de inactividad, garantizando una mayor sostenibilidad.La recopilación oportuna y precisa de datos es la clave para implementar con éxito el PdM.
La fuente de alimentación puede monitorear el voltaje de corriente continua (VDC) y la corriente (IDC), la corriente de pico (IPEAK), el tiempo de funcionamiento y el tiempo de reemplazo.Es necesario utilizar un monitor de estado del motor para monitorear parámetros como la vibración, temperatura, corriente y resistencia al aislamiento (falta de tierra).
Muchos dispositivos, como los paneles de control de alto voltaje, los transformadores de potencia, los equipos hidráulicos, los motores y rodamientos, las cajas de cambios, etc., requieren dispositivos de monitoreo del estado térmico,y todas estas fuentes de energíaLos motores y los dispositivos de monitoreo térmico necesitan enviar datos a través de la tecnología de conexión Ethernet/IP o Modbus TCP para el análisis en tiempo real.
Este artículo presenta brevemente el PdM y sus numerosas ventajas, así como la forma de integrarlo en la arquitectura del sistema de la Industria 4.0.profundizar en los numerosos dispositivos y software de PdM proporcionados por OmronFinalmente, explorar cómo utilizar la inteligencia artificial (IA) para optimizar el rendimiento de PdM.
El MDP es uno de los tres métodos para el mantenimiento de los equipos y las instalaciones.Este enfoque se sitúa entre el mantenimiento reactivo y el mantenimiento preventivo (gráfico 1)Una consideración clave a la hora de elegir entre estas tres opciones es cómo equilibrar la importancia relativa entre los costes medioambientales y los costes comerciales.
El PdM está entre el mantenimiento reactivo y el mantenimiento preventivo.
Figura 1: El PdM se sitúa entre el mantenimiento reactivo y el mantenimiento preventivo, equilibrando los factores empresariales y ambientales. (Fuente de imagen: Omron)
El mantenimiento reactivo consiste en hacer frente a los fallos después de que ocurran, lo que aumenta los costos ambientales y comerciales.El mantenimiento preventivo identifica las fallas inminentes mediante inspecciones manuales periódicas, dando prioridad a los costes medioambientales más bajos, pero esto puede dar lugar a un tiempo de inactividad prolongado de los equipos y a gastos comerciales excesivos.Este método de mantenimiento se considera otra forma de mantenimiento reactivo, impulsados por planes preestablecidos y subjetivos en lugar de fallas directas del equipo.
La aparición de sensores avanzados y herramientas de IA y ML ha impulsado el desarrollo de la tecnología PdM. Esta tecnología puede utilizar medios tecnológicos para equilibrar los costos ambientales y comerciales.
Flexible y escalable
La tecnología PdM no es una opción única. La tecnología PdM tiene escalabilidad y flexibilidad, adecuada para el monitoreo centralizado de equipos críticos individuales, equipos múltiples,o toda la instalaciónDe esta manera, las empresas pueden comenzar a implementar PdM a pequeña escala y expandirse gradualmente, minimizando al máximo los paros de producción causados por la modernización de las instalaciones existentes.
La solución tecnológica escalable se implementa mediante la compatibilidad con múltiples componentes, incluidos sensores, unidades de monitoreo,y controladores que se pueden ampliar y acceder de acuerdo con los requisitosEl uso de protocolos de comunicación industriales como Ethernet/IP y Modbus TCP simplifica la integración con los sistemas existentes y admite múltiples características mejoradas.como la monitorización remota simultánea de varios dispositivos.
Utilizar el software escalable correspondiente para el análisis de datos y gestionar equipos desde diferentes ubicaciones en el centro de control centralizado de la oficina o el sitio del taller.
Estas soluciones pueden integrarse con equipos existentes sin necesidad de reparaciones importantes, lo que mejora la flexibilidad.como alimentos y bebidas, automoción, fabricación de equipos médicos, semiconductores y electrónica, militar y aeroespacial, logística y almacenamiento, etc.
Esta flexibilidad está respaldada por una amplia gama de dispositivos PdM, que cubren soluciones multidimensionales como el monitoreo de la potencia, las condiciones de funcionamiento del motor (corriente, vibración, temperatura,resistencia al aislamiento)Además, se pueden utilizar bloques de funciones de software estándar (FB) para la recopilación, comunicación, procesamiento y análisis de datos,Configuración de alarmas y envío de notificaciones, el registro y la presentación de informes de datos, así como la implementación de análisis PdM personalizados basados en IA y ML.
Los monitores estatales sustituyen a los sensores simples
El uso de monitores de estado en lugar de sensores simples para rastrear el rendimiento del dispositivo y lograr un mantenimiento proactivo es una diferencia clave entre PdM y otros métodos.Los monitores de estado también se instalan junto con los dispositivos monitoreados.
Sin embargo, los sensores se pueden implementar a través de protocolos relativamente simples como IO Link, mientras que los monitores de estado requieren tecnologías de conexión más complejas como EtherNet / IP o Modbus TCP.Los monitores de estado pueden realizar procesamiento de datos locales y generalmente muestran estados que no están típicamente relacionados con los sensores.
A través de uno o más centros de comunicación, el monitor de estado puede conectarse a dispositivos de nivel superior, como las interfaces hombre-máquina (HMI) que permiten la visualización centralizada de datos,o a controladores lógicos programables (PLC) o sistemas de monitorización centralizados con herramientas de análisis de datos más completas (incluidas la IA y la ML) (Figura 2).
Suite de soluciones de Omron PdM que se puede implementar por separado (haga clic para agrandar)
Figura 2: El conjunto de soluciones PdM de Omron se puede implementar por separado, comenzando con el monitoreo a pequeña escala de activos críticos y expandiéndose gradualmente a todo el sitio de fabricación o logística,Proporcionar una solución integral. (Fuente de imagen: Omron)
Explora profundamente
Omron ofrece una gama de dispositivos y software PdM. Por ejemplo, la fuente de alimentación inteligente conectada a Ethernet S8VK-X puede medir múltiples parámetros de rendimiento,incluyendo Vout e Iout para el control del consumo de energía, así como IPEAK para determinar las condiciones de sobrecarga.
Este tipo de fuente de alimentación también utiliza la ecuación de Arrhenius para estimar la vida restante de los condensadores electrolíticos,que indica que por cada aumento de 10 °C en la temperatura del condensadorLa temperatura de funcionamiento real del equipo se reduce aproximadamente a la mitad.los resultados previstos se muestran en última instancia en forma de años restantes o porcentaje de la vida útil..
La potencia nominal de la fuente de alimentación S8VK-X es de 30 W a 480 W, con voltajes de salida de 5 VDC, 12 VDC y 24 VDC.como la fuente de alimentación S8VK-X48024A-EIP, que tiene un voltaje nominal de 24 VDC y una potencia de 480 W; o modelos sin pantallas integradas, como la fuente de alimentación S8VK-X03005-EIP, que tiene un voltaje nominal de 5 VDC y una potencia de 30 W.
El monitoreo del estado del motor es un aspecto importante de la tecnología PdM, y el monitor de mantenimiento del motor K6CM de Omron es adecuado para todos los tipos de bombas de agua, así como motores en HVAC, agricultura,las escaleras mecánicas, y la mayoría de otras aplicaciones motoras.
El monitor de mantenimiento del motor se puede utilizar para controlar la vibración y la temperatura, la resistencia al aislamiento y la corriente del motor.existen modelos adecuados para fuentes de alimentación de entrada trifásicas de 100 V a 240 VAC, 24 VAC o 24 VDC.
K6CM-VBMD-EIP puede controlar la vibración y la temperatura a través de 24 VAC/VDC.que consta de un sensor situado en el motor y un preamplificador que lo conecta al monitor.
The combination of K6CM-ISMD-EIP and K6CM-ISZBI52 zero current transformer (ZCT) and insulation resistance conversion (IRT) sensor operating at 24 VAC or 24 VDC voltage can monitor the health status of insulation resistanceLa función ZCT se utiliza para medir la corriente de fuga en circuitos de motor trifásicos, mientras que la función IRT se utiliza para medir la resistencia de aislamiento entre los devanados del motor y la tierra.
The combination of K6CM-CIMA-EIP with a working voltage of 100 VAC to 240 VAC and K6CM-CICB400 current sensor with a rated current of 400 A can also detect the motor status of three-phase induction motorsTambién se pueden utilizar otros modelos de sensores de corriente con un rango de corriente de 5 A a 600 A.
Estos monitores usan la tecnología de diagnóstico completa de Omron.que puede detectar condiciones anormales como bolsas de aire o contaminación del aire cuantificando la desviación entre la onda senoidal ideal y la forma de onda de corriente medidaAl analizar los componentes de frecuencia de la forma de onda de corriente medida, se pueden cuantificar las desviaciones, desequilibrios de carga o adhesión de objetos extraños.
El sistema de monitorización del estado térmico K6PM puede utilizarse para implementar la tecnología PdM en diversos equipos industriales, como paneles de control de alto voltaje, transformadores, equipos hidráulicos, centros de datos,rodamientosEl sistema incluye el controlador de imágenes térmicas K6PM-THS3232 y el sensor infrarrojo (IR) de imágenes térmicas K6PM-THMD-EIP, que puede controlar las temperaturas de 0 °C a +200 °C.
Un controlador de estado térmico K6PM puede monitorear hasta 31 sensores IR.El software también admite umbrales de alarma definidos por el usuario.