A tecnologia de manutenção preditiva (PdM) que utiliza a análise de dados e o aprendizado de máquina (ML) desempenha um papel crucial na Indústria 4.0, uma vez que permite a gestão proativa do dispositivo, a otimização da eficiência, o agendamento da manutenção e a minimização do tempo de inatividade, garantindo uma maior sustentabilidade.A recolha atempada e precisa de dados é a chave para uma implementação bem-sucedida do PdM.
Os dados também precisam ter integridade. A fonte de alimentação pode monitorar a tensão de corrente contínua (VDC) e a corrente (IDC), a corrente de pico (IPEAK), o tempo de funcionamento e o tempo de substituição.É necessário utilizar um monitor de estado do motor para monitorar parâmetros como vibração, temperatura, corrente e resistência de isolamento (falha de terra).
Muitos dispositivos, tais como painéis de controlo de alta tensão, transformadores de potência, equipamentos hidráulicos, motores e rolamentos, caixas de velocidades, etc., exigem dispositivos de monitorização do estado térmico,e todas estas fontes de energia, motores e dispositivos de monitorização térmica precisam enviar dados através da tecnologia de ligação Ethernet/IP ou Modbus TCP para análise em tempo real.
Este artigo introduz brevemente o PdM e as suas numerosas vantagens, bem como a sua integração na arquitetura do sistema da Indústria 4.0.aprofundar nos numerosos dispositivos e softwares de PdM fornecidos pela OmronFinalmente, explorar como utilizar a inteligência artificial (IA) para otimizar o desempenho do PdM.
O PdM é um dos três métodos de manutenção de equipamentos e instalações.Esta abordagem situa-se entre a manutenção reativa e a manutenção preventiva (Figura 1)Uma das considerações essenciais para a escolha entre estas três opções é saber como equilibrar a importância relativa entre os custos ambientais e os custos comerciais.
PdM é entre manutenção reativa e manutenção preventiva
Figura 1: A MDP se situa entre a manutenção reativa e a manutenção preventiva, equilibrando os factores empresariais e ambientais. (Fonte da imagem: Omron)
A manutenção reativa consiste em lidar com as falhas após a sua ocorrência, o que aumenta os custos ambientais e comerciais.A manutenção preventiva identifica falhas iminentes através de inspecções manuais regulares, dando prioridade aos custos ambientais mais baixos, mas isto pode resultar em tempo de inatividade prolongado dos equipamentos e em despesas excessivas das empresas.Este método de manutenção é considerado outra forma de manutenção reativa, impulsionados por planos pré-estabelecidos e subjetivos, em vez de falhas diretas do equipamento.
O surgimento de sensores avançados e ferramentas de IA e ML impulsionou o desenvolvimento da tecnologia PdM. Esta tecnologia pode usar meios tecnológicos para equilibrar custos ambientais e comerciais.
Flexível e escalável
A tecnologia PdM não é uma opção única, pois a tecnologia PdM tem escalabilidade e flexibilidade, adequada para o monitoramento centralizado de um único equipamento crítico, vários equipamentos,ou toda a instalaçãoDeste modo, as empresas podem começar a implantar o PdM em pequena escala e expandir-se gradualmente, minimizando o máximo possível as paralisações de produção causadas pela adaptação das instalações existentes.
A solução tecnológica escalável é implementada através da compatibilidade com vários componentes, incluindo sensores, unidades de monitorização,e controladores que podem ser estendidos e acessados de acordo com os requisitosA utilização de protocolos de comunicação industriais como Ethernet/IP e Modbus TCP simplifica a integração com sistemas existentes e suporta múltiplas funcionalidades melhoradas.como a monitorização remota simultânea de vários dispositivos.
Usar software escalável correspondente para análise de dados e gerenciar equipamentos de diferentes locais no centro de controle centralizado do escritório ou no local da oficina.
Estas soluções podem ser integradas com equipamentos existentes sem necessidade de reparos importantes, melhorando a flexibilidade.como alimentos e bebidas, automóveis, fabrico de equipamentos médicos, semicondutores e electrónica, militares e aeroespaciais, logística e armazenagem, etc.
Esta flexibilidade é suportada por uma vasta gama de dispositivos PdM, que abrangem soluções multidimensionais, tais como o controlo da potência, as condições de funcionamento do motor (corrente, vibração, temperatura,resistência ao isolamento)Além disso, os blocos de funções de software padrão (FBs) podem ser utilizados para recolha, comunicação, processamento e análise de dados,Configuração de alarmes e envio de notificações, registo e reporte de dados, bem como implementação de análise PdM personalizada baseada em IA e ML.
Monitores estatais substituem sensores simples
O uso de monitores de estado em vez de sensores simples para rastrear o desempenho do dispositivo e alcançar a manutenção proativa é uma diferença fundamental entre o PdM e outros métodos.Os monitores de estado também são instalados juntamente com os dispositivos monitorados.
No entanto, os sensores podem ser implantados através de protocolos relativamente simples, como o IO Link, enquanto os monitores de estado exigem tecnologias de conexão mais complexas, como EtherNet / IP ou Modbus TCP.Os monitores de estado podem executar processamento de dados locais e normalmente exibir estados que normalmente não estão relacionados aos sensores.
Através de um ou mais hubs de comunicação, o monitor de estado pode ser conectado a dispositivos de nível superior, como interfaces homem-máquina (HMI) que permitem a visualização centralizada de dados,ou a controladores lógicos programáveis (PLC) ou sistemas de monitorização centralizados com ferramentas de análise de dados mais abrangentes (incluindo IA e ML) (Figura 2).
Suíte de soluções Omron PdM que pode ser implantado separadamente (clique para ampliar)
Figura 2: O conjunto de soluções PdM da Omron pode ser implantado separadamente, começando com a monitorização em pequena escala de ativos críticos e expandindo-se gradualmente para todo o local de produção ou logística,fornecer uma solução abrangente(Fonte da imagem: Omron)
Explore profundamente
A Omron oferece uma gama de dispositivos e softwares de PdM. Por exemplo, a fonte de alimentação inteligente conectada ao Ethernet S8VK-X pode medir vários parâmetros de desempenho,Incluindo Vout e Iout para monitorização do consumo de energia, bem como IPEAK para determinar as condições de sobrecarga.
Este tipo de fonte de alimentação pode medir o tempo de funcionamento real. Este tipo de fonte de alimentação também usa a equação de Arrhenius para estimar a vida útil restante dos capacitores eletrolíticos,que indica que por cada aumento de 10 °C na temperatura do condensadorA combinação da temperatura de funcionamento real do equipamentoOs resultados previstos são finalmente apresentados sob a forma de anos remanescentes ou percentagem da vida útil..
A potência nominal da fonte de alimentação S8VK-X é de 30 W a 480 W, com tensões de saída de 5 VDC, 12 VDC e 24 VDC.como a fonte de alimentação S8VK-X48024A-EIP, que tem uma tensão nominal de 24 VDC e uma potência de 480 W; ou modelos sem ecrãs integrados, como a fonte de alimentação S8VK-X03005-EIP, que tem uma tensão nominal de 5 VDC e uma potência de 30 W.
O monitoramento do estado do motor é um aspecto importante da tecnologia PdM, e o monitor de manutenção do motor K6CM da Omron é adequado para todos os tipos de bombas de água, bem como motores em HVAC, agricultura,escadas rolantes, e a maioria das outras aplicações motoras.
O monitor de manutenção do motor pode ser usado para monitorar vibração e temperatura, resistência de isolamento e corrente do motor.existem modelos adequados para fontes de alimentação de entrada trifásicas de 100 V a 240 VAC, 24 VAC ou 24 VDC.
K6CM-VBMD-EIP pode monitorar vibração e temperatura através de 24 voltagem VAC/VDC.que consiste numa cabeça de sensor situada no motor e num pré-amplificador que o liga ao 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 resistanceA função ZCT é utilizada para medir a corrente de vazamento em circuitos de motores trifásicos, enquanto a função IRT é utilizada para medir a resistência de isolamento entre os enrolamentos do motor e a terra.
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 motorsOutros modelos de sensores de corrente com um intervalo de corrente de 5 A a 600 A também podem ser utilizados.
Estes monitores usam a tecnologia de diagnóstico completa da Omron.que pode detectar condições anormais, como bolsas de ar ou poluição do ar, quantificando o desvio entre a onda senoidal ideal e a forma de onda da corrente medidaAnalisando os componentes de frequência da forma de onda da corrente medida, podem ser quantificados desvios, desequilíbrios de carga ou adesão de objetos estranhos.
O sistema de monitorização do estado térmico K6PM pode ser utilizado para implementar a tecnologia PdM em vários equipamentos industriais, tais como painéis de controlo de alta tensão, transformadores, equipamentos hidráulicos, centros de dados,rolamentos, caixas de velocidades, etc. O sistema inclui o controlador de imagem térmica K6PM-THS3232 e o sensor de imagem térmica infravermelho (IR) K6PM-THMD-EIP, que pode monitorizar temperaturas de 0 °C a +200 °C.
Um controlador de estado térmico K6PM pode monitorar até 31 sensores IR.O software também suporta limiares de alarme definidos pelo utilizador.