A tecnologia sem fio revoluciona o monitoramento de condição

A tecnologia de monitoramento de condições tem sido usada pela indústria há muitos anos para otimizar a manutenção e a produção, evitando o tempo de inatividade não planejado para aumentar a produtividade geral. O principal parâmetro utilizado é a vibração, em virtude de sua relevância direta para a condição da máquina rotativa e seu valor diagnóstico.

Os instrumentos usados para a coleta de dados geralmente são coletores de dados portáteis para programas manuais / walk-around ou sistemas online instalados permanentemente que coletam e armazenam dados automaticamente. O uso deste último está bem estabelecido, especialmente em máquinas críticas para a produção. No entanto, ainda existem várias barreiras para uma adoção mais ampla, incluindo:

alto custo de instalação, especialmente em áreas perigosas;
justificativa insuficiente para um sistema permanente em certas máquinas balanceadas; e,
máquinas de deslocamento / movimento onde o cabeamento fixo não é possível.

Vantagens da tecnologia sem fio
A SKF utilizou a tecnologia sem fio para superar essas barreiras e facilitar aplicações que no passado eram impraticáveis, como instalações temporárias para solução de problemas e monitoramento remoto.

A tecnologia sem fio elimina a necessidade de cabeamento para comunicações e também reduz drasticamente o comprimento do cabo do sensor. Os benefícios incluem redução no custo de instalação, mobilidade / portabilidade, operação independente, conveniência e confiabilidade.

Desafios do monitoramento de vibração sem fio
O monitoramento de vibração apresenta demandas exclusivas em dispositivos sem fio, redes e componentes associados. É necessária alta largura de banda, devido às quantidades relativamente grandes de dados que precisam ser enviadas pelo link sem fio. Além disso, boa faixa dinâmica, baixos níveis de ruído e recursos de processamento de alto nível e a capacidade de capturar dados no momento certo também são requisitos importantes. Dispositivos alimentados por bateria que são necessários para fornecer energia a bordo devem satisfazer as demandas do cliente para uma longa vida útil. Os dispositivos e sensores, assim como os componentes da rede sem fio, também devem lidar com as condições comumente encontradas no ambiente industrial, como exposição à água, temperaturas elevadas, interferência elétrica, classificações de áreas perigosas, obstruções, localização física e distância. A segurança sem fio é uma obrigação.

Estado Atual da Tecnologia Sem Fio
Existem várias tecnologias sem fio disponíveis. Atualmente, o mais adequado para aplicações de monitoramento de condição é o 802.11 b / g (freqüentemente chamado de Wi-Fi). Esta é a mesma tecnologia usada para laptops e LANs sem fio de escritórios. Ele também encontrou um uso crescente em aplicações industriais para monitoramento e certas funções de automação específicas. É capaz de atender às necessidades técnicas de monitoramento de condição (por exemplo, alta largura de banda) e, como uma escolha de infraestrutura, oferece várias vantagens em segurança de rede, implementação padrão bem compreendida pelos departamentos de TI, multiuso e custo-benefício. O consumo de energia é moderado e, em implementações de monitoramento de condição típicas, as baterias podem durar de um a dois anos.

Solução SKF
O Sistema de monitoramento sem fio SKF é independente e alimentado por bateria e utiliza tecnologia Wi-Fi. Ele pode monitorar quatro canais de vibração e quatro entradas de processo (4-20 mA) mais uma entrada de tacômetro. O sistema sem fio é geralmente programado para despertar e fazer medições com base em um intervalo de tempo fixo ou pode ser ativado externamente sob demanda por um controlador lógico programável ou PLC. O sistema usa acelerômetros padrão, incluindo aqueles que também possuem saída de temperatura. Ele realiza medições de vibração padrão, bem como envelope de aceleração SKF e armazena dados dinâmicos (FFT e / ou tempo) para diagnósticos. Apenas os dados do sistema sem fio são armazenados e analisados no software SKF @ptitude, junto com os dados de outros dispositivos portáteis ou de vigilância online da SKF.

Estudo de caso:evitando a falha catastrófica do rolamento
O sistema sem fio da SKF foi uma excelente opção para um cliente de fábrica de papel que o usou para evitar uma falha catastrófica do rolamento. Com base na experiência anterior, o custo de falhas semelhantes foi estimado em várias centenas de milhares de dólares. Durante as verificações de rotina usando analisadores portáteis, o cliente encontrou danos começando na pista do anel interno de um rolamento de anel triplo na seção de prensa da máquina de papel. Uma parada planejada ocorreria em algumas semanas, mas não se sabia se o rolamento seria capaz de durar até então. Um sistema de monitoramento sem fio foi instalado (Figura 2) para fornecer monitoramento 24 horas e exibir os dados para os operadores da máquina. As principais vantagens do sistema sem fio eram a facilidade e a velocidade de instalação e a coleta e exibição automatizada de dados.

A exibição de dados permitiu que os operadores monitorassem a deterioração do rolamento a cada hora. Os dados resultantes (Figura 3) mostraram que a condição do rolamento era grave, levando a uma decisão de não esperar pela parada programada, mas, em vez disso, substituir o rolo o mais rápido possível. O exame subsequente confirmou que o rolamento estava tão danificado que não teria durado até a parada programada (Figura 4). Assim, além de evitar o tempo de inatividade prolongado, danos graves ao casco do rolo e à viga hidráulica também foram evitados.

Estudo de caso:solução inovadora para um problema único
Em um grande centro de distribuição de varejo, um dos principais equipamentos é um transelevador. Esta máquina, essencialmente um guindaste robótico operando sobre esteiras, lida automaticamente com o estoque dentro e fora de locais de armazenamento de alta capacidade / alta eficiência. Um dos problemas encontrados pelo cliente foi a deterioração dos trilhos do transelevador (Figura 5), evidenciada por ruídos altos às vezes ouvidos durante a operação. Como todo o conjunto se moveu nos trilhos, tornando impossível o cabeamento fixo, o sistema de monitoramento sem fio da SKF foi instalado para identificar locais específicos nos trilhos que estavam desgastados. Para fazer isso, o sistema foi configurado para coletar dados de vibração conforme o guindaste percorria o comprimento da pista. Os picos resultantes no sinal de tempo (Figura 6) foram correlacionados com a posição do guindaste na pista para identificar áreas de preocupação.

Como resultado dos testes, as seções gastas foram reparadas em vez da alternativa - substituição total das esteiras. Os testes de acompanhamento confirmaram que os reparos foram bem-sucedidos.

Conclusão
WiFi / 802.11 b / g é uma solução prática tanto do ponto de vista técnico quanto de custo, e seu uso deverá se expandir rapidamente. A tecnologia sem fio é um habilitador importante em sistemas de monitoramento de condição, superando barreiras de implementação, como custo, praticidade e mobilidade. A SKF continuará na vanguarda das tecnologias de monitoramento sem fio que são inovadoras e confiáveis e que beneficiam os clientes em aplicações novas e tradicionais.
Recursos sem fio expandidos para uso em áreas perigosas
SKF Multilog WMx, um dispositivo de monitoramento compacto de oito canais, montado em campo, coleta dados de aceleração, velocidade, temperatura e condição do rolamento em locais perigosos com facilidade, segurança e precisão.

Este modelo mais novo é certificado para ATEX 2 / IEC Zona 2, permitindo que seja usado na maioria das áreas nas indústrias de processamento de hidrocarbonetos onde sistemas não certificados não são permitidos. O dispositivo, que pode ser alimentado por baterias, é compatível com sensores padrão certificados para áreas perigosas. Além disso, o Multilog WMx suporta criptografia WEP, WPA ou WPA2 para maior segurança.

Excelente para máquinas semicríticas / equilíbrio da planta em áreas perigosas, solução de problemas e monitoramento remoto, o WMx pode ser uma escolha econômica, pois acelera o tempo de implementação e reduz a necessidade de cabeamento caro.

Ao recorrer à tecnologia sem fio que permite aos usuários de laptop navegar na Internet, a SKF criou uma nova ferramenta poderosa para uso em sistemas de monitoramento de condição. Com os sistemas de monitoramento habilitados para Wi-Fi, a SKF ajudou a remover as barreiras para o uso mais amplo do monitoramento de condições, criando um sistema prático, econômico e altamente móvel.