lunes, 13 de febrero de 2023 · 0 min read
Cómo realizar monitoreo de condición con los sistemas de monitoreo de condición de Dewesoft
En este artículo, analizaremos cómo realizar monitoreo de condición de máquina con los sistemas de monitoreo de condición de Dewesoft con la finalidad de:
Ver qué parámetros pueden ser medidos
Conocer qué fallas pueden ser detectadas
Comprender a detalle los elementos clave de la Solución Dewesoft MCM
¿Estás listo para empezar?
¿Qué parámetros pueden ser medidos y qué fallas pueden ser detectadas?
Dewesoft ofrece una variedad de soluciones de monitoreo permanente, accesibles y fáciles de instalar, para el monitoreo basado en el estado de la máquina considerando una amplia gama de la maquinaria industial y rotitava incluyendo turbinas, motores, cajas de engranes, bombas, generadores epolicos, plantas hidroeléctricas y otros. La solución de Dewesoft ofrece un entorno fácil de usar para identificar problemas de la maquinaria crítica en elmomento adecuado.
¿Qué parámetros podemos Medir y Observar?
Monitoreo de Temperatura
Monitoreo de Vibración
Monitoreo de Deformación
Monitoreo de Presión
Monitoreo de Velocidad Rotacional
Monitoreo de Fuerza
Monitoreo de Flujo
Monitoreo de Condición de aceite
¿Qué fallas podemos detectar?
Falla en rodamientos
Sobrecalentamiento
Desequilibrio del eje
Montaje desprendido
Falla de engranes
Desalineamiento por carga
Excentricidad del estator
Otras fallas catastróficas de la máquina
En la siguiente sección, veremos la arquitectura del sistema general de monitoreo de condición de máquina de Dewesoft.
Aprende más
Arquitectura del sistema de sonitoreo de condición de Dewesoft
El sistema de monitoreo de condición Dewesoft consiste de los elementos clave mostrados en la siguiente figura:
Las máquinas monitorizadas (robots, motores, rodamientos, ventiladores, etc.).
Sensores sensores de vibración, acelerómetros, sondas de proximidad, micrófonos, galgas extensiométricas, sensores de corriente y temperatura, medidores de presión y flujo, cámaras termográficas, etc. son instalados dentro de las máquinas y sus salidas son conectadas a las unidades de medición.
Sistemas de adquisición de datos recolectan los datos de los sensores y están disponibles en diferentes formatos, desde pequeños módulos de un solo canal hasta módulos multicanal de gran escala, unidades de montaje en rack, etc.
Unidades de Medición (UM) son computadoras industriales que ejecutan el paquete de Monitoreo de Condición DewesoftX. La función principal de la unidad de medida es almacenar datos y realizar cálculos para enviar información reducida al servidor.
Software de Monitoreo de Condición de Máquina Dewesoft incluye todas las características y funcionalidades de soluciones de monitoreo de condición avanzadas, comunicación de datos entre unidades de medición, la base de datos y software de terceros así como posibilidad de acceso en tiempo real e histórico de datos a través del Cliente PC y/o Interface cliente web.
Descripción general de los dispositivos de Adquisición de Datos de Monitoreo de Condición
Es importante tener en cuenta que todos los dispositivos compatibles con EtherCAT® (como IOLITE y KRYPTON) se pueden conectar en la misma red, haciendo posible la construcción de una cadena de canales virtualmente ilimitada usando un solo cable para proveer energía, sincronización y datos.
Toda la cadena EtherCAT está sincronizada con precisión de tiempo determinista dentro de 1 us (independientemente de la longitud del cable). Los dispositivos EtherCAT se pueden ubicar a una distancia de hasta 00 m (328 ft.).
Comunmente, el entorno de medición no es un cuarto limpio o un laboratorio en condiciones ideales, sino una fábrica, una fábrica de papel, una fábrica de procesamiento de metales o similares, donde la temperatura varía drásticamente y donde el agua, polvo u otros elementos están presentes.
Dewesoft ofrece módulos EtherCAT monocanal y multicanal para estos entornos:
| Clasificación IP | Intervalo de Temperatura | Características Especiales | |
|---|---|---|---|
| IOLITEr | IP30 | -10 a 50 °C | Fuentes de alimentación redundantes |
| IOLITEs | IP40 | -10 a 50 °C | Fuentes de alimentación redundantes |
| IOLITE LX | IP40 | -10 a 50 °C | Procesador ARM de bajo consumo |
| IOLITEd | IP20 | -20 a 60 °C | Montaje sobre riel DIN |
| KRYPTON | IP67 | -40 a +40°C(-40 a +185° F | Shock: Shock: SIST EN 60068-2-27:2009100 g, 6 ms, half-sineRandom Vibration: MIL-STD-202G Method 214A, test condition II-D |
Software de Monitoreo de Condición Dewesoft
El Software de Monitoreo de Condición está compuesto por diversas funciones que trabajan de manera independiente o que se pueden conectar entre sí:
Historian y protocolo OPC UA
Cliente de Monitoreo de Máquina
Monitoreo de cliente Web
Veamos cada uno de ellos a detalle.
Software de Monitoreo de Máquina
El paquete de Software de Monitoreo de Máquina es instalado en la medición. Incluye todas las funcionalidades y características para técnicas avanzadas de monitoreode máquinas. También se encarga de la comunicación de datos entre las unidades de medida y la base de datos de Historian.
El paquete incluye un amplio conjunto de funcionalidades necesarias para realizar todo tipo de monitoreo de estado de máquina:
Análisis FFT
Order tracking
Análisis de Vibración Torsional y Rotacional
Detencción de envolvente
Análisis de Órbita
Análisis de bandas de octava
Balance de Rotores
Base de datos de Rodamientos
Administrador de datos
Soporte de protocolo de comunicación - OPC UA Server, OPC UA Client, Modbus Slave, Modbus Master, y Siemens S7.
El software es instalado en la unidad de medición en una configuración fija (no es posible realizar cambios en la configuración). También proporciona comunucación entre las unidades de medición y la base de datos de Historian.
Base de datos Historian y OPC UA
Historian proporciona almacenamiento en una base de datos de series de tiempo para aplicaciones de monitoreo a largo plazo o de monitoreo permanente.
Historian es un servicio de base de datos con registro y almacenamiento de datos local y disponible en la nube. Emplea el protocolo OPC UA para la transferencia de datos entre los sistemas de medición que proporcionan los datos. También puede comunicarse directamente a sistemas de terceros como SCADA, ERP y más.
Descripción general de nivel superior del servicio de base de datos Historian
Antes de profundizar, revisemos el significado detrás de estos importantes acrónimos que se observan en la imagen de arriba.
OPC UA
La Arquitectura Unifiaca OPC (Unified Architecture OPC, OPC UA) es una plataforma independiente con protocolo máquina-máquina que está en el corazón de la automatización industrial. Dewesoft utuliza el protocolo OPC UA para la comunicación entre las unidades de medición, base de datos, clientes y software de terceros.
SCADA
Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) es un sistema que recopila y analiza datos en tiempo real. Involucra computadoras, sistemas de datos en red, PLCs, y más. Es usado para monitoreo de datos y el control de máquinas.
ERP
Enterprise Resource Planning (ERP) es software y otros sistemas que son empleados para planear y gestionar la fabricación, cadena de suministo y otros procesos de la organización.
CMMS
Computerized maintenance management systems (CMMS) son bases de datos que contienen todos los datos relacionados con los procedimientos y operaciones de mantenimiento de una organización.
Con el Sistema de Monitoreo de Condicion de Dewesoft, los ingenieros de mantenimiento y planta pueden monitorear vibración, temperatura, inclinación, deformación, presión y otros datos. Los datos son transmitidos a la base de datos de Historian y se pueden almacenar una computadora local, servidor local (intranet), o en una nube (internet).
El protocolo OPC UA es compatible para el acceso e integración de datos en el Software de Monitoreo de Máquinas o sistemas SCADA, ERPs u otros clientes OPC UA.
Base de datos Historian y capacidades de OPC UA
Toda la información de los sistemas de adquisición de datos se recopilan y procesan mediante unidades de medición que ejecutan el Software de Monitoreo de Máquinas DewesoftX.
Los datos procesados son enviados a través de la red TCP/IP y se almacenan en la base de datos de series de tiempo en el servidor local o en la nube. Se puede acceder a los datos, verlos en la PC del cliente y enviar a los sistemas SCADA o Software en la nube usando interfaces estándar como OPC/UA o XCP para admitir las aplicaciones de la Industria 4.0.
Las unidades de medición pueden proporcionar datos para su visualización y cálculos adicionales en la PC cliente o en un formato reducido a la Base de Datos de Historian para su almacenamiento permanente.
Base de datos de series temporales InfluxDB
Los datos se almacenan en una base de datos InfluxDB de código abierto. InfluxDB es una base de datos de series de tiempo de código abierto desarrollada por InfluxData. Está escrita en Go (un lenguaje de programación de código abierto) y optimizada para el almacenamiento, recuperación rápida y alta disponibilidad de datos de series de tiempo en campos como monitoreo de operaciones, métricas de aplicaciones, sensores de datos del internet de las cosas y análisis en tiempo real.
Autohospedaje u Hospedaje completamente administrado
Historian puede instalarse localmente en la unidad de medición, su intranet local o Dewesoft puede proveer un servicio completamente administrado en la nube. Se cobran tarifas mensuales por los servicios de alojamiento y gestión, mismos que cubren el almacenamiento y mantenimiento de datos.
Arquitectura Completamente Distribuida
Dewesoft Historian está diseñado como un sistema de software distribuido. Cada componente puede ser ejecutado en un sistema diferente si así se desea:
Las unidades de medición son instancias del software de adquisición de datos DewesoftX (Windows) o Dewesoft RT (Linux, multiplataforma) y utilizan el complemento de servidor OPC UA para comunicarse con Historian.
El servicio de base de datos Historian es el componente principal de Dewesoft Historian. Maneja la transferencia de datos entre los sistemas de adquisición de datos y clientes. El servicio de Historian y la base de datos se ejecutan, tpipicamente, en el mismo servidor pero esto no es un requisito.
Grafana también puede ser ejecutado en un servidor diferente en caso de ser necesario porque se comunica con la base de datos bajo el protocolo seguro de transferencia de hipertexto HTTPS (Secure Hypertext Transfer Protocol).
El servicoi de Historian admite conexiones de varios clientes de software Dewesoft al mismo tiempo desde diferentes sistemas a través de internet o en una red local.
NTP en cada componente proporciona una sincronización horaria precisa para la operación del sistema.
Seguridad de datos y Re-transmisión
En caso de falla en la red o tiempos de inactividad, las unidades de medición de Dewesoft continúan almacenando los datos en el búfer local y los transferirán de manera segura a la base de datos de Historian cuando se reestablezca la coneción de red. No hay riesgo de perder datos debido a esta redundancia.
Tendencias y análisis
Los datos históricos siempre se pueden recuperar y cargar desde la base de datos de Historian. Se pueden utilizar para el análisis de tendencias así como para un análisis profundo e identificación de causa raíz.
Política de Retención de Datos
Los ingenieros pueden configurar cuántos datos se retienen en la base de datos y durante cuánto tiempo. Los datos se pueden reducir tomando el promedio de las muestras de mayor velocidad de datos y reduciendo la resolución. La duración de los datos y las velocidades se pueden configurar utilizando los scripts de configuración de InfluxDB a través del lenguaje SQL.
Configuración predeterminada de muestra:
(S = muestra, por lo tanto S/s = Muestras por segundo)
| Velocidad de Datos | Duración Determinada | Comentario |
|---|---|---|
| Raw | 30 días | Velocidad original a la que se escribe el canal en la base de datos. |
| 10 S/s | 60 días | Velocidad de datos reducida a 10 S/s despues de días y almacenada por 60 días. |
| 1 S/s | 90 días | Los canales almacenados a más de 10 S/s se reducen a 1 S/s después de 60 días y retenidos por 90 días. |
| 1 S/m | 360 días | Los canales almacenados a más de 1 S/s se reducen a 1 S/s después de 90 días y retenidos por un año. |
| 1 S/h | Infinito | Los datos de 1 muestra por hora nunca se eliminan. |
Aplicaciones de Historian y Casos de Estudio
Historian puede ser usado en muchas aplicaciones de medición y monitoreo, tales como:
Monitoreo de Condición de Máquina
Monitoreo de salud estructural (monitoreo de puentes, monitoreo de edificios de gran altura)
Monitoreo geotecnico
Monitoreo de flotas
Monitoreo de energía eléctrica
Casos de Estudio de Historian
Ve en acción las soluciones de monitoreo de condición de Dewesoft leyendo los siguientes casos de estudio de clientes:
Accesible desde cualquier lugar a cualquier hora
Se puede acceder a los datos almacenados en la base de datos de Historian desde cualquier lugar del mundo a cualquier hora usando una instancia de Dewesoft-X-Machine Monitoring Client o cualquier buscador web estándar en cualquier computadora, tablet o teléfono inteligente usando Dewesoft-X-Monitoring Web Client.
Cliente de Monitoreo de Máquina
DewesoftX Machine Monitoring Client permite el acceso a los datos almacenados reducidos en la base de datos de Historian y a los datos sin procesar almacenados en las unidades de medida desde una computadora local.
La licencia incluye herramientas de análisis de monitoreo de mpaquina preconfiguradas en el cliente y listas para usar. Las herramientas incluyen:
Canales de Aceleración, velocidad y desplazamiento
Graficos de tendencia de espectro 3D
Monitoreo continuo y aceleración/desaceleración
Identificación de elementos del espectro de frecuencia de la máquina
Análisis de rodamientos y engranajes
Detección de envolvente - Energía y pico disponibles
Filtros de seguimiento - Análisis de Espectro avanzado
Análisis de bandas de octava
y más
Cliente Web de Monitoreo de Máquinas
Monitoring Web Client permite que cualquier cliente web acceda a los datos almacenados en la base de datos de Historian para obtener una descripción general histórica y en tiempo real de los canales monitoreados. Es perfecto para una descrpción general del tablero de alto nivel de sus máquinas de monitoreo.
Dewesoft Grafana Connector permite que los navegadores web estándar (Google Chrome, Firefox, Safari, Opera, Microsoft Edge, etc.) accedan a la base de datos e incluye un proyecto de código abierto Grafana para la visualización de los datos almacenados.
Grafana es una multiplataforma de código abierto para la visualización interactiva y análitica. Proporciona cuadros, gráficos y alertas para la web cuando se conecta a uentes de datos compatibles. Es expandible a través de su sistema plug-in. Los usuarios finales pueden crear paneles de control complejos utilizando constructores interactivos.
Grafana es accesible en cualquier plataforma - Windows, Linux, Mac OS, etc. Se ejecuta en una computadora de escritorio o dispositivos móviles como tablets y teléfonos inteligentes. Es la solución ideal para un tablero de datos.
Ingenieros y personal de mantenimiento pueden acceder a los datos de monitoreo de condición desde cualquier lugar usando el telefóno o tablet que traen en el bolsillo, o bien, desde su escritorio en una gran pantalla
Demostración en vivo: puedes revisar nuestras demostraciones en tiempo real de tableros cliente-web que monitorean las diversas instalaciones de Dewesoft:
Monitoreo del cuarto obscuro de I+D de Dewesoft
Monitoreo del taller de herramienta CNC de Dewesoft
Monitoreo de energía de Dewesoft HQ
Equipo de demostración del motor de monitoreo de condición Katapult
En Conclusión
Las máquinas sufren daño y eso es inevitable. El uso de ingenieros de sistemas de monitoreo de condición puede predecir con precisión cuándo es probable que esto suceda.
Con este conocimiento, pueden sacar la máquina de producción mientas ésta se repara o reemplaza. Esto evita la mayoría de las fallas y mitiga el ipacto que esto tiene en la producción y eficiencia.
Al usar el Sistema de Monitoreo de Condición de Dewesoft con sus capacidades avanzadas de recopilación, acceso y herramientas de visualización de datos, los ingenieros de mantenimiento logran que sus procesos continuen en funcionamiento con la mayor eficiencia y eficacia posibles. Esto ahorra tiempo y dinero, promueve la seguridad y protege contra lo inesperado.
Aprende más:
