segunda-feira, 13 de fevereiro de 2023 · 0 min read
Como realizar o monitoramento de condição com sistemas de monitoramento de condição Dewesoft
Neste artigo, discutiremos como você pode realizar o monitoramento das condições da máquina com os sistemas de monitoramento de condições Dewesoft para que você aprenda:
Veja quais parâmetros podem ser medidos
Aprenda quais falhas podem ser detectadas
Compreenda em detalhes os principais elementos da solução Dewesoft MCM
Você está pronto para começar?
Quais parâmetros podem ser medidos e quais falhas podem ser detectadas?
A Dewesoft oferece uma variedade de soluções de monitoramento permanente acessíveis e fáceis de instalar para monitoramento baseado na condição da máquina em uma ampla gama de máquinas industriais e rotativas, incluindo turbinas, motores, caixas de engrenagens, bombas, geradores eólicos, usinas hidrelétricas e outros. A solução da Dewesoft oferece uma abordagem fácil de usar para identificar problemas críticos do maquinário no momento certo.
Que parâmetros podemos medir e observar?
Monitoramento de temperatura
Monitoramento de vibração
Monitoramento de tensão
Monitoramento de pressão
Monitoramento de velocidade rotacional
Monitoramento de força
Monitoramento de fluxo
Monitoramento da condição do óleo
Que falhas podemos detectar?
Falhas de rolamento
Superaquecimento
Desbalanceamento do eixo
Montagem desconectada
Falha de dente de engrenagem
Desalinhamento de carga
Excentricidade do estator
Outras falhas catastróficas de máquina
Na próxima seção, daremos uma olhada na arquitetura do sistema geral de monitoramento das condições da máquina da Dewesoft.
Saiba mais
Arquitetura do sistema de monitoramento de condição Dewesoft
O sistema de monitoramento de condição Dewesoft consiste nestes elementos-chave, mostrados na figura a seguir:
As máquinas monitoradas (robôs, motores, rolamentos, ventiladores, etc.).
Sensores (sensores de vibração (acelerômetros, sondas de proximidade), microfones, extensômetros, sensores de corrente e temperatura, medidores de pressão e fluxo, câmeras de termografia, etc.) são instalados nas máquinas e suas saídas são conectadas às unidades de medição.
Os dispositivos de aquisição de dados coletam dados de sensores e estão disponíveis em diferentes formatos, desde pequenos módulos de contagem de canal único até módulos multicanais em grande escala, unidades de montagem em rack, etc.
As unidades de medição (MU) são computadores industriais que executam o pacote DewesoftX Machine Monitoring. A principal função da unidade de medida é armazenar dados brutos e realizar cálculos para enviar dados reduzidos ao servidor.
O software de monitoramento de condição de máquina Dewesoft inclui todos os recursos e funcionalidades de soluções avançadas de monitoramento de condição, comunicação de dados entre unidades de medição e o banco de dados e software de terceiros, bem como possibilidades de acesso a dados em tempo real e dados históricos sobre cliente de PC e / ou web interface -client.
Visão geral dos dispositivos de aquisição de dados de monitoramento de condição
É importante observar que todos os dispositivos compatíveis com EtherCAT® (como IOLITE e KRYPTON) podem ser conectados na mesma rede, tornando possível construir uma cadeia de canais virtualmente ilimitada usando um único cabo fornecendo energia, sincronização e dados.
Toda a cadeia EtherCAT é sincronizada com precisão de tempo determinística dentro de 1 us, independentemente do comprimento do cabo. Os dispositivos EtherCAT podem estar localizados a até 100 m (328 pés) de distância.
Muitas vezes, o ambiente de medição não é uma sala limpa ou um laboratório intocado, mas sim uma fábrica, uma fábrica de papel, uma fábrica de processamento de metais e semelhantes, onde a temperatura varia drasticamente e onde água, poeira e outros elementos estão presentes.
A Dewesoft oferece módulos EtherCAT de canal único e multicanal para estes ambientes:
| Avaliação de IP | Classificação de temperatura | Características especiais | |
|---|---|---|---|
| IOLITEr | IP30 | -10 a 50 °C | Fontes de alimentação redundantes duplas |
| IOLITEs | IP40 | -10 a 50 °C | Fontes de alimentação redundantes duplas |
| IOLITE LX | IP40 | -10 a 50 °C | Processador ARM de baixo consumo |
| IOLITEd | IP20 | -20 a 60 °C | Montagem em trilho DIN |
| KRYPTON | IP67 | -40 a +40°C(-40 a +185° F | Choque: SIST EN 60068-2-27: 2009100 g, 6 ms, meio senoVibração aleatória: Método 214A MIL-STD-202G, condição de teste II-D |
Software de monitoramento de condição Dewesoft
O software Dewesoft Machine Condition Monitoring é composto por vários componentes que funcionam de forma autônoma ou podem ser conectados entre si:
Software de monitoramento de máquina
Historian e protocolo OPC UA
Cliente de monitoramento de máquina
Cliente da Web de monitoramento
Vamos examinar cada um deles em detalhes.
Software de monitoramento de máquina
O pacote do software de monitoramento da máquina é instalado na medição. Inclui todas as funcionalidades e recursos para técnicas avançadas de monitoramento das condições da máquina. Ele também cuida da comunicação de dados entre as unidades de medida e o banco de dados do Historiador.
O pacote inclui um rico conjunto de funcionalidades necessárias para realizar todos os tipos de monitoramento das condições da máquina:
Análise FFT
Rastreamento de ordem
Análise de vibração de torção e rotação
Detecção de envelope
Analisador de órbita
Análise de banda de oitava
Balanceamento de rotor
Banco de dados de rolamentos
Gerenciador de dados
Suporte ao protocolo de comunicação - OPC UA Server, OPC UA Client, Modbus
Slave, Modbus Master e Siemens S7.
O software é instalado na unidade de medição em uma configuração fixa (nenhuma alteração de configuração é possível). Ele também fornece comunicação de dados entre as unidades de medida e o banco de dados do Historian.
Banco de dados do Historian e OPC UA
O Historian fornece armazenamento em um banco de dados de série temporal para aplicações de monitoramento de longo prazo ou de monitoramento permanente.
Historian é um serviço de banco de dados com registro e armazenamento de dados local e disponível baseado em nuvem. Ele fornece armazenamento em um banco de dados de série temporal para aplicações de monitoramento de longo prazo. Ele usa o protocolo OPC UA para transferência de dados entre os sistemas de medição DAQ que estão fornecendo os dados. Ele também pode se comunicar diretamente com outros sistemas de terceiros, como SCADA, ERP e muito mais.
Visão geral de nível superior do serviço de banco de dados do Historian
Antes de nos aprofundarmos, vamos revisar o significado por trás dessas siglas importantes vistas na imagem acima.
OPC UA
A Arquitetura Unificada OPC (OPC UA) é um protocolo máquina a máquina independente de plataforma que está no coração da automação industrial. A Dewesoft usa o protocolo OPC UA para comunicação entre as unidades de medida, banco de dados, clientes e software de terceiros.
SCADA
Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) é um sistema que coleta e analisa dados em tempo real. Envolve computadores, sistemas de dados em rede, PLCs e muito mais. É usado para monitoramento de dados e controle de máquina.
ERP
O Enterprise Resource Planning (ERP) é um software e outros sistemas usados para planejar e gerenciar a manufatura, a cadeia de suprimentos e outros processos de uma organização.
CMMS
Os sistemas computadorizados de gerenciamento de manutenção (CMMS) são bancos de dados que contêm todos os dados relacionados aos procedimentos e operações de manutenção de uma organização.
Usando o sistema de monitoramento de condição Dewesoft, os engenheiros de manutenção e de fábrica podem monitorar a vibração, temperatura, inclinação, deformação, pressão e outros dados. Os dados são todos transmitidos para o banco de dados do Historian, que pode ser hospedado em um sistema de computador local, servidor local (intranet) ou em nuvem (internet).
O protocolo padrão OPC UA é compatível com o acesso de dados e integração com o software de monitoramento de máquina ou sistemas SCADA, ERPs ou outros clientes OPC UA.
Banco de dados do Historian e recursos OPC UA
Todos os dados brutos de dispositivos de aquisição de dados são coletados e processados por unidades de medição que executam o software DewesoftX Machine Monitoring.
Os dados processados são enviados pela rede TCP / IP e armazenados no banco de dados de série temporal no servidor local ou baseado em nuvem. Os dados podem ser acessados e visualizados no PC cliente e servidos à sistemas SCADA ou Cloud software em nuvem usando interfaces padrão como OPC / UA ou XCP para realmente oferecer suporte às aplicações da Indústria 4.0.
As unidades de medição podem fornecer dados brutos para exibição e cálculos adicionais para o PC do cliente ou em um formato reduzido para o banco de dados do Historian para armazenamento permanente.
Banco de dados de série temporal InfluxDB
Os dados são armazenados em um banco de dados InfluxDB de código aberto de última geração. O InfluxDB é um banco de dados de série temporal de código aberto desenvolvido pela InfluxData. Ele é escrito em Go (uma linguagem de programação de código aberto) e otimizado para armazenamento rápido e de alta disponibilidade e recuperação de dados de série temporal em campos como monitoramento de operações, métricas de aplicações, dados de sensores da Internet das Coisas e análises em tempo real.
Hospedagem auto-hospedada ou totalmente gerenciada
O serviço Historian pode ser instalado localmente na unidade de medição, sua intranet local, ou a Dewesoft pode fornecer um serviço totalmente gerenciado em nuvem. Taxas mensais são cobradas para serviços gerenciados em nuvem hospedados, que cobrem o armazenamento de dados e manutenção.
Uma arquitetura verdadeiramente distribuída
O Dewesoft Historian foi desenvolvido como um sistema de software distribuído. Cada componente pode ser executado em um sistema diferente, se desejado:
As unidades de medição são instâncias do software de aquisição de dados DewesoftX (Windows) ou Dewesoft RT (Linux, plataforma cruzada) e usam o plugin de servidor Dewesoft OPC UA para se comunicar com o Historian Service.
O serviço de banco de dados do Historian é o componente central do Dewesoft Historian. Ele lida com a transferência de dados entre sistemas de medição DAQ, bancos de dados e clientes. O Serviço do Historian e o banco de dados normalmente são executados no mesmo servidor, mas isso não é um requisito.
O Grafana também pode ser executado em um servidor diferente, se necessário, porque ele se comunica com o banco de dados por meio do protocolo HTTPS.
O serviço Historian oferece suporte a conexões de vários clientes de software Dewesoft ao mesmo tempo de diferentes sistemas na Internet ou na rede local.
O NTP em cada componente fornece sincronização de tempo precisa para a operação do sistema.
Segurança e retransmissão de dados
Em caso de falha de rede ou tempo de inatividade, as unidades de medição Dewesoft continuam a armazenar os dados no buffer local e irão transferir os dados com segurança para o banco de dados do Historian quando a conexão de rede for restabelecida. Não há risco de perda de dados por causa dessa redundância.
Tendências e análises
Os dados históricos sempre podem ser recuperados e carregados do banco de dados do Historian e usados para análises de tendências, bem como para análises aprofundadas e identificação da causa raiz.
Política de Retenção de Dados
Os engenheiros podem configurar quantos dados são retidos no banco de dados e por quanto tempo. Os dados podem ser reduzidos tomando a média das amostras de taxas de dados mais altas e reduzindo a resolução. A duração e as taxas de dados podem ser configuradas usando scripts de configuração do InfluxDB por meio da linguagem SQL.
Um exemplo de configuração padrão:
(S = amostra, portanto S / s = Amostras por segundo)
| Taxa de dados | Duração Padrão | Comentário |
|---|---|---|
| Bruto | 30 dias | A taxa original na qual o canal é gravado no banco de dados. |
| 10 S/s | 60 dias | Os dados brutos são reduzidos para 10 S / s após alguns dias e armazenados por 60 dias. |
| 1 S/s | 90 dias | Os canais armazenados a mais de 10 S / s são reduzidos para 10 S / s após 60 dias e retidos por 90 dias. |
| 1 S/m | 360 dias | Os canais armazenados a mais de 1 S / min são reduzidos para 1 S / min após 90 dias e retidos por um ano. |
| 1 S/h | Infinito | Dados de 1 amostra por hora nunca são excluídos. |
Aplicações e estudos de caso do Historian
O Dewesoft Historian pode ser usado em muitas medições e aplicações de monitoramento, tais como:
Monitoramento da condição da máquina
Monitoramento de integridade estrutural (monitoramento de pontes, monitoramento de prédios altos, monitoramento de canteiros de obras)
Monitoramento geotécnico
Monitoramento de frota
Monitoramento de energia elétrica
Estudos de caso de Historian
Veja as soluções de monitoramento de condições Dewesoft em ação lendo os seguintes estudos de caso de clientes:
Acessível de qualquer lugar e a qualquer hora
Os dados armazenados no banco de dados do Historian podem ser acessados de qualquer lugar do mundo e a qualquer momento usando uma instância do cliente Dewesoft-X-Machine Monitoring ou qualquer navegador da web padrão em qualquer dispositivo como computador, tablet ou smartphone usando Dewesoft-X-monitoring Cliente da web.
Cliente de monitoramento de máquina
O DewesoftX Machine Monitoring Client permite o acesso aos dados reduzidos armazenados no banco de dados do Historian e aos dados brutos armazenados nas unidades de medida de um computador local.
A licença inclui ferramentas de análise de monitoramento de máquina no cliente pré-configuradas e prontas para uso. As ferramentas incluem:
Canais de aceleração, velocidade e deslocamento
Gráficos 3D de tendência de espectro
Monitoramento Contínuo e de Partida / Parada
Identificação de Elementos de Máquina do Espectro de Frequência
Análise de rolamentos e engrenagens
Detecção de envelope - Energia e pico disponíveis
Filtros de rastreamento - Análise avançada de espectro
Análise de banda de oitava
e mais
Cliente da Web de monitoramento de máquina
O Monitoring Web Client permite que qualquer cliente da web acesse os dados armazenados no banco de dados do Historian para uma visão geral em tempo real e histórica dos canais monitorados. É perfeito para uma visão geral de dashboards de alto nível de suas máquinas de monitoradas.
Dewesoft Grafana Connector permite que navegadores padrão (Google Chrome, Firefox, Safari, Opera, Microsoft Edge, etc.) acessem o banco de dados e inclui um projeto de código aberto Grafana para a visualização dos dados armazenados.
Grafana é um aplicativo da web de análise e visualização interativa multi-plataforma de código aberto. Ele fornece tabelas, gráficos e alertas para a web quando conectado a fontes de dados compatíveis. É expansível por meio de um sistema de plug-in. Os usuários finais podem criar painéis de monitoramento complexos usando construtores de consulta interativos.
O Grafana está acessível em qualquer plataforma - Windows, Linux, Mac OS, etc. Ele roda em um desktop ou dispositivos móveis, como tablets e smartphones. É uma solução ideal para um dashboard de dados.
Os engenheiros e a equipe de manutenção podem acessar os dados de monitoramento das condições de qualquer lugar, usando o telefone ou tablet no bolso ou de volta à mesa em uma grande tela de computador.
Demonstração ao vivo: você pode verificar nossos painéis de demonstração em tempo real do cliente da web monitorando as várias instalações do Dewesoft:
Monitoramento de sala escura de Dewesoft R&D
Monitoramento da oficina de máquinas-ferramenta CNC Dewesoft
Monitoramento de energia HQ Dewesoft
Plataforma de demonstração de motor de monitoramento de condição Katapult
Para concluir
As máquinas quebram e isso é inevitável. Usando o sistema de monitoramento de condições, os engenheiros podem prever com precisão quando é provável que isso aconteça.
Com esse conhecimento, eles podem tirar a máquina da produção enquanto ela está sendo reparada ou substituída. Isso evita a maioria das falhas e mitiga seu impacto na produção e na eficiência.
Usando o sistema Dewesoft Machine Conditioning Monitoring com seus recursos avançados de coleta de dados, acesso de dados de plataforma cruzada e ferramentas de visualização, os engenheiros de manutenção estão mantendo seus processos em funcionamento com a maior eficiência e eficácia possíveis. Isso economiza tempo e dinheiro, promove segurança e protege contra o inesperado.
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