Condition Monitoring

Transcrição

1 Telemetria em Sistemas Óleo Hidráulico Envelhecimento do óleo Umidade Temperatura Nível Vida útil da bomba hidráulica Pressão e Vazão Consumo de Energia Vibração Catálogo - RP-ED P 1

2 Condition Monitoring ou simplesmente CM também conhecido como Sistema de Telemetria é um equipamento de monitoramento que permite acompanhar de forma online as condições de operação das máquinas e equipamentos. Neste sistema de controle é possível não só ter um diagnostico atual das condições de operação mas também avaliar o histórico de eventos dando aos engenheiros e técnicos de manutenção condições de diagnosticar fatos relevantes ocorridos no passado e fornecer relatórios precisos do comportamento de cada sistema. Casos de sucesso comprovado mostraram que uma instalação de CM é a melhor ferramenta que pode se ter para controle e diagnostico de máquinas e equipamentos de alta responsabilidade perante a operação, melhorando a segurança e confiabilidade nos processos de produção. 2

3 Aplicações Geração de Energia Siderurgia Mineração Agronegócios Industria Militar Equipamentos de Movimentação Industria Naval Industria Aeronáutica etc Sistema Hidráulico e de Lubrificação de TURBINAS Controle e Monitoramento de Sistemas hidráulicos de Grande RESPONSABILIDDE Monitoramento Hidráulica MÓBIL Controle e Monitoramento de Lubrificação em Redutores Controle de UMIDADE, TEMPERATURA e NÍVEL no Óleo Isolante de Transformadores 3

4 O Fluido é a alma de cada sistema hidráulico. A análise do líquido é um fator importante para determinar se o seu sistema hidráulico poderá operar de forma eficiente e eficaz. Condições inadequadas dos fluidos são responsáveis por 80 % de todas as falhas dos sistemas hidráulicos. Um programa eficiente de análise do fluido vai ajudar a identificar a contaminação e outros parâmetros que irão determinar a verdadeira taxa de envelhecimento do fluido permitindo-se assim uma eficiente agenda de intervenção, na época correta e extraindo a máxima de performance dos sistemas hidráulicos. with oil service without oil service Machine lifetime Alguns Benefícios do sistema CM Redução dos custos de peças e serviços com manutenções corretivas Pro atividade na manutenção antecipando a falhas e paradas de maquinas. Redução do tempo de parada da produção com uma agenda de manutenção adequada e eficiente. Diminuição dos riscos de falhas que possam vir a comprometer a segurança da maquina ou dos colaboradores envolvidos. Aumento da vida útil dos componentes do sistema e serviços, o que melhora a rentabilidade operacional, reduzindo custos de manutenção e substituição de peças. Aumento do índice de produtividade pois garante a máxima performance das maquinas e sistemas. 4

5 Exemplo de Tela de CM via WEB 5

6 Serviços somente quando necessário Serviços baseado em Intervalos de tempo Espera as falhas do sistema Condition Monitoring Estratégias de Aplicação 1 Reativa Preventiva 2 Baseada em Condições 3 6

7 Baseada em Condições Controle Aplicação Serviços CM-Sensores Relatorios de condições Data processing 7

8 Plano de Determinação do Estado Atual CONDITION MONITORING Aquisição de Dados Processamento de sinal Sensores Identificação, filtros, etc. Extração de características Tempos, Frequência, analises, etc Diagnostico Falha Detectada Prognostico Falha Prevista Corretiva Após a Falha Preventiva Antes da Falha Paliativa Reabilitação provisória Sistemática Agenda de Intervenção Corretiva Reabilitação permanente Condicional Avaliação para Intervenção A manutenção passa a ser baseada em parâmetros mensuráveis apresentados de forma clara e atualizados em tempo real, deixando de lado dados fictícios baseados em estimativas criadas através de levantamentos irreais, fora do contesto do ambiente e das condições de operação do equipamento. Aplicando-se o conceito CM, permite-se trabalhar de forma proativa reduzindo consideravelmente os custos de manutenção. Prevista Proativa Intervenção baseada em parâmetros Intervenção baseada em condições 8

9 Nos sistemas CM podemos manter sob análise varias grandezas físicas importantes e pertinentes a cada aplicação tais como: Sensoriamento Pressão Vazão Temperatura Umidade Viscosidade Nível Condutividade Permissividade Vibração Ruído Etc Histórico Acompanhamento Informação Análise Condição Atual Uma vez monitorado estas grandezas um algoritmo especifico determina índices importantes para o acompanhamento da performance dos equipamentos, tais como: Níveis de Umidade adequado para trabalho. Envelhecimento do óleo (permite saber quantas horas ainda pode-se trabalhar com óleo antes de uma intervenção ou readitivação) Vida útil das bombas hidráulicas Diagnóstico de mistura de óleos Ponto de queima do fluido Falta de aditivos importantes no óleo Índice máximo de contaminantes sólidos (conforme ISO 4406) Acompanhamento Ferrográfico do fluido (% de elementos metálicos no fluido) Etc 9

10 Contaminantes SÓLIDOS A presença de contaminantes sólidos é a principal causa de falhas e paradas de maquinas em sistemas hidráulicos e de lubrificação. Conhecer o nível exato de contaminação é essencial para a eficiência e funcionamento de um sistema. Contaminantes podem ser inseridos em um sistema durante a instalação e/ou serem formados com o seu funcionamento, ou ainda, serem introduzidos por influências externas. Este conhecimento permite-nos agir de forma preventiva e influenciar o sistema hidráulico para evitar medidas corretivas e inadequadas. Hoje contamos com equipamentos chamados de contadores de partículas que através de um sistema de identificação a laser nos informa não só a quantidade de partículas presentes por mililitro de óleo, mas também os seus respectivos tamanhos (microns), possibilitando assim aferir o fluido segundo a norma ISO 4406 que nos orienta quanto aos níveis adequados de contaminação para cada aplicação hidráulica. O gráfico abaixo mostra o monitoramento através do contador de partículas OPComII ao longo do tempo, pontuando as quantidades de partículas com tamanhos >4, >6, >14, >21 microns. 10

11 Contaminação por ÁGUA Além de transmitir energia o fluido hidráulico tem uma importante função nos sistemas hidráulicos que é a lubrificação das partes móveis das bombas, cilindros e válvulas, estes equipamentos necessitam de um lubrificação constante e de boa qualidade pois assumem funções de alta responsabilidade no funcionamentos dos sistemas, por isso a presença de agua na forma livre ou dissolvida prejudica consideravelmente esta função mesmo em pequenas concentrações pois quebra o filme lubrificantes entre as partes promovendo o contato metal-metal e degradando a drasticamente a vida dos equipamentos. Para termos uma ideia melhor o acréscimo de 0,01% de água no fluido hidráulico diminui 50% na vida de um rolamento ( muitas vezes presentes nas bombas hidráulicas). Por isso a necessidade de se manter o fluido com níveis baixos de umidade é fundamental para a durabilidade e funcionamento dos sistemas hidráulicos. Tipos de água no sistema: Água dissolvida Quantidade de água abaixo do limite de saturação do óleo. Água Emulsionada ou água Livre Quantidade de agua superior ao limite máximo de saturação do óleo, geralmente nesta condição há formação de fases agua/óleo quando o fluido esta em repouso. Efeitos nocivos da presença de água no óleo: Redução da filtrabilidade Perda ou redução na condição de lubrificação Aumento dos níveis de ruídos Desgaste prematuro dos componentes Aumento da acides Formação de Rust Perda de aditivos polarizastes 11

12 Envelhecimento do Óleo Aging Progress - (AP) envelhecimento do óleo Uma facilidade que o sistema CM nos proporciona é conhecermos o envelhecimento do fluido hidráulico, ou seja, quanto tempo ainda temos antes de se fazer uma intervenção qualitativa no fluido. O parâmetro Aging Progress ou AP (h) medido em horas é um índice decrescente que nos mostra exatamente isso. Este parâmetro é fruto do limite máximo estabelecido em função dos índices aceitáveis de PERMISSIVIDADE e CONDUTIVIDADE elétrica do fluido hidráulico. Tais índices são monitorados constantemente pelo sensor LubCos corrigindo automaticamente o parâmetro AP também por ele disponibilizado. O índice AP é uma verdadeira revolução nos parâmetros técnicos e de manutenção dos sistemas óleo hidráulicos pois até então os parâmetros adotados como balizadores para as avaliações de durabilidade do óleo ou até mesmo de sua substituição eram totalmente empíricos ou recomendados pelos fabricantes das maquinas, fato este que muitas vezes não levava-se em consideração as condições operacionais de cada aplicação como: rigidez no funcionamento, variações de temperatura e umidade, índices de contaminação, pressão e vazões extremas, etc. Todos estes fatores influenciam diretamente na vida útil do fluido o que tornase incorreta a avaliação preliminar baseada em estimativas. Hoje em dia graças a equipamentos de medição online (sensores) esta avaliação é baseada em dados concretos, reais de campo coletados online no sistema, de forma a proporcional uma correta avaliação não só em tempos presentes mas também projetar de forma segura a vida útil daquele fluido nas verdadeiras condições de trabalho. Sem contar que uma vez avaliado a condição atual do fluido pode-se tomar medidas preventivas no intuito de promover melhorias de filtragem, desumidificação e aditivação de forma a prolongar ao máximo a vida útil do fluido diminuindo custos futuros. 12

13 Monitoramento de Válvulas Proporcionais Através do sistema CM também é possível o monitoramento do funcionamento da maioria das válvulas proporcionais ou servo válvulas isso se dá através do monitoramento do sinal do transdutor de posição do carretel da válvula conhecido como LVDT, este sensor disponibiliza no conector de saída um sinal correspondente ao sinal de comando da válvula (também monitorado) que nos permite não só verificar o correto funcionamento hidráulico mas também se há alguma diferença na aferição da eletrônica da válvula. Este monitoramento é bastante útil pois traz um resultado em tempo real da condição operacional da válvula antecipando-se a falhas e paradas inesperadas em seu funcionamento. Cada monitoramento de válvula proporcional é composto por 2 sinais: Sinal de referencia ( comando ) Sinal de LVDT ( resposta) 13

14 Sistema de Monitoramento - CM GSM SMS Válvulas Proporcionais PAINEL CM Monitoramento online no IHM Histórico de eventos importantes Até 6 meses de histórico evolutivo Alarmes programados Alertas configuráveis Entradas e saídas digitais Acesso WiFi Envio de mensagens via SMS Controle de consumo de energia Conexão com Software Supervisório OPCom II Ferro S LubCos Level LubCos Vis+ PSC Flow Meter Monitoramento de Partículas sólidas Evolução de Partículas metálicas Nível / Temperatura Envelhecimento / Umidade Viscosidade Pressão Vazão Sistemas Hidráulicos = Fornecimento Opcional 14

15 Opções de Fornecimento Recurso BÁSICO GPRS WEB SCADA Acompanhamento Gráfico de VARIAVEIS IHM Local Acesso a ALARMES IHM Local Acesso a Histórico de VARIAVEIS SD-CARD Local Acesso a Histórico de ALARMES SD-CARD Local Exportação de Histórico de DADOS conexão com PC (RS-232) Comunicação ModBus RTU / RS-485 Modem GSM / GPRS Envio de SMS Envio de s Roteador WiFi Conexão remota via rede ETHERNET local Conexão remota via Internet Integração com sistema SCADA Obs: outras formas de configuração poderão ser fornecidas mediante a um estudo de viabilidade técnica 15

16 Suporte Técnico CM Entendemos que tão importante quanto a coleta das informações de campo é a sua correta interpretação e análise, por isso, juntamente com os produtos desta linha também fornecemos um suporte técnico especializado montado especialmente para cada aplicação. Neste suporte são oferecidos métodos de análise e formatação dos dados coletados pelo Painel de Monitoramento e seus sensores de forma que o resultado final seja apresentado de maneira clara e objetiva. Gráficos de tendência e recomendações de manutenção são algumas formas de apresentarmos os resultados do condition monitoring mas contamos ainda com os benefícios: Avaliação técnica da durabilidade de Bombas hidráulicas Data correta para uma intervenção na qualidade do óleo Gráficos de acompanhamento de histórico e eventos Analise de Anomalias no fluido (mistura de óleo, quebra de bombas, falta de troca de filtros, etc) Histórico com possíveis inibições de alarmes de contaminação ou falta de condições de operação Gráfico de presença de ÁGUA ( % de umidade no fluido ) Alarme de temperatura excessiva de trabalho ( queima do óleo) Gráfico com consumo de energia elétrica (ótima ferramenta de economia direta de custos) Visualização de melhorias no sistema para torna-lo mais eficiente Redução de custos de manutenção devido ao monitoramento constante e acesso a históricos. 16

17 CM-1 Controle e Monitoramento PAINEL CM-1 Código Fabricante Aplicação CM0116H-00 Controvale Monitoramento Dimensões 750 x 500 x 300 Massa Power Consumo Max. Fonte de Tensão Continua Tipo de Automação Característica de fixação Material Incluso 18 Kg 220 VAC/60 Hz 2.8A / 350W 24 10A PLC e IHM Fixo / Móvel Aço Pintado Programação Proteção IP 54 Principais Caraterísticas Aplicação em Sistemas hidráulicos ou Lubrificação. Sistema multianálise podendo receber vários tipos de sensores de vários fabricantes diferentes. Pode ser usado em operações fixas e móveis. Acesso direto ou remoto via RS-232 com software de monitoramento online (Intranet ou Internet) Armazenamento de até 6 meses de histórico de dados. Alarmes e Mensagens programadas em função de limites pré-definidos para cada aplicação. Conexão com Software de Supervisão (opcional). Controle de consumo de energia (opcional). Módulos opcionais para monitoramento de vibração, ruído, consumo de energia, etc. Também aplicável no monitoramento de óleo de grandes caixas de redução e transformadores elétricos. Operação com Interface Touch. Monitoramento de Filtros (saturação de elementos filtrantes) Comissionamento com suporte técnico especializado. Incluso 08 Entradas e 06 Saídas Digitais para controle geral. 17

18 CM-2 Controle, Monitoramento e Transmissão PAINEL CM-2 Código Fabricante CM0216H-00 Controvale Aplicação Monitoramento e Transmissão WiFi Dimensões 750 x 500 x 300 Massa Power Consumo Max. Fonte de Tensão Continua Tipo de Automação Característica de fixação Material 18 Kg 220 VAC/60 Hz 3A / 350W 24 10A PLC e IHM Fixo / Móvel Aço Pintado Principais Caraterísticas Incluso Proteção IP 54 Programação e Modem GSM Aplicação em Sistemas hidráulicos ou Lubrificação. Sistema multianálise podendo receber vários tipos de sensores de vários fabricantes diferentes. Pode ser usado em operações fixas e móveis. Acesso direto ou remoto via RS-232 com software de monitoramento online (Intranet ou Internet) Armazenamento de até 6 meses de histórico de dados. Alarmes e Mensagens programadas em função de limites pré-definidos para cada aplicação. Envio de Mensagens via SMS Acesso de dados remoto via WiFi Conexão com Software de Supervisão (opcional). Controle de consumo de energia Módulos opcionais para monitoramento de vibração, ruído, consumo de energia, etc. Também aplicável no monitoramento de óleo de grandes caixas de redução e transformadores elétricos. Operação com Interface Touch. Monitoramento de Filtros (saturação de elementos filtrantes) Comissionamento com suporte técnico especializado. Incluso 08 Entradas e 06 Saídas Digitais para controle geral. 18

19 Controvale Automação Industrial Ltda Me R. Manoel Senra Delgado, 364 São José dos Campos SP F: 55 (12)