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SISTEMA CONTINUO DE MONITOREO DE VIBRACIONES USANDO TECNOLOGÍA ABIERTA

El reto fue desarrollar un sistema que permita monitorizar las vibraciones de maquinaria rotativa como bombas, ventiladores, reductores y motores, de forma que nos alerte del posible funcionamiento anómalo de la máquina y de la aparición precoz de fallos en la misma. Se deberá crear un sistema distribuido que pueda funcionar tanto de forma autónoma como conectado a un Software de Supervisión.

La Solución

Utilizando el Software de National Instruments, LabVIEWTM en combinación con el sistema CompactRIO (controlador embebido), se consigue un sistema distribuido en el que cada uno de los puntos de medida sea monitoreado de forma 

autónoma y que también pueda ser supervisado desde una PC. La arquitectura CompactRIO garantiza la robustez necesaria en la adquisición de datos y la disponibilidad de los datos en forma continua.

El mantenimiento Predictivo

Las máquinas rotativas son la base de los procesos productivos. Si estos procesos se ven alterados por la inesperada avería de una de estas máquinas, las pérdidas originadas pueden ser muy cuantiosas dependiendo de la complejidad de la avería, incluso pueden generarse situaciones peligrosas que es necesario evitar. Cuando un fallo comienza a aparecer en una máquina rotativa, éste lo hace normalmente de forma incipiente y sus síntomas suelen ser de baja intensidad. A medida que el fallo va siendo más importante y por tanto más cercano al momento de la avería y de la consecuente parada, los síntomas del fallo van amplificándose. Existe una relación causa-efecto entre los modos de fallo posibles y los cambios introducidos por dicho fallo en la vibración de la máquina rotativa. En conclusión, conociendo la evolución de la vibración de la máquina seremos no sólo capaces de anticiparnos al fallo sino que podremos incluso saber de qué tipo de fallo se trata, lo que nos permitirá tomar la medidas adecuadas para minimizar su impacto (repuestos, herramienta, momento de la reparación, etc.).

Para que el mantenimiento predictivo sea eficiente se deben cumplir los siguientes requisitos:

  • La medida de vibraciones debe ser precisa y fiable.
  • Las condiciones de medida deben ser repetibles, y lo deseable es medir en condiciones normales de funcionamiento permanentemente.
  • El sistema debe poder establecer límites de aviso y fallo y actuar en consecuencia.
  • Se debería poder realizar un análisis en detalle tanto de las tendencias, como de los espectros de vibración. 

Plataforma CompactRIO, la solución ideal

Lo solución planteada se basa en uno o más dispositivos CompactRIO ubicados en diferentes puntos de la planta que podrán monitorizar las vibraciones comparándolas contra los límites de alarma y fallo establecidos para cada punto y pudiendo funcionar de forma totalmente independiente o en combinación con el software para PC desarrollado en LabVIEW con este fin.

El sistema puede tener diferentes configuraciones que permiten leer de hasta 16 canales de vibración (por cada equipo CompactRIO) así como la velocidad. Asimismo, se tienen disponibles salidas analógicas configurables, proporcionales al valor RMS de vibración, salidas digitales o de relés para la activación de alarmas. Estas opciones permiten al sistema comunicarse con dispositivos externos (tipo PLC) y ejecutar acciones de comando sobre las distintas máquinas.

Una vez configurado con los parámetros deseados, el sistema será capaz de funcionar de manera totalmente independiente, almacenando internamente históricos de las señales adquiridas. El almacenamiento es prácticamente ilimitado, ya que existe la posibilidad de agregar una memoria USB para el almacenamiento de históricos. Posteriormente, estos históricos podrán ser analizados en un PC. Además, en caso de fallo en la alimentación del CompactRIO, al volver ésta, el sistema continuará midiendo en las mismas condiciones que lo hacía antes del corte de alimentación.

Software de muy fácil manejo y adaptable a la medida

El software desarrollado en LabVIEW, permite gestionar ilimitados controladores CompactRIO, distribuidos por planta. La aplicación en LabVIEW hace uso de las “variables compartidas”, que permiten intercambiar información entre aplicaciones desarrolladas en diferentes plataformas: PC, Tiempo Real y FPGA, lo que redunda en unas altas prestaciones del sistema. El ámbito de uso, es el sector industrial y se puede desarrollar un software de muy fácil manejo que permita a cualquier operario, aún sin conocimientos previos en el campo de las vibraciones, configurar y operar el sistema. A través de este software el usuario será capaz de realizar las siguientes operaciones:

  • Configurar parámetros generales y avanzados de adquisición de vibraciones.
  • Configurar niveles de alarma relacionados con el valor RMS de la medida.
  • Configurar la activación de salidas digitales o de Relé.
  • Configurar los niveles de las salidas analógicas (0-10V o 4-20mA).
  • Visualizar los valores RMS, espectros y tendencias de vibración en tiempo real.
  • Visualizar los históricos de tendencias, espectros instantáneos o en cascada y alarmas.

El software además, permite conectarse vía Ethernet con cualquiera de los equipos CompactRIO configurados en el sistema, para ver los valores actuales de adquisición, configurar el sistema on-line, recuperar históricos y operar el sistema.

También en Revista Energiminas http://es.calameo.com/read/002204051893a07a0b589 

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