moneo: plataforma IIoT
Use cases

Monitoramento de condições de um decantador para remoção de químicos no tratamento de águas residuais na sequência da produção de placas de circuito impresso flexíveis

Na fabricação de placas de circuito impresso flexíveis é necessário imprimir vários químicos nos filmes. Os resíduos dos químicos são depois lavados e coletados em um tanque de águas residuais. Para que os químicos dissolvidos se coagulem e floculem é misturado um agente floculante correspondente no tanque. Agora a mistura é bombeada para o decantador.

O decantador tem a importante tarefa de separação das substâncias líquidas das sólidas. Um processo decisivo para a recuperação de água. De acordo com a legislação sobre tratamento de águas residuais, as lamas compactas precisam ser encaminhadas para os resíduos perigosos. Os resíduos líquidos, porém, devem ser processados em separados através de um processo biológico anaeróbio antes que possam ser encaminhados para o processo de tratamento de águas residuais.

Aqui se reconhece a função decisiva do decantador. Se ocorrerem falhas no processo de descarte, os recipientes coletores disponíveis ficam cheios de químicos contaminados e deixa de ser possível o seu reprocessamento. Todo o processo de produção para placas de circuito impresso flexíveis sofre uma paralisação. O processo de recuperação de água é perturbado.

Para evitar isso, é necessário monitorar parâmetros da velocidade de rotação do motor e dos mancais do tambor, para que possam ser tomadas medidas de segurança do processo de modo antecipado.

A situação inicial

A manutenção do decantador no processo de descarte a jusante da produção de placas de circuito impresso flexíveis era realizada em um intervalo fixo.

Adicionalmente, os sensores de vibração já instalados pela empresa fabricante eram exibidos através de um IHM junto da máquina para detectar inconsistências.

O sistema existente não oferece um monitoramento do valor limite nem uma classificação dos alarmes.
Além do mais, falta uma medição da velocidade de rotação para os acionamentos do tambor.

No passado, não era possível detectar danos no motor em uma fase inicial, resultando em custos de reparo elevados, bem como na parada dos processos por mais de uma semana.

Objetivo do projeto

Segurança da capacidade de processamento do decantador. Isso pode ser obtido através de um monitoramento de parâmetros críticos em função do estado, para depois poder detectar danos e falhas em uma fase inicial. Os intervalos de manutenção poderão então ser planejados de modo apropriado no âmbito dos tempos de produção. Assim será possível evitar custos elevados devido a paralisações da produção. Por último, também faz parte dos objetivos a proteção do ambiente, a garantia de um descarte de resíduos de acordo com a legislação e a recuperação de água.

A implantação

Monitoramento de condições associado ao moneo RTM para transparência, proteção ambiental da água e segurança do processo

Para a visualização de todos os dados global e orientada para o cliente, o moneo é instalado no servidor interno da empresa.

Para detectar danos, tanto os mancais como as correias de acionamento do motor precisam ser monitorados através de uma análise de vibração. Para evitar defeitos imprevistos, são adicionalmente incluídos nas análises os parâmetros de velocidade de rotação do motor. Para a análise de vibração são instalados quatro sensores de aceleração do tipo VSP003 por causa do seu design, tamanho e faixa de frequência apropriada.

Nos dois mancais exteriores da centrífuga, para o monitoramento vertical, é colocado respectivamente na entrada e na saída um VSP003 cada, usando um adaptador de fixação. Paralelamente, o diagnóstico de vibração do motor horizontal é realizado com dois VSP003 aparafusados lateralmente no motor. Em ambas as correias de acionamento é colocado um sensor indutivo IFC201 cada para o registro da velocidade de rotação. Todos os dados coletados são fornecidos a um VSE953 e aí processados. Esse VSE tem certificação IP65 e, por isso, pode ser instalado livremente no campo.

Não é necessária uma modificação no painel existente ou a instalação em um invólucro. Aqui é guardado o conjunto de parâmetros correspondente para o monitoramento da vibração dos componentes. Os valores limites determinados são fornecidos pelo VSE953 ao sistema moneo.

O cliente pode visualizar todos os dados no seu computador no escritório através do moneo e com toda a transparência. Adicionalmente, ele usa a função de alarmes para as violações dos valores limites.

O benefício

Monitoramento de condições para a recuperação de água e a proteção ambiental implementado de maneira fácil e visualizado com moneo RTM

A implementação simples e bem-sucedida do monitoramento de condições com elevado potencial de melhoria para processos e máquinas para garantir o cumprimento das diretrizes sobre tratamento de águas residuais.

Anomalias, desequilíbrios e defeitos são detectados atempadamente e assim se evitam custos elevados causados por paradas e suas consequências.

Na organização da manutenção em função do estado, o moneo RTM suporta as funções de administração de alarmes e tickets, assim como a visualização transparente de todos os parâmetros relevantes na tela. Tudo isso no escritório, no posto de trabalho do controlador das máquinas.

Estrutura do sistema

Sensor de vibração do acionamento
Sensores de velocidade
Sensor de vibração da centrífuga
Sistema eletrônico de diagnóstico

Tela

Obtenha uma visualização geral na tela do moneo

Velocidade de rotação do tambor do decantador
Velocidade de rotação da rosca sem-fim do decantador
Diferença de velocidade calculada entre o tambor e a rosca sem-fim
v_RMS Motor da rosca sem-fim do decantador
v_RMS Motor do tambor do decantador
v_RMS Mancal do lado das substâncias sólidas
v_RMS Mancal do lado das substâncias líquidas

Análise

Na análise, o usuário pode acessar os dados do histórico e comparar diferentes valores de processo. No diagrama são representados os valores de oscilação do mancal do lado das substâncias líquidas.

Aqui pode-se observar a diferença entre os estados operacionais LIGADO ① e DESLIGADO ②. Para o caso exemplificativo de danos em desenvolvimento nos mancais, é possível detectar a tendência e o início presumível do desenvolvimento de danos nos dados registrados.

Centrífuga do decantador desativada
Centrífuga do decantador funcionando

Ajustes e regras: Administração dos valores limites

Valores limites estáticos

Os valores limites para a avaliação da centrífuga do decantador estão guardados no conjunto de parâmetros no VSE953. Se for excedido um dos valores limites, o VSE reporta o que ocorreu ao moneo.

Fonte de dados monitorada
Evento trigger do VSE

Ticket de regras de processamento

Assim que o VSE reportar ao moneo que um valor limite definido foi excedido ou não alcançado, é criado um ticket para o valor do processo correspondente. Isto pode ser assumido e processado pelo colaborador responsável. A função de comentário pode ser usada para documentar diretamente as medidas realizadas e as descrições de soluções.

Estão disponíveis as seguintes opções de notificação:

Notificação por e-mail
Integração SAP

Calculated values - valores calculados

Além dos valores de velocidade de rotação de ambos os motores de acionamento, no moneo também é registrada a diferença entre essas duas velocidades. Através dos valores calculados, esse valor pode ser calculado rápida e facilmente.

Diferença de velocidade = Velocidade de rotação do tambor do decantador - Velocidade de rotação da rosca sem-fim do decantador

Velocidade de rotação do tambor do decantador
Velocidade de rotação da rosca sem-fim do decantador
Subtração
Diferença de velocidade

No fluxo seguinte são calculadas as horas de operação do decantador. Como base é usado o modelo para contador de horas de operação no moneo. Uma vez que nesse aplicativo existem dois valores de velocidade de rotação, no contador de horas de operação são considerados ambos os valores de velocidade de rotação.

Horas de operação ++ = (Velocidade de rotação do tambor do decantador > 100) && (Velocidade de rotação da rosca sem-fim do decantador > 100)