- moneo: plataforma IIoT
- Use cases
Monitoramento do filtro do óleo de alta pressão em um sistema de teste de impulso para a qualificação de sensores de pressão
Através de um ensaio de "envelhecimento acelerado", são qualificados sensores de pressão em um banco de ensaio hidráulico de pressão de impulso.
O filtro de alta pressão do sistema de teste de pressão de impulso representa um componente essencial para a operação sem falhas. Se ocorrer uma fricção acentuada dentro do sistema hidráulico devido a danos em componentes individuais, isso irá afetar o filtro muito mais rapidamente do que o tempo estipulado de uma troca dentro do intervalo de manutenção regular.
A situação inicial
Um monitoramento de processos em tempo real dos filtros de alta pressão hidráulica acima de 400 bar não é a regra. A troca de filtros de pressão foi realizada em um intervalo estipulado. Nesse caso, devido a uma falha prematura da bomba de pistões hidráulica, entraram aparas no sistema hidráulico. Elas se fixaram no filtro de pressão, acabando por provocar fissuras no elemento filtrante.
Com o monitoramento cíclico dos filtros não foi possível identificar antecipadamente esse evento imprevisto, o que acabou por resultar na falha total do banco de ensaio de impulso e em elevados custos de reparo.
Objetivo do projeto
Prolongamento dos intervalos de manutenção na operação regular
Monitoramento das condições do filtro de alta pressão ou do elemento filtrante. Esse é um fator essencial para a vida útil, o tempo de operação e a segurança da instalação.
O objetivo é uma alteração da estratégia de manutenção desde a troca cíclica até à substituição do elemento do filtro de pressão em função do seu estado.
O monitoramento e a visualização incl. o monitoramento do valor limite da diferença de pressão antes e após o filtro do óleo fornecem indicações antecipadas sobre a necessidade próxima de uma troca do filtro.
A implantação
Antes e após o filtro de pressão estão instalados dois sensores de alta pressão, que não estavam sendo usados até à implantação do projeto. Os sinais analógicos desses dois sensores são convertidos com a ajuda de um conversor IO-Link (DP1222) e encaminhados para um mestre IO-Link, que depois envia os valores dos sensores para o moneo.
Administração dos valores limites e monitoramento dos dados com moneo RTM.
Durante a colocação em funcionamento do UseCase foi descoberto um erro técnico na instalação devido a um valor de pressão diferencial inicialmente alto demais. Esse erro foi corrigido pelo fabricante em seguida.
Sem a conexão ao moneo, provavelmente esse problema não teria sido detectado e, no futuro, teria provocado redução da vida útil da bomba de pistões de alta pressão.
O benefício
O monitoramento de condições com moneo RTM protege a capacidade de processamento do sistema de filtragem de alta pressão e, desse modo, do processo de fabricação. São evitados custos adicionais devido a danos não detectados.
O registro de dados no filtro do óleo (antes e após o filtro), a respectiva visualização e o monitoramento do valor limite possibilitam a manutenção em função do estado do filtro do óleo. As sujeiras são detectadas antecipadamente e, desse modo, são evitados elevados custos subsequentes associados ao processo e à máquina.
Tela
Obtenha uma visualização geral na tela do moneo
Na tela, o usuário obtém uma visualização geral da pressão antes do filtro, após o filtro e da pressão diferencial daí resultante. Para poder detectar rapidamente o estado do filtro, isso pode ser visualizado através do instrumento indicador tipo semáforo. Os valores limites previamente estipulados para a pressão diferencial são assim exibidos nas cores vermelho, amarelo e verde.
- Pressão diferencial calculada em bar
- Pressão calculada antes do filtro em bar
- Tensão de saída do sensor de pressão antes do filtro em V
- Representação de semáforo do atual estado do filtro
- Contador de horas de operação do filtro
- Pressão calculada após o filtro em bar
- Tensão de saída do sensor de pressão após o filtro em V
Análise
Através da análise é possível observar outros detalhes. A captura de tela mostra os valores de pressão e tensão coletados ao longo de três meses. É visível que a pressão diferencial aumenta ao longo do tempo. Como o filtro vai entupindo com o passar do tempo, isso era esperado.
- Azul = Sinal analógico do sensor de pressão antes do filtro
- Branco = Sinal analógico do sensor de pressão após o filtro
- Violeta = Pressão diferencial calculada
Ajustes e regras: Administração dos valores limites
Valores limites estáticos
Através desta função no moneo RTM é possível definir um valor limite para cada valor de processo. Nesta aplicação ela foi configurada de modo que a equipe de manutenção seja informada a tempo, se houver necessidade de uma troca de filtro.
Especialmente na partida de uma máquina podem ocorrer oscilações de pressão maiores por um curto período de tempo, as quais podem ser contornadas através de tempos de atraso, ocultando a violação de curto prazo do valor limite, de modo que o sistema somente reaja quando a diferença de pressão for ultrapassada de modo estável por um tempo X.
- Valor limite para o alarme
- Tempo de atraso para o alarme
- Valor limite para a advertência
- Tempo de atraso para a advertência
Ticket de regras de processamento
Através do assistente para as regras de processamento de tickets é possível definir com facilidade as estratégias a executar na ocorrência de advertências e alarmes.
No caso seguinte, o processamento de tickets é realizado através da interface SFI no SAP (sistema PM).
No caso de uma violação do valor limite da pressão diferencial, paralelamente à mensagem que ocorre no moneo, é gerado adicionalmente um pedido de manutenção no sistema SAP através da interface SFI. O responsável pela instalação pode trocar o filtro correspondente e, em seguida, reportar a troca bem-sucedida do filtro no sistema SAP. Assim, também a resolução da violação do valor limite é realizada de modo automatizado no moneo.
- Define qual regra será aplicada
- Definição dos valores limites (4) e fontes de dados (5)
- Define a urgência das advertências ou dos alarmes
- Definição dos valores limites relevantes
- Definição das fontes de dados correspondentes
Calculated values - valores calculados
Cálculo: pressão antes do filtro
Pressão antes do filtro em bar = Sinal de tensão analógico * 100
Dataflow Modeler
- Sinal de tensão analógico do sensor de pressão antes do filtro (0…10V)
- Constante "100" para conversão da tensão em bar (0…10V = 0…1000bar)
- Multiplicação da tensão (0…10V) com fator de conversão (100)
- Resultado do valor de pressão antes do filtro [bar]
Cálculo: Pressão após o filtro
Pressão após o filtro em bar = Sinal de tensão analógico * 100
- Sinal de tensão analógico do sensor de pressão após o filtro (0…10V)
- Constante "100" para conversão da tensão em bar (0…10V = 0…1000bar)
- Multiplicação da tensão (0…10V) com fator de conversão (100)
- Resultado do valor de pressão após o filtro [bar]
Cálculo da diferença de pressão
Diferença de pressão [∆P] = pressão antes do filtro - pressão após o filtro
- Valor de pressão calculado antes do filtro
- Valor de pressão calculado após o filtro
- Bloco funcional "Diferença absoluta" - formação do valor de diferença absoluto
- Resultado da diferença de pressão [bar]
Contador de horas de operação
Além dos valores de processo dos sensores, o moneo também registra o tempo de operação do filtro de alta pressão. Esta função pode ser implementada de maneira rápida e fácil por meio do modelo "Contador de horas de operação".
Para o efeito é necessária a fonte de dados ② que descreve o estado operacional. No exemplo seguinte é utilizada a tensão de saída do sensor de pressão antes do filtro e o seguinte valor limite ③:
- < 0,03V, não há fluxo através do filtro
- >= 0,03V, há fluxo através do filtro
- Nome do contador de horas de operação
- Fonte de dados
- Valor limite / trigger
- Valor atual do contador / valor inicial para o processo de contagem em h
- Unidade de tempo
