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Monitoramento contínuo da condição de um decantador na indústria de tratamento de águas residuais

Água e esgoto
Tratamento de água
Indústria 4.0
Plataforma IIoT moneo
Monitoring and maintenance
Monitoramento de condição Desempenho da máquina
Use Case (aplicação de sucesso)

Estação de tratamento de águas residuais de Kressbronn

O resultado final do processo de tratamento de águas residuais em uma estação é "água limpa". Durante o processo de limpeza, é produzido o chamado lodo primário, que não pode mais ser purificado. Esse lodo é descartado como resíduo especial em uma usina de incineração. O cálculo para o descarte do resíduo especial é baseado no peso. Como a maior proporção em peso do lodo primário não tratado é a água, as estações de tratamento de águas residuais têm grande interesse em separar as frações sólidas das líquidas para reduzir o peso. Existem diferentes métodos para esse processo.

O método usado na estação de tratamento de águas residuais de Kressbronn é um decantador. Nesse processo, a água e separada dos sólidos por meio de força centrífuga. A parte líquida do lodo primário é devolvida ao processo de tratamento e a parte seca restante do lodo é descartada.

No caso de uma parada não planejada, as consequências poderiam afetar ou até mesmo paralisar completamente o descarte de águas residuais do município.

A situação inicial

O decantador não era monitorado continuamente e os rolamentos só eram substituídos, por exemplo, quando os danos se tornavam perceptíveis pelo som. Na pior das hipóteses, isso poderia levar a uma parada não planejada, o que, por sua vez, resultaria em um acúmulo de lodo primário e, se o tempo de reparo fosse longo, levaria a uma interrupção na operação da estação de tratamento

Sem monitoramento das condições dos motores do tambor.

Intervalos de manutenção de acordo com padrões definidos.

Sem alarme e advertência antecipada no início de um dano.

Objetivo do projeto

Introdução de um monitoramento contínuo dos parâmetros relevantes para o processo e a instalação.

Organização de medidas de manutenção de peças críticas da instalação, como a engrenagem, para evitar paradas não planejadas.

A implantação

O decantador usado em Kressbronn já tem várias décadas e é controlado por um CLP Siemens S5. Isso dificulta o fornecimento de peças de reposição para todos os componentes e torna praticamente impossível a integração direta dos componentes de monitoramento de processos no CLP. Para garantir a disponibilidade o mais longa possível do decantador e, principalmente, dos componentes críticos, esses equipados com sensores de vibração e temperatura.

Monitoramento

  • dos rolamentos da centrífuga
  • dos motores de acionamento
  • das transmissões

A velocidade de ambos os motores é medida por dois sensores indutivos IFC201. Todos os dados do sensor são transmitidos para três eletrônicas de diagnóstico VSE150 que são instaladas em um painel elétrico.

Para uma modernização futura e para mudar de um CLP S5 para um S7, foram usadas eletrônicas de diagnóstico VSE com interfaces ProfiNet. Assim é possível integrar os parâmetros de vibração diretamente no controle do decantador.

Para oferecer ao cliente uma visualização fácil usar e ajustar, foi implementado o moneo. A vantagem é poder integrar outros dados de sensores de toda a instalação em um só sistema. Além disso, um alarme é acionado se os valores-limite definidos forem violados.

O benefício

Retroajuste bem-sucedido de uma máquina de várias décadas para a qual é cada vez mais difícil obter peças de reposição. Com o monitoramento adicional, é possível operar a instalação de forma segura e confiável por muitos anos mais.

Tela

  1. Valor médio de fadiga do rolamento do motor principal [mm/s]
  2. Vibração do rolamento do motor principal [mg]
  3. Temperatura do rolamento do motor principal [C°]
  1. Temperatura do rolamento do motor secundário [C°]
  2. Vibração do rolamento do motor secundário [mg]
  3. Valor médio de fadiga do rolamento do motor secundário [mm/s]
  1. Temperatura do rolamento do motor secundário [C°]
  2. Temperatura do rolamento do motor principal [C°]
  3. Vibração do rolamento do motor secundário [mg]
  4. Valor médio de fadiga do rolamento do motor secundário [mm/s]
  5. Vibração do rolamento do motor principal [mg]
  6. Valor médio de fadiga do rolamento do motor principal [mm/s]
  1. Valor médio de fricção do rolamento no lado dos líquidos [mg]
  2. Desbalanceamento do rotor no lado dos líquidos [mm/s]
  3. Temperatura do rolamento no lado dos líquidos [C°]
  4. Temperatura do rolamento no lado dos sólidos [C°]
  5. Desbalanceamento da correia do tambor [mm/s]
  6. Desbalanceamento da caixa de engrenagem [mm/s]
  7. Valor médio de fricção do rolamento no lado dos sólidos [mg]
  8. Desbalanceamento da correia da parafuso sem fim [mm/s]
  9. Desbalanceamento do rotor no lado dos sólidos [mm/s]
  10. Vibração na entrada da engrenagem [mm/s]

Nosso cliente

Os municípios de Kressbronn a. B. e Langenargen operam conjuntamente uma estação de tratamento de esgoto em Eichert. Na estação de tratamento, as águas residuais são tratadas em quatro etapas: mecânica, biológica, química e com carvão ativado em pó. A quarta etapa de tratamento é especialmente importante, pois filtra traços de substâncias (por exemplo, resíduos de medicamentos) do esgoto. Depois de passar por todas as quatro etapas de limpeza, o esgoto é finalmente descarregado de volta no Lago de Constança.

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