Monitoramento do acumulador de bexiga de um sistema hidráulico com moneo RTM
Os acumuladores de bexiga fazem parte dos chamados acumuladores hidráulicos, juntamente com os acumuladores de membrana, acumuladores de pistão e acumuladores de mola. Para o funcionamento de um sistema hidráulico, o acumulador de bexiga garante o equilíbrio do volume, o armazenamento de energia e a atenuação da pulsação ou do choque de pressão.
O moneo RTM permite o fácil monitoramento do acumulador de bexiga de um sistema hidráulico. Uma possível ruptura ou explosão da bexiga é detectada precocemente, o que permite evitar e o tempo de inatividade súbito do sistema hidráulico.
A situação inicial
Até agora, não há monitoramento do funcionamento do acumulador de bexiga. Manutenções são realizadas em intervalos de tempo definidos. Também não há informações sobre a vida útil à fadiga da bexiga. Os dados dos sensores de pressão e temperatura já instalados geralmente não são analisados e monitorados.
Portanto, uma falha no acumulador de bexiga não é detectada ou é detectada tarde demais. Isso pode, por sua vez, causar danos a outros componentes do sistema. Se o equilíbrio de volume do acumulador de bexiga não funcionar mais, isso resulta em aumento da carga na bomba hidráulica e, com isso, não é possível garantir a disponibilidade de energia de pressão suficiente.
Objetivo do projeto
O monitoramento de condições patenteado pela ifm para esta aplicação contribui para a otimização da manutenção e detecção precoce de uma ruptura de bexiga iminente.
Para detectar um evento deste tipo a tempo, parâmetros importantes do acumulador de bexiga devem ser monitorados, como o número de ciclos de enchimento e esvaziamento. Ao exceder um limite definido, um alarme deve ser acionado.
Além disso, a medição permanente da temperatura da superfície em diferentes posições do acumulador de bexiga pode determinar o estado atual da bexiga e detectar uma possível ruptura ou explosão da bexiga a tempo.
A implantação
O monitoramento de condições do acumulador de bexiga é possível usando os sensores já instalados. Tanto a visualização de dados como o gerenciamento de limites ocorrem no moneo RTM. Sensores adicionais de temperatura são instalados sem intervenção direta no sistema. O moneo RTM é instalado em um servidor interno. Todos os valores do sensor são enviados via mestre IO-Link para a VLAN interna e o moneo.
O benefício
O moneo permitiu organizar a manutenção orientada ao estado e a garantia da capacidade do processo do sistema hidráulico. Funções assumidas pelo moneo RTM:
- Visualização de todos os valores medidos em um painel
- Cálculo de diferenças de temperatura entre os sensores de temperatura
- Contagem de ciclos de enchimento e esvaziamento da bexiga
- Gerenciamento de limites
- Alertas através de tickets, e-mail e SFI
- Detecção precoce de rupturas da bexiga
- Otimização da manutenção mudando de orientada ao tempo para orientada ao estado
- Monitoramento dos valores do processo usando métodos de IA
Estrutura do sistema
- Sensor de pressão do sistema
- Sensor de temperatura do sistema hidráulico
- Sensor de temperatura do acumulador
- Sensor de temperatura da bexiga
- Mestre IO-Link
Tela
No painel, todos os dados relevantes para o acumulador de bexiga podem ser visualizados de forma clara.
- Diferença de temperatura ③ e ④
- Diferença de temperatura ④ e ⑤
- Temperatura da superfície da bexiga
- Temperatura da superfície do acumulador
- Temperatura da superfície hidráulica
- Alarme condicional para temperatura da bexiga
- Pressão do sistema
- Ciclo de carga da bexiga
Valores limites estáticos
Valores limite estáticos são monitorados por dois valores calculados (ver detalhes na seção Valores calculados).
Por um lado, é monitorado o número de ciclos de carga que foi determinado por um valor calculado. O valor limite para isso pode ser obtido a partir da ficha técnica do fabricante.
Por outro lado, uma condição de duas medições é verificada através de valores calculados:
- Temperatura da bexiga > 30°C
E
- Diferença de temperatura da bexiga para o acumulador < 2K
Somente quando ambas as condições ocorrem é provável que haja uma ruptura da bexiga e um alarme é acionado.
Limites dinâmicos (SmartLimitWatcher)
Valores limite dinâmicos (SmartLimitWatcher) fornecem informações sobre o estado de funcionamento da bexiga. Para isso, a pressão do sistema é monitorada como variável alvo. As seguintes variáveis auxiliares são usadas para calcular os valores limite dinâmicos:
- Temperatura da bexiga
- Temperatura do acumulador
- Temperatura do sistema hidráulico
- Velocidade da bomba como indicador de estado
- Valores de vibração da bomba
Ticket de regras de processamento
Através desta função é possível definir facilmente o que deve ocorrer após a emissão de uma advertência ou alarme, por exemplo:
- Notificação por e-mail
- Integração SAP
Para aplicações, nas quais são necessários por exemplo processos de reabastecimento, oferece uma otimização do processo de reabastecimento. Poderia ser por exemplo, uma informação por e-mail para um grupo de destinatários definido do departamento de suprimento de produção, assim que o nível de enchimento em um tanque desça abaixo do limite inferior, para iniciar o processo de reabastecimento.
Valores calculados: valores calculados
Com os valores calculados, informações adicionais podem ser geradas a partir dos valores medidos.
Alarme condicional da bexiga
O fluxograma a seguir compara dois valores medidos. Somente quando ambas as condições são atendidas nos dois valores medidos, é gerada uma saída de 1, caso contrário, 0.
- Temperatura da bexiga
- Constante como valor de comparação para a temperatura da bexiga
- Diferença de temperatura entre a bexiga e o acumulador
- Constante como valor de comparação para a diferença de temperatura
- Comparação ① maior que ②
- Comparação ③ menor que ④
- Ligação E entre as comparações ⑤ e ⑥
- Conversão de valor binário em valor numérico
- Saída do resultado (0 = condições não atendidas, 1 = ambas as condições atendidas)
Contagem dos ciclos de carga de uma bexiga
No fluxograma a seguir, os ciclos de carga de uma bexiga são contados. Eles são um indicador do desgaste da bexiga. Para isso, a pressão do sistema é monitorada e comparada com um valor mínimo e máximo. Quando a pressão máxima é excedida, o contador é incrementado, e o incremento adicional é bloqueado até que a pressão do sistema caia abaixo da pressão mínima.
- Pressão do sistema
- Constante de pressão mínima
- Constante de pressão máxima
- Comparação de pressão do sistema maior que a pressão máxima
- Comparação de pressão do sistema menor que a pressão mínima
- Flip-flop RS
- Contador de peças
- Saída do valor da contagem
