Supervisión del acumulador de vejiga de un sistema hidráulico con moneo RTM

Monitoring and maintenance

Rendimiento de máquinas

Caso práctico

Los acumuladores de vejiga, junto con los de membrana, los de pistón y los de resorte, pertenecen a los llamados acumuladores hidráulicos. El acumulador de vejiga garantiza el funcionamiento de un sistema hidráulico mediante la compensación del volumen, el almacenamiento de energía y el amortiguamiento de las pulsaciones o los aumentos de presión.

Con la ayuda de moneo RTM, es posible supervisar el acumulador de vejiga de un sistema hidráulico de manera muy sencilla. Esta supervisión permite detectar una posible rotura o explosión de la vejiga en una fase temprana, así como evitar paradas repentinas del sistema hidráulico.

Situación inicial

Hasta este momento no existe una supervisión del funcionamiento del acumulador de vejiga. El mantenimiento se lleva a cabo según intervalos de tiempo definidos. Tampoco se dispone aún de información sobre la resistencia a la fatiga de la vejiga. Los datos recopilados por los sensores de presión y temperatura ya instalados no se suelen analizar ni someter a un seguimiento.

Por tanto, los fallos del acumulador de vejiga no se detectan o se detectan demasiado tarde. Esto puede causar daños en otros componentes del sistema. Si el acumulador de vejiga deja de compensar el volumen, aumentará la carga de la bomba hidráulica, por lo que ya no estará garantizado un suministro suficiente de la energía de presión.

Objetivo del proyecto

En esta aplicación, la monitorización de condiciones patentada por ifm contribuye a la optimización del mantenimiento y favorece la detección temprana de una rotura inminente de la vejiga.

La detección a tiempo de este tipo de fallos se logra por medio del control de los principales parámetros relacionados con el acumulador de vejiga, como el número de operaciones de llenado y vaciado. Una alarma se deberá activar cuando se supere un determinado valor límite.

Asimismo, se puede examinar el estado actual de la vejiga midiendo de forma constante la temperatura de la superficie en varias posiciones del acumulador; mediante esta medición también es posible una detección temprana de una rotura o explosión de la vejiga.

Ejecución

La monitorización de condiciones del acumulador de vejiga es posible gracias a los sensores ya instalados; moneo RTM permite tanto la visualización de los datos como la gestión de los valores límite. La instalación adicional de sondas planas para la medición de la temperatura se realiza sin necesidad de una intervención directa en el sistema. moneo RTM se instala en un servidor interno. Todos los valores de los sensores se transfieren a la VLAN interna y a moneo a través de un maestro IO-Link.

Proyecto completado con éxito

Gracias a moneo, fue posible implementar un mantenimiento basado en condiciones y garantizar la fiabilidad del proceso del sistema hidráulico. moneo RTM cumple las siguientes funciones:

Visualización de todos los valores de medición a través de un panel de control
Determinación de las diferencias de temperatura entre los sensores de temperatura
Recuento del número de operaciones de llenado y vaciado de la vejiga
Administración de valores límite
Activación de alarmas a través de tickets, correo electrónico y SFI
Detección temprana de las roturas de la vejiga
Optimización al pasar de un mantenimiento basado en el tiempo a un mantenimiento basado en las condiciones
Control de los valores del proceso mediante métodos de inteligencia artificial

Estructura del sistema

Sensor de presión del sistema
Sensor de temperatura del sistema hidráulico
Sensor de temperatura del acumulador
Sensor de temperatura de la vejiga
Maestro IO-Link

Panel de control

El panel de control muestra con claridad todos los datos relevantes en relación con el acumulador de vejiga.

Diferencia de temperatura ③ y ④
Diferencia de temperatura ④ y ⑤
Temperatura superficial de la vejiga
Temperatura superficial del acumulador
Temperatura superficial del sistema hidráulico
Alarma relacionada con la temperatura de la vejiga
Presión del sistema
Alternancia de carga de la vejiga

Valores límite estáticos

Utilizando dos valores calculados es posible monitorizar los valores límite estáticos (consulte más información en el apartado Valores calculados).

Por un lado, se supervisa la cantidad de alternancias de carga, que se determinó mediante un valor calculado. El valor límite se puede consultar en la ficha de datos del fabricante.

Por otro lado, se comprueba una condición basada en dos valores de medición mediante la función de valores calculados:

Temperatura de la vejiga >30°C

Diferencia de temperatura entre la vejiga y el acumulador <2K

Únicamente si se cumplen ambas condiciones, se podrá suponer con una elevada probabilidad que se ha producido una rotura de la vejiga; lo que activará una alarma.

Valores límite dinámicos (SmartLimitWatcher)

Los valores límite dinámicos (SmartLimitWatcher) proporcionan información sobre el estado de funcionamiento de la vejiga. Para ello, se supervisa la presión del sistema como variable objetivo. Para calcular los valores límite dinámicos se utilizan los siguientes parámetros auxiliares:

Temperatura de la vejiga
Temperatura del acumulador
Temperatura del sistema hidráulico
Velocidad de giro de la bomba como indicador de estado
Valores de vibración de la bomba

Reglas de procesamiento de tickets

Esta función facilita la definición de lo que debe suceder después de la activación de un aviso o una alarma, por ejemplo:

Notificación por correo electrónico
Integración en SAP

Para aplicaciones en las que, por ejemplo, son necesarios procesos de relleno, es conveniente una optimización del proceso de reabastecimiento. Una medida de optimización podría consistir en informar por correo electrónico a un grupo definido de destinatarios responsables del suministro de producción tan pronto como el nivel de llenado de un tanque sea inferior a lo previsto, con el fin de poner en marcha el proceso de relleno.

Más información sobre SFI (Shop Floor Integration)

Calculated Values: valores calculados

Con la función de valores calculados se puede generar información adicional a partir de los valores de medición.

Alarma relacionada con la vejiga

En el siguiente diagrama de flujo, se comparan dos valores de medición. Únicamente si se cumple la condición en ambos valores de medición, se emitirá un 1 en la salida; en caso contrario, un 0.

Temperatura de la vejiga
Constante como valor de comparación para la temperatura de la vejiga
Diferencia de temperatura entre la vejiga y el acumulador
Constante como valor de comparación para la temperatura diferencial
Comparación ① mayor que ②
Comparación ③ menor que ④
Enlace Y entre las comparaciones ⑤ y ⑥
Conversión de un valor binario en numérico
Resultado (0 = no se cumplen las condiciones, 1 = se cumplen ambas condiciones)

Recuento de las alternancias de carga de una vejiga

En el siguiente diagrama de flujo, se cuentan las alternancias de carga de una vejiga. Este cálculo es un indicador del desgaste de la vejiga. Para obtener este valor, se supervisa la presión del sistema y se compara con un valor mínimo y un valor máximo. El valor del contador se incrementa cuando se supera la presión máxima; hasta que la presión del sistema no vuelva a ser inferior a la presión mínima, no será posible un nuevo incremento.