Midvaal Water Company: la monitorización de condiciones garantiza el abastecimiento de agua en una región de Sudáfrica
Aunque cerca de dos tercios de la superficie terrestre están cubiertos de agua, una parte igualmente grande de la población mundial sufre escasez de agua. Pues, por diversas razones, las aguas subterráneas están cada vez más contaminadas; y a ello se debe la mala calidad del agua potable, que es la causa más común de enfermedades en todo el mundo. Si no cambian las tendencias actuales de consumo, en 2030 solo estará disponible un 60% del agua que se necesita para abastecer a toda la población mundial.
Razón más que suficiente para que ifm apoye activamente a sus clientes en un uso eficiente del agua. Nuestras innovadoras soluciones de automatización son fáciles de implementar y, además de ayudar a utilizar los recursos básicos de manera razonable, también ayudan a las empresas a reducir la demanda de energía y los costes de mantenimiento de sus instalaciones.
Los cinco grupos motobomba más nuevos (carcasas de motor grises) se equiparon con sensores IO-Link y soluciones de monitorización de condiciones. Los tres grupos más antiguos se utilizaron para la producción mientras se instalaban los nuevos.
Sistema moderno y sencillo para la monitorización remota
En septiembre de 2019, esta empresa sin ánimo de lucro decidió actualizar una de sus estaciones de bombeo de gran altura de elevación. Hasta ahora, este tipo de estaciones estaban equipadas con sensores analógicos y la infraestructura correspondiente. "Nuestro técnico tardó cerca de una semana en conectar una de las bombas situadas en la estación al PLC, ya que el cableado es muy complejo", afirma Mark Richards, director de mantenimiento de Midvaal. "Además, la gran cantidad de cables puede causar fácilmente errores de conexión, lo que implica el sobreesfuerzo de tener que repetir la tarea".
Con un sistema más moderno y sencillo, Midvaal no solo pretendía controlar de forma fiable las bombas y los motores de la estación de bombeo de gran altura de elevación, sino también supervisarlos de forma remota con el fin de poder identificar y planificar las necesidades de mantenimiento con la antelación suficiente, asegurando así el funcionamiento y, por tanto, el valor de la estación de bombeo a largo plazo.
En un proyecto piloto, se equiparon cinco grupos motobomba con sensores de control y supervisión, además de la infraestructura correspondiente. Cada uno de estos grupos consta de un motor de 600 kilovatios con una fuente de alimentación de 3,3 kilovoltios y una bomba que ayuda a salvar un desnivel de 60 metros con un caudal de unos 43000 litros por minuto. Además, se instaló un sistema de monitorización de condiciones; por un lado, para el control del nivel del colector y, por otro, como solución para supervisar la presión en la entrada y la salida.
Imagen 1: La estación de bombeo de gran altura de elevación de Midvaal Water. Imagen 2: Por medio de unos sensores se supervisa la presión, la temperatura y el comportamiento de las vibraciones de las bombas.
ifm: solución integral de un experto en vibraciones
Fueron numerosos los factores por los que Midvaal decidió elegir a ifm como socio de automatización para la ejecución del proyecto. "En el transcurso de una feria, ifm nos mostró esta solución por primera vez e inmediatamente quedamos convencidos. La reducción significativa del esfuerzo de cableado, así como la posibilidad de transmitir datos al sistema de control a través de Ethernet y de almacenar el historial de datos en la electrónica de diagnóstico fueron percibidos por nuestra empresa como ventajas de gran valor añadido", dice Richards. "Además, la colaboración con ifm nos ha ahorrado la contratación de un experto externo en vibraciones, ya que nos ha prestado todo su apoyo y experiencia durante la implementación del sistema como, por ejemplo, asistencia para el ajuste correcto de los valores límite. Hasta el día de hoy, los expertos de ifm, con sus amplios conocimientos en el diagnóstico de vibraciones, siguen estando a nuestra disposición en caso de necesitar asistencia para la evaluación del historial de datos".
Los expertos de ifm, junto con la empresa de ingeniería Wasterspec cc y los integradores de sistemas de APJ Automation, fueron los encargados de implementar la solución de automatización y monitorización de condiciones. Esta solución utiliza, entre otros sistemas, los sensores de vibración del tipo VSA001, cuyos datos son evaluados por la electrónica de diagnóstico VSE151. Con estos datos y los de los sensores de temperatura, ya se dispone de suficiente información a nivel informático para mantener un control continuo del estado o las necesidades de mantenimiento del motor y la bomba. Además, los sensores de presión del tipo PG2454 permiten la monitorización de las condiciones de presión en la entrada y la salida de la bomba, ya sea mediante una lectura remota o por medio de una pantalla analógica instalada directamente in situ.
El valor actual se puede leer fácilmente in situ en la pantalla del sensor de presión PG2454. Este valor también se transmite digitalmente a través del convertidor IO-Link DP2200, por lo que se puede tener a la vista incluso a distancia.
Los sensores de presión y temperatura se conectan al maestro IO-Link del tipo AL1122 utilizando la tecnología de conexión M12 estándar. Este maestro dispone de una interfaz EtherNet/IP para que los datos se transmitan simultáneamente al PLC y al nivel informático. Lo mismo ocurre con los datos de los sensores de vibración, ya que la electrónica de diagnóstico VSE151 también se comunica directamente con el PLC y el nivel informático a través de la interfaz EtherNet/IP.
El tiempo de instalación se reduce en un 80 por ciento en una semana
Gracias, sobre todo, al uso de IO-Link, se pudo reducir de manera notable el esfuerzo necesario para instalar la tecnología de sensores. "Con el cableado utilizado hasta ahora, el tiempo de instalación para cada grupo motobomba era de aproximadamente una semana, es decir, cinco semanas en total. Con la moderna estructura de cableado, que se basa principalmente en IO-Link, el esfuerzo también es de una semana, pero para las cinco bombas", dice Richards. Además de ahorrar tiempo de instalación, el estado de la estación de bombeo ahora también se puede supervisar de forma remota. El software de monitorización de condiciones también procede de ifm. "Esto significa que disponemos de un sistema integral de una sola fuente, desde el sensor hasta la infraestructura y el nivel informático. De este modo, cuando tenemos alguna pregunta, podemos dirigirnos a nuestra persona de contacto en ifm; quien, hasta el día de hoy, siempre nos ha prestado asesoramiento y ayuda de forma rápida y competente".
Antes de utilizar IO-Link, se necesitaban dos de estos armarios eléctricos (izquierda) para disponer de espacio suficiente para las tarjetas de entrada analógica y el cableado. Se necesitó una semana para la instalación de los sensores, una por cada bomba. La nueva estructura de cableado (derecha), basada principalmente en IO-Link, requiere mucho menos espacio y tecnología de conexión; el tiempo de instalación se pudo reducir en un 80%. Tanto los maestros IO-Link utilizados como la electrónica de diagnóstico de las vibraciones transmiten los datos al sistema de control y al nivel informático a través de Ethernet/IO.
Conclusión
La solución de monitorización de motobombas cumple los requisitos del cliente en cuanto a mantenimiento preventivo, monitorización de estado en línea, control del nivel del colector y supervisión de la presión de entrada y salida. El tiempo de instalación y de localización de fallos también se reduce considerablemente gracias a IO-Link y a la reducción de las terminaciones de cables. Todos estos factores contribuyen a garantizar una protección fiable de los componentes importantes de los motores y las bombas. No en vano, la Midvaal Water Company está ahora muy orgullosa de lo que ha conseguido y de que su instalación sea una de las estaciones de bombeo más innovadoras de Sudáfrica.
Todos los valores se pueden comprobar tanto in situ como en el sistema central de monitorización remota.
