Supervisión del grupo hidráulico de un banco de pruebas hidráulico
El grupo hidráulico es el componente principal de un banco de pruebas hidráulico. En un banco de pruebas hidráulico por impulsos de presión, los sensores de presión se cualifican mediante una "prueba de vida útil acelerada".
Por un lado, una avería en la instalación aumentaría el tiempo de desarrollo, ya que las pruebas no se podrían ejecutar según lo previsto. Por otro lado, la entrega de determinados tipos de sensores de presión se vería temporalmente restringida al no poder realizarse las pruebas que se necesitan para garantizar la calidad de serie. Esto, a su vez, repercutiría directamente en el volumen de ventas de la categoría de productos y pondría en peligro la capacidad de entrega.
Situación inicial
El grupo hidráulico existente ya está equipado con sensores (temperatura, presión, nivel). Esta información se utiliza para controlar la instalación y, en caso necesario, para detener la máquina si se infringen los valores límite. Este grupo también está equipado con dos tanques, que permiten el enfriamiento del aceite hidráulico.
Otra característica especial de este grupo es la presencia de dos bombas, instaladas en redundancia y con idéntica construcción. En estas instalaciones con dos bombas redundantes, un uso equilibrado de las bombas es crucial para aumentar el tiempo total de su funcionamiento y evitar daños en alguna de ellas a causa de elevados periodos de inactividad (por ejemplo, debido a un agarrotamiento de los cojinetes).
Objetivo del proyecto
Completa monitorización de condiciones del grupo hidráulico
Los factores que se deben controlar son el desgaste del sistema hidráulico y el tiempo de funcionamiento de las bombas a fin de lograr su optimización. Las infracciones de los valores límite se deben poder detectar en una fase temprana mediante un sistema automatizado de gestión de alarmas.
Ejecución
Las señales de los sensores existentes en la instalación son captadas a través de la ruta en Y/reacondicionamiento. Se instalaron dos variantes:
Tanque
- Toma en paralelo para la señal 0 - 10V de los dos sensores de temperatura a través de un DP1222
- Toma para la señal IO-Link de los dos sensores de nivel mediante un separador de datos IO-Link E43406
Los demás sensores se instalaron y pusieron en funcionamiento según las instrucciones de uso correspondientes.
Bomba
- Detector inductivo IO-Link con monitor de velocidad de rotación
- Sensores de vibración IO-Link
Tubería de retorno
- Sensor de temperatura con cable y sonda plana
- Convertidor de señal de temperatura IO-Link (sistema electrónico de evaluación para los sensores de temperatura PT100/PT1000)
moneo RTM se instala de forma centralizada en un servidor. Mediante un maestro IO-Link, los valores de los sensores se envían a moneo RTM para su visualización y evaluación.
Proyecto completado con éxito
Completa monitorización de condiciones de un grupo hidráulico con moneo RTM
Gracias al reacondicionamiento (acceso a los valores de los sensores desde el sistema de control) y al registro adicional de los valores característicos del grupo hidráulico, fue posible aplicar todos los requisitos que exige una exhaustiva monitorización de condiciones.
- Registro permanente de la presión del sistema
- Supervisión permanente del nivel de llenado de los tanques
- Supervisión permanente de la temperatura de los tanques
- Monitorización de las vibraciones de las bombas
- Cálculo de las horas de funcionamiento de las bombas
- Supervisión de la temperatura en la tubería de retorno
- Determinación de la diferencia de temperatura entre la tubería de retorno y los tanques
- Detección de desgaste en el sistema hidráulico
- Uso optimizado de la bomba
Estructura del sistema
- Sonda plana + convertidor de señal de temperatura en la tubería de retorno
- Sensor de vibración de la bomba 2
- Detector inductivo + monitor de velocidad de rotación de la bomba 2
- Sensor de vibración de la bomba 1
- Detector inductivo + monitor de velocidad de rotación de la bomba 1
- Temperatura del tanque 2 + convertidor 0...10 V
- Nivel de llenado del tanque 2 + separador IO-Link
- Temperatura del tanque 1 + convertidor 0...10 V
- Nivel de llenado del tanque 1 + separador IO-Link
- Maestro IO-Link
Panel de control
En el panel de control, el usuario dispone de una visión general de los valores actuales de los sensores en la instalación. El siguiente panel de control ofrece una vista de conjunto de los parámetros relevantes para el proceso.
- Temperatura de la tubería de retorno
- Temperatura del tanque 1
- Temperatura diferencial (tubería de retorno y tanque 1)
- Nivel de llenado del tanque 1
- Presión del sistema
- Nivel de llenado del tanque 2
- Temperatura del tanque 2
- Velocidad de giro de la bomba 1
- Velocidad de giro de la bomba 2
En otros paneles de control por separado, el usuario puede consultar información adicional, como los valores característicos actuales de la bomba:
- Valores de vibración de la bomba 1 (v-RMS, a-Peak, a-Rms)
- Valores de vibración de la bomba 2 (v-RMS, a-Peak, a-Rms)
- Velocidad de giro de la bomba 1
- Horas de funcionamiento de la bomba 1
- Temperatura de la bomba 1
- Velocidad de giro de la bomba 2
- Horas de funcionamiento de la bomba 1
- Temperatura de la bomba 2
Análisis
Mediante el análisis, es posible acceder a los datos históricos de los sensores guardados en la memoria. Esto permite consultar acontecimientos pasados y, por ejemplo, resolver fácilmente problemas. Los distintos valores de los sensores se pueden ver y analizar a lo largo del tiempo.
El siguiente análisis muestra claramente que los valores de vibración (v-Rms) y de temperatura del aceite hidráulico están correlacionados. Gracias a esta información, podríamos utilizar el valor de vibración como indicador precoz de una infracción del valor límite de la temperatura del aceite hidráulico.
- Azul: Temperatura de la tubería de retorno
- Blanco: Temperatura del tanque
- Verde: Valor de vibración v- Rms
Valores límite estáticos
A distintos valores de proceso del grupo hidráulico se asignan valores límite estáticos. En caso de exceder o no alcanzar uno de estos valores, se genera un ticket en moneo. Este ticket se podrá procesar más adelante mediante las reglas de procesamiento de tickets.
- Valor límite de alarma
- Tiempo de retardo de la alarma
En este grupo hidráulico, se utilizan los siguientes valores de proceso para la supervisión mediante valores límite:
- Nivel de llenado del tanque 1 y 2
- Temperatura del tanque 1
- Temperatura de la tubería de retorno
- Temperatura de la bomba 1 y 2
- Valores de vibración de la bomba 1 y 2
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
Calculated Values: valores calculados
Con los valores calculados y las plantillas, se puede generar información adicional a partir de los valores de medición.
El registro de las horas de funcionamiento se creó con ayuda de la plantilla para contadores de horas de funcionamiento. Mientras la velocidad de giro de la bomba sea superior a 50 r.p.m., el contador de tiempo permanecerá activo.
- Nombre del valor calculado
- Trigger para el contador de horas de funcionamiento
- Valor umbral para el trigger
- Valor actual de tiempo
El valor analógico 0...10V del sensor de temperatura se debe escalar al valor de temperatura correspondiente (0 V = 0°C y 10 V = 100°C).
- Temperatura como valor de tensión analógico del sensor (0…10 V)
- Punto final analógico (100 °C = 10 V)
- Punto inicial analógico (0 °C = 0 V)
- Intervalo de tensión del valor analógico (10 V)
- Cálculo del punto final delta al punto inicial (AEP – ASP = ∆A)
- Cálculo del factor de corriente a Pascal (∆A / 10 V = factor)
- Multiplicación del valor de corriente (0…10 V) por el factor
- Suma del punto inicial analógico como offset
- Resultado de la diferencia de presión en Pascal
El sensor de nivel transmite únicamente el valor de medición sin offset a través de la interfaz IO-Link. El offset se debe sumar al valor de medición.
- Nivel de llenado del tanque como valor bruto
- Offset para el nivel de llenado
- Nivel de llenado con offset
