Monitoreo automatizado de vibraciones, para mantenimiento predictivo de motores eléctricos en plantas de alimentos

2.-Objetivo de la presente propuesta.
Ofrecer nuestro sistema automatizado de medición de vibraciones en motores eléctricos, como solución al requerimiento de mantenimiento predictivo en plantas de alimento.

3.-Metodología propuesta.
3.1.- En cada motor a definir, se instalarán sensores Wi Fi basados en acelerómetros MEMS (microelectromechanical systems) triA-xiales, con un BW de 5 Hz a 2 KHz. Estos sensores requieren ser energizados con fuente entre 9 a 24 Volts, 2 amperes.
3.2.-Se definirá un lapso de tiempo entre mediciones.
3.3.- Se configurará una plataforma on cloud (accesible mediante internet), que recibirá y procesará los datos recibidos, generando espectros en frecuencia, para su análisis.

• Automatiza el proceso de monitoreo de vibraciones y análisis inicial de espectro de frecuencias (Industria 4.0).

• Monitoreo remoto y con visibilidad en línea 24 x 7.

• Posibilidad de externalizar los procesos de  mantenimiento predictivo, contratándolo como un servicio, pudiendo así concentrarse en su giro de negocio.

• Despliegue de información y generación constante de reportes con indicadores clave, de manera que un operador sin mayor experiencia pueda interpretar fácilmente. (Formar un analista de vibraciones categoría IV toma alrededor de 4 años y un costo aproximado de 4 millones de pesos).

• Posibilidad de correlacionar otros eventos que ocurren en la instalación o planta, para detectar posibles motivos de falla. Ejemplo: Efectos sobre el desempeño de los motores producto de los armónicos en la red eléctrica debido al uso de Variadores de Frecuencia.

5.-Visualización de los datos.
5.1.- Para el caso de monitoreo de vibraciones, la visualización básica consiste en gráfico de aceleración ver sus tiempos, espectro de frecuencias con intensidad en escala lineal, espectro de frecuencias con intensidad en escala logarítmica.

6.- Insumos entregables.
• Sensores de vibración instalados en motores donde se defina (mediante acuerdo formal).
• Acceso a visualización en plataforma cloud.

7.- Características del servicio de monitoreo durante el mes de duración del piloto.
El servicio ofrecido considera el acceso vía web a la plataforma de monitoreo, para visualización gráfica de los datos obtenidos.

8.- Requerimientos para clientes (administradores de planta de alimentos).
• Entregar los permisos de acceso a la faena e informar sobre procedimientos y normativas relacionadas.
• Facilitar el acceso a los motores mediante plataformas levadizas o andamios.
• El cliente deberá proveer una conexión a la red eléctrica monofásica de 220 Volts o fuente DC de 9 a 24 Volts para cada motor a medir.
• Se debe disponer de un acceso aI internet mediante red WI FI accesible desde el silo a monitorear o posibilitar la instalación provisoria de un Access point durante el periodo de pruebas.
• Especificaciones técnicas de cada uno de los motores eléctricos a analizar.

¿Cómo se aplica el mantenimiento predictivo en los motores eléctricos?.
El mantenimiento predictivo de motores eléctricos, bombas centrifugas y ventiladores industriales requiere el análisis de vibraciones.
El análisis de vibraciones permite diagnosticar "la salud" del motor y encontrar fallas internas (a nivel de rodamientos, engranajes, aspas, etc.). Debido al alto costo de la hora/hombre del especialista en vibraciones, dicho análisis es realizado hoy en forma esporádica. Con Farmonitoring, al automatizarla toma de medición y generar un reporte inicial básico, se logra un monitoreo constante.
Para cumplir con los objetivos del mantenimiento predictivo se recomienda una solución de análisis de vibraciones en forma permanente, que permita obtener el estado de los equipos en tiempo real y despliegue información clave que un operador no experto pueda interpretar. Además, sus datos deben permitir la correlación con otros eventos que ocurren en la instalación o planta, para detectar posibles motivos de falla.

Cuando alguno de los componentes del rodamiento está dañado distinguiremos en el espectro de frecuencias la frecuencia fundamental correspondiente al elemento dañado, acompañada siempre de armónicos. En aquellos casos en que se desconozcan los parámetros físicos del rodamiento, hay unas fórmulas empíricas bastante aproximadas que nos permitirán determinar las frecuencias de deterioro de las pistas y de la jaula de un rodamiento en función tan solo del número de elementos rodantes y de la velocidad de giro: