FAG VibroCheckSistema de supervisión online

para la industria pesada

Información técnica

A Member of the

Schaeffler Group

Supervisión del estadomediante análisis devibraciones

Hasta hace pocas décadas, el estadode la mayoría de los equipos sejuzgaba mediante observación porparte del usuario. Sin embargo, con las máquinas cada vez máscomplejas este tipo de determinaciónde errores ya no era adecuado parauna evaluación fiable del estado delos diferentes componentes.Por esta razón se desarrollaronsistemas de medida y de evaluaciónque permiten una evaluación exactadel estado de la máquina.

Además de valores de proceso y parámetros de máquina, como p.ej.temperatura, presión y momento detorsión, se empezó a utilizar cadavez más el análisis de vibracionespara el diagnóstico de máquina.Para ello la vibración generada poruna máquina se registra con unsensor y las señales se procesandebidamente y se evalúan acontinuación.Generalmente, los defectos o dañosen componentes de máquinaaumentan las vibraciones.

Normalmente, los controladoresde vibraciones convencionalesdeterminan un valor acumulativode estas vibraciones que se comparacon un valor límite predefinido. Sin embargo, en la práctica el usode sistemas de supervisión hademostrado que esta descripcióndel estado de la máquina no esadecuada para una detección precozde daños o fallos, si se utilizanexclusivamente valores característicosfísicos, tales como el valor máximo,el valor efectivo o el valor medio.Como cada valor característico se

compone de la suma de un grannúmero de vibraciones, las señalesde daños deben alcanzar unaamplitud elevada, antes de poderefectuar un cambio perceptible.Además, con velocidades de giroalternas el método no trabaja deforma eficaz.

Por este motivo, VibroCheck utilizala supervisión selectiva defrecuencias. De esta forma sedetectan incluso pequeños dañoscon antelación, ya que aumentan la amplitud de las frecuenciascaracterísticas.

Adicionalmente, VibroCheck utilizael análisis de envolvente, puestoque es especialmente idóneo parala detección de impulsos de choque,que aparecen por ejemplo en dañosde engranajes y de rodamientos.

Ventajas de VibroCheck

• VibroCheck minimiza el riesgo delfallo imprevisto de un elementode máquina y apoya la reparaciónrápida de daños.

• Mediante la alarma inmediata a través de E-Mail o SMS segarantizan tiempos mínimos dereacción.

• No se requieren expertos envibraciones in situ. Los datospueden ser analizados einterpretados por serviciosexternos o expertos en CM enotros lugares a través de accesosremotos

• La disponibilidad permanente dedatos de supervisión asegura unahistoria ininterrumpida.

Supervisión del estado · Ventajas · Ámbito de aplicación

1

• VibroCheck automáticamentedetecta desequilibrio,desalineación así como dañosen rodamientos y engranajes.El colaborador puede detectar deun vistazo el lugar y alcance de undaño a través de la comprensiblevisualización del monitor demáquina.

• La visualización de procesosayuda a los operadores demáquinas a adjudicar las alarmasinmediatamente de una mirada.

• La posible integración en web delsistema de control de la máquinaminimiza la cantidad de lasfuentes de información en la salade control de la máquina.

Ámbito de aplicación

El sistema de supervisión “online”VibroCheck se utiliza para lasupervisión permanente deelementos vitales de máquina,tales como rodamientos ytransmisiones.Debido a la elevada precisión de predicción e identificaciónprematura de posibles daños, sepueden aprovechar de forma óptimalas paradas planificadas y reducirseeficazmente los tiemposimproductivos. De esta manera se previenen de forma segura loscostosos daños subsiguientes.Mediante la vinculación a un sistemaCMMS se pueden automatizar yreducir aún más el stock de repuestosy los trabajos de mantenimiento.El VibroCheck es ideal cuando sedebe supervisar un gran número depuntos de medición, como p.ej. enlaminadores, fábricas de papel ocentrales eléctricas.

Construcción y función

Como la complejidad de máquinasy equipos en los que se puedeutilizar VibroCheck es diferente encada caso, la medición, transmisióny hardware del sistema debenadaptarse a esas condiciones. Sólocon la versión básica se puedencontrolar hasta 128 sensores. Éstapuede ampliarse hasta 2048 sensoresen la versión más compleja. Esta versión aprovecha todas lasconexiones del sistema disponibles.Por regla general, cada aplicaciónindividual posee la misma estructura,véase figura 1.Las señales de vibración se detectanmediante sensores de aceleraciónque están fijados en la máquina asupervisar. La señal se transmite através de un cable reforzado a las

cajas de conexión. El alojamiento yel refuerzo del cable del sensor sonde acero inoxidable y garantizan unfuncionamiento seguro, incluso enambientes agresivos hasta +140 °C. Las cajas de conexión intermediassirven de concentrador de losdiferentes cables de sensor. Las cajas de conexión se fabricande acero inoxidable o aluminio. En cada caja convergen las líneasde hasta ocho sensores. A partir de este punto, las señalesse transmiten a través de un cablede datos estándar. Ello minimiza eltrabajo de cableado y por lo tantolos costes.Desde las cajas de conexiónintermedias las señales se llevan a los multiplexores, que puedenacomodar 16 canales cada uno.Hasta 8 multiplexores pueden

Construcción y función

2

posicionarse en serie. En el casoideal se colocan 2 multiplexores enun armario de distribución. A travésde los multiplexores, los diferentescanales de medición seinterconectan cíclicamente. Al final de la cadena de multiplexoresse encuentra la unidad básica deVibroCheck. Mientras que las cajasde conexión intermedias y losmultiplexores se instalan en lamáquina, la estación base seencuentra generalmente en elpuesto de control. La estación basese compone de los doscomponentes principales, el grupofiltro (VC-FILT) y la unidad ordenador.Ambas unidades están diseñadascomo unidades de 19˝, y se montanen un armario de distribución propio.En cada estación base se puedenconectar dos ramales con ocho

ModemLAN

Internet

GMSE-Mails/SMS

ModemLAN

Internet

GMSE-Mails/SMS

F´IS Service Center

Servidor Estaciones base

SensoresSensores

1

1

2 8

8

Series de multiplexores

Series de multiplexores

Fig. 1: Estructura

Fig. 2: Caja de conexión intermedia

Fig. 3: Multiplexor

multiplexores respectivamente. De esta forma se pueden conectar128 sensores por ramal, es decir untotal de 256 por estación.Las señales de entrada pasan por la unidad de filtro. Aparte delfiltrado se amplifican las señalesde medición.Además se capturan aquí las señalesde velocidad bien como señalesanálogas de los accionamientos obien a través de OPC de un controlde máquina superior.Las estaciones base pueden operarindividualmente o en una red local(LAN). Un funcionamiento en red serequiere sólo si el sistema consta demás de una estación base. En cadacaso, la primera estación base actuade servidor. Éste se encuentrapreferentemente en el puesto decontrol. El servidor asume lacomunicación con hasta sieteestaciones de trabajo, por loscuales se amplia el sistema.Así se pueden administrar hasta2048 puntos de medición con unVibroCheck. Cada una de las estaciones baseregistra los datos de los sensoresconectados. Realiza una auto-supervisión de los sensores

conectados. De esta forma sedetectan tanto las roturas del cablecomo los cortocircuitos. Además, elsoftware realiza una verificación deplausibilidad. Aparte de losacelerómetros se pueden utilizarotros sensores para supervisartemperatura, presión, fuerza,corriente, potencia, etc.En cada estación base losresultados de medición se guardanlocalmente hasta 10 días, paraevitar la pérdida de datos en casode fallo en la red.El servidor recupera los datos delas diferentes estaciones. Aquí seanálizan y guardan los datos.

Construcción y función · Filtraje

3

Filtraje

VibroCheck trabaja con un métodode tratamiento de señales único:Dos filtros universales regulablesen cascada permiten característicasde frecuencia libremente definiblesa través de un programa de diseñode filtros. De esta manera lasfrecuencias se pueden reforzar osuprimir. De esta forma se reducen lasconocidas resonancias de máquinareduciendo la amplitud, de modoque se mejora la visualización dedaños incipientes en componentesy se detectan antes.

Fig. 5: Configuración del filtro

Fig. 4: Estación de base VC

Estrategia de supervisión

VibroCheck utiliza tres métodosde supervisión diferentes eindependientes: 1. Características globales2. Características espectrales3. Sistema experto para máxima

precisión de predicción.Además existe una auto-supervisióncontínua del sistema, incluidos lossensores.

Parámetros y sistemaexperto

VibroCheck supervisa variosparámetros globales:• Valor efectivo total de la velocidad

de vibración con límites definidosde 10 Hz a 1 kHz(ISO 10816)

• Valor efectivo total de la señalenvolvente de la vibración enunidades de aceleración enfrecuencias límite librementeelegibles desde 5 Hz a 20 kHz

• Valor efectivo total de la señalbruta de la vibración en unidadesde vibración sin filtrado ydemodulación

Para detectar errores, tales comodesequilibrio y desalineación,VibroCheck también genera valorescaracterísticos calculados a partirde estrechas bandas de frecuenciaen función de la velocidad.Paralelamente, con los parámetrosgenerales de supervisión, elusuario dispone de un sistemaexperto automático y basado enreglas, que puede vigilar hasta 20 componentes diferentes porsensor. De esta forma se puedenvigilar todo tipo de rodamientos y

engranajes cerca de un sensorrespecto a la aparición de modelos

Estrategia de supervisión · Parámetros y sistema experto

4

de frecuencia relacionados concomponentes.

Fig. 7: Sistema experto

Información de alarmaInformación de alarma

E-MailInternet

Supervisión Supervisión Supervisión Supervisión

Información de alarmaInformación de alarma

Información de alarmaInformación de alarma

SMS

Parametros Globales Parametros Globales

Parametros espectrales Parametros espectrales

Sistema experto Sistema experto

Fig. 6: Estrategia de supervisión

Límites de alarma

Para la validación y ajuste de loslímites de alarma se registranseñales adicionales dependientesdel proceso (velocidad, temperatura,presión, momento de torsión), quetienen una influencia directa en laseñal de vibración. Se pueden utilizar hasta dosparámetros para una supervisióndel campo característico.

De esta manera se evitan lasalarmas falsas de forma segura.

Visualización

La visualización personalizadasegún requisitos del cliente yadaptada para cada instalaciónproporciona una superficie demando, que da una vista generalrápida sobre el estado de lainstalación. A través de unaestructura de la instalación devarios niveles, el usuario puedemoverse desde una vista generalhasta cada punto de mediciónindividual. Un “cambio de color” en el sensor llama la atenciónsobre una alarma.

Límites de alarma · Visualización

5

Fig. 9: Visualización personalizada para el cliente

Fig. 8: Generación de límites de alarma

Grupo 1A Lado operario

Criba tensoraX19600

Historia

El histograma da al usuario unavista sobre todos los sucesos ydatos en relación con el punto demedición individual. De esta formarecibe una documentación completasobre la duración de vida, lafrecuencia de daños y también loscambios realizados para cadacomponente supervisado.

Comunicación y telediagnóstico

Las estaciones base pueden operarindividualmente o en una red local (LAN). Sin embargo, unfuncionamiento por red sólo serequiere cuando el sistema constade más de una estación base.

VibroCheck ofrece herramientasque permiten la televigilancia deuna instalación. La transferencia de datos entre la instalación y elordenador de diagnóstico seestablece utilizando el protocoloTCP/IP. De esta forma el sistema se puede administrar a distancia.También se puede realizar untelediagnóstico donde se debanrealizar pruebas y lecturasadicionales.

Aparte de alarmar al F’IS DiagnoseCenter, las alarmas se puedentransmitir a través de e-mail o SMSdirectamente al equipo demantenimiento y/o un centro dediagnóstico propio.

Variaciones de aparatos/ Construcción modular

En caso necesario, temporalmentepueden monitorizarse rodamientosadicionales a través de unacelerómetro móvil con basemagnética y cable alargador. Estosacelerómetros se conectan a loscanales libres de la estación base.

Historia · Comunicación y telediagnóstico · Variaciones de aparatos

6

Fig. 10: Histograma

Sistemas operativos soportados para la instalación • Windows NT 4.0 (a partir de SP4)• Windows 2000 Professional• Windows XP Professional

Sistemas operativos soportados para interface de usuario • Windows 95• Windows 98• Windows NT 4.0 (a partir de SP4)• Windows 2000• Windows XP

Número máximo de • 2048señales de aceleración conectables (físicas)de ellas por ramal de multiplexor • 128

por estación (unidad de ordenador) • 256

Número máximo de puntos de medición configurables • 4096 (los puntos de medición físicos puedensupervisarse de forma múltiple mediante diferentesconfiguraciones del punto de medición )

Factor de exploración máximo • Estándar: 51,2 kHz (20 kHz ~ 2,56)• Factor mayor posible, en función de la tarjeta de

adquisición de datos de medición utilizada

Longitud máxima de las diferentes señales temporales • Estándar: 8192 valores• Longitud superior posible, en función de la tarjeta

de adquisición de datos de medición utilizada

VC-FILT • 2 filtros universales; función de filtro predefinida y definida por el usuario: filtro de paso alto, filtro de paso bajo, filtro debanda, filtro supresor de banda

• CutOff: de 20 Hz hasta 20 kHz en pasos de 5 Hz

Resolución de la señal • Según la tarjeta de adquisición de datos demedición entre 12 y 16 Bit

• Adicionalmente 48 fases de amplificación antes de la conversión A/D

Tarjetas de adquisición de datos soportadas • ME 2000• ME 1400• ME foXX• PC-30G• ME 260/300• MKS 16• OPC Client Interface

Datos técnicos

7

Descripción / Función Datos

Datos técnicos

8

PZS 4 • Sensor de aceleración con cable reforzado de acero integrado

• En longitudes de 5 m, 7 m, 12 m, 20 m• Salida lateral del sensor• 100 mV/g• 0,4 Hz hasta 11 kHz• –30 °C hasta +140 °C

Sobre consulta, pueden suministrarse otros sensores.

Sensores Datos

VC-FILT (unidad de filtro) Rack de 19 pulgadas, 3 HEOrdenador VC Rack de 19 pulgadas, 3 HEArmario para VC 600 ~ 2000 ~ 800Armario para multiplexor 400 ~ 400 ~ 220Caja de conexión intermedia 200 ~ 200 ~ 80

Medidas Ancho ~ Alto ~ Grueso [mm]

Todos los datos han sido elaborados

y verificados con gran cuidado. Sin

embargo, no nos hacemos responsables

de posibles errores o datos incompletos.

Nos reservamos el derecho a introducir

las modificaciones necesarias para un

progreso continuo.

© por FAG 2005.

Reproducción, total o parcial, sólo pre-

via autorización nuestra.

TI N° WL 80-67 S

FAG Sales Europe-Iberia

Pol. Pont Reixat

08960 Sant Just Desvern

Tel.: +34 / 93 480 34 10

Fax: +34 / 93 372 92 50

email: marketing@es.ina.com

Internet: www.inaiberia.es / www.fag.com 98

,5/0

6/0

5 Im

pre

so e

n A

lem

ania

po

r W

epp

ert

Pri

nt

& M

edia

Gm

bH