Contrôle de l'état

Il est devenu nécessaire pour les modèles d'entreprises et d'usines de fabrication modernes, d'inclure le contrôle de l'état des systèmes. Le contrôle de l'état (CÉ) des systèmes est le processus de surveillance des conditions ou des paramètres (vibration, température, etc.) de machines ou processus pour identifier les variations importantes qui sont un indicateur de défaut imminent. Le CÉ est un aspect important de maintenance prédictive pour l'entretien préventif.

Les entreprises sont toutes affectées par tout temps mort causé par les défaillances des machines ou pannnes d'alimentation. La prise de précautions en surveillant l'état, la santé et la viabilité des équipements est primordiale. Le contrôle de l'état permet d'utiliser des machines et infrastructures âgées plus longtemps qu'originalement prévu. De cette façon, les dépenses d'investissement peuvent être minimisées et les fonds dirigés vers d'autres affectations stratégiquement importantes.

1. Surveiller les machines à distance

Les machines de moulage par injection ont une durée de vie allant jusqu'à 30 ans. Il y a 30 ans l'Internet et les téléphones cellulaires n'existaient pas. Ces machines âgées valant leur pesant d'or peuvent être utilisées encore plusieurs années même avec leurs pièces mécaniques nécessitant entretien. Avec l'ordinateur de périphériques industriels MICA de HARTING, vous pouvez moderniser vos machines existantes de façon numérique par la mise à niveau d'un excellent contrôle d'état. MICA accepte tous les protocoles majeurs des machines de moulage par injection (Euromap 15, Euromap 63 et OPC-UA). De cette façon, vous pouvez connecter vos machines à de nouveaux systèmes de technologie de l'information et le milieu nuagique.

2. Recueillir et visiualiser des données en temps réel pour conjecturer les problèmes d'avance.

Dans l'industrie, les temps morts inattendus ont des conséquences graves et dispendieuses. Le contrôle de l'état avec MICA fournit un visionnement transparent de la santé de l'équipement. Aussitôt qu'un paramètre est hors des normes prévues, une action de contrôle peut être appliquée à la situation. Ceci prévient les temps morts durant les périodes normales de travail.

3. Utiliser l'information du contrôle de l'état pour prévenir des problèmes à distance

Certaines applications ne peuvent être surveillées que de façon éloignée. Un exemple de ceci est les carters d'engrenage d'éoliennes. Des renseignements fournis par le contrôle de l'état comme la température d'échauffement de points critiques permettent de faire des ajustements dans le cas où les paramètres seraient à l'extérieur des écarts permis. Par exemple la modification de la vitesse de rotation peut réduire la température interne de l'éolienne.

4. Réduire les coûts de réparation et de déplacements par permettant une commande à distance

Un des coûts importants des temps morts d'équipements éloignés comprend les frais pour le déplacement et la compensation du temps du personnel de service. L'utilisation des données numériques de capteurs associées à leur équipement est le moyen le mieux adapté pour éviter les temps morts. L'entretien peut être planifié aux moments les plus pratiques et réduisant les coûts.

5. Avoir accès à des données en temps réel dans votre poche

Ne vous souciez plus jamais à propos de vos équipements durant la nuit ou lorsque vous êtes en déplacement. Leur état peut être surveillé en tout temps et en tout lieu (avec alarmes de prévention) pour que vous ne soyez jamais pris au dépourvu.
 

Trousse MICA CISS

Démarrez le prototypage de votre solution avec la trousse de démarrage complète MICA CISS de HARTING. Cette trousse contient tout le nécessaire pour une application de base de contrôle de l'état.

La situation

Pour réduire le besoin d'entretien, un fabricant de boîtes d'engrenage pour génératrices éoliennes désirait maximiser le rendement de son produit. Pour ce faire, ses concepteurs recherchaient une solution pouvant mesurer de façon constante la température interne du carter d'engrenage. En cas de températures hors limites, mesurées par les capteurs du carter, un système de commande devait soit contrôler une réduction de vitesse de l'éolienne ou commander son arrêt. Après l'atteinte de la plage normale de température de fonctionnement de l'engrenage, la pleine vitesse de l'éolienne serait autorisée. De plus, pour prévenir toute surchauffe, l'information serait utilisée à un emplacement centralis pour rassembler une vue de l'état de santé générale de la centrale éolienne.

La mesure de température par fils de capteurs montés sur un engrenage de carter ou sur un rotor de génératrice à l'intérieur d'un bâti étant impossible en raison de la rotation (sauf par l'ajout de bagues et de balais collecteurs, qui causeraient un accroissement du besoin d'entretien et du volume des bâtis). La localisation typiquement éloignée des parcs d'éoliennes demandait une solution de mesure sans entretien  et ce la solution de mesurage devait également ne pas comprendre des dispositifs à piles nécessitant remplacement périodique. Malgré ces restrictions, une solution est toujours possible en utilisant des dispositifs RFID UHF passifs puisque l'alimentation peut leur être acheminée par une antenne RFID par voie hertzienne. Le capteur ETBv2 de HARTING ainsi alimenté peut activer le capteur de température et également émettre un signal RF de température dynamique nécessaire à un récepteur externe. En plus de ces exigences de communication, la solution requise devait pouvoir traiter l'information localement pour que les anomalies de températures puissent obtenir une rétroaction et un traitement appropriés sur le champ.

Notre solution

MICA RF-R350

• Antenne : Ha-VIS RF-ANT MR20 ou Ha-VIS LOCFIELD®
• Transpondeur : Ha-VIS ETBv2

La solution reconnue a utilisé l'équipement MICA RF-R350 combiné avec un des transpondeurs RFID de HARTING : le modèle Ha-VIS ETBv2. Le transpondeur ETBv2 est approuvé pour utilisation sur des pièces métalliques et est encapsulé dans un boîtier de classe de protection IP67, le rendant idéal pour l'application envisagée. Ce transpondeur comprend un collecteur d'alimentation permettant le fonctionnement d'un capteur de température PT1000 associé et de capturer son signal de température. Ce transpondeur passif a la capacité de capter une alimentation hertzienne pour alimenter le capteur de température. Ceci permet de localiser le capteur de température à un endroit autre que son lecteur-transmetteur de contrôle extérieur. Ce système permet la détection précise de température à l'intérieur de carters métalliques, aux points de surveillance critique de l'état des engrenages. Le transpondeur ETBv2 est localisé sur l'engrenage à l'intérieur du carter, et à chaque tour de rotation passe dans le champ de l'antenne du lecteur Ha-VIS RF-R350. L'antenne située en position fixe sur le carter de l'engrenage est alimentée par le bloc d'alimentation de l'installation.

Lors du passage du transpondeur dans le champ de l'antenne le signal de température est lu et transmis à son unité MICA RF-R350 pour traitement. La souplesse du logiciel compris permet au système MICA de lire les données brutes et de les traiter localement. Le système MICA peut également envoyer une directive au système de commande des pales pour réduire la vitesse d'entraînement de l'engrenage si la température détectée est hors limite. De plus, le système MICA emmagasine et transmet l'information à un système nuage permettant une analyse individuelle de chaque engrenage d'éolienne pour fournir une vue générale de l'état de santé des engrenages du parc. La combinaison du système MICA RF-R350 avec les transpondeurs RFID de HARTING a permis de fournir une solution complètement autonome pour assurer un bon rendement des équipements et prévenir les temps morts des éoliennes.

La situation

Un fabricant d'automobiles désirait prolonger la vie des équipements de leurs chaînes de montage de dix ans et de prévenir les temps d'arrêt pour optimiser leur rendement de production. La société devait surveiller les paramètres de leurs équipements en temps réel de sorte que si quoi que ce soit devenait hors norme, un entretien ordinaire pourrait être effectué sur le champ. La société déssirait également minimiser les temps d'arrêt. Ceci signifiait qu'ils auraient besoin d'être avisé aussitôt qu'un paramètre de fonctionnement excédait les écarts permis pour pouvoir apporter une correction avant qu'il ne se produise une défaillance de la chaîne de montage ou un bris d'équipement.

Notre solution

Le fabricant a utilisé un système MICA de HARTING avec une interface MODBUS/RTU de MODBOX (en partenariat avec Formsmedia) et un capteur personnalisé. Cette solution surveillait les vibrations, la température et l'intensité du courant du convoyeur et de son entraînement. Si un paramètre sortait des plages de fonctionnement, une alerte était lancée sur le champ et le problème était traité avant l'occurrence d'un arrêt inattendu.

Les machines, comme toute autre chose, ont une vie utile d'utilisation qui dépend sur plusieurs facteurs importants. Le meilleur des soins qui sera apporté aux machines en répondant à leurs besoins, le plus longtemps elles pourront être utilisées et meilleur leur fonctionnement sera durant cette durée de vie.

Pour nous, ce sont des facteurs comme le poids, et la pression artérielle, qui sont utilisés pour déterminer l'état de santé d'une personne. Lorsqu'un de ces facteurs est hors d'une plage normalisée, on nous recommande des modifications , soit dans notre alimentation ou par médication pour ramener celui-ci à l'intérieur des paramètres normaux nous permettant d'expérer de vivre plus longtemps. Bien que les conditions sont différentes, la même philosophie s'applique pour la santé et la vie des machines. Si un paramètre de machine excède la plage de fonctionnement acceptable, ceci est une indication que cette machine devra être l'objet de maintenance pour ramener ce paramètre à l'intérieur des limites désignées. Par exemple, si une machine consomme substantiellement plus de courant que normalement ou qu'une autre machine semblable, ce sera une indication d'un besoin d'intervention sur celle-ci. Certains problèmes peuvent ne pas être visibles ou détectables jusqu'à ce que la machine tombe en panne. C'est la raison pour laquelle un logiciel et matériel désignés pourraient être requis. À la longue, la surveillance de l'état de santé des machines et la réalisation d'entretiens suivis augmentera leur rendement opérationnel, réduira les coûts dus aux temps morts et prolongera la vie de fonctionnement utile des machines.
 

Comment surveiller l'état de santé des machines

Pour surveiller une machine, diverses techniques d'esssais non destructifs (E.N.D.) sont utilisées comme la détection de vibrations, de lumière et de température. Ceci est réalisé en grande partie par l'entremise de capteurs directement raccordés à une machine. Les données du capteur doivent être fournies à un dispositif qui puisse les recueillir et les colliger et à un logiciel pouvant les visualiser pour permettre d'être passées en revue par un opérateur. Bien qu'il existe différentes façons de traiter des données comme les téléverser dans un nuage ou dans un autre ordinateur en réseau. La meilleure faço est de traiter les données directement au point de captation. Cette pratique est connue sous l'appellation « Traitement en périphérie » et un ordinateur fonctionnant à cet endroit est un dispositif de calcul en périphérie, également nommé dispositif en périphérie. Les dispositifs de calcul en périphérie peuvent trier une grande quantité de données et envoyer sur le nuage que les données importantes. De plus, si un problème grave nécessitant une rétroaction urgente se présente, le dispositif de calcul en périphérie pourra prendre action beaucoup plus rapidement que si les calculs étaient relégués au nuage. Par exemple, si la température sur une machine atteint un point critique, le dispositif de calcul en périphérie peut l'arrêter sur le champ.

Comment commencer la surveillance de l'état de santé des machines

Un bonne pratique est de commencer avec une machine comme prototype de votre solution et d'évaluer les avantages avant de faire un investissement plus substantiel. Le meilleur moyen de démarrer est avec la trousse de départ complète pour IIoT, MICA CISS de HARTING. Cette trousse possède tout le nécessaire pour une application de base de contrôle de l'état, comprenant le dispositif en périphérie MICA de HARTING, un capteur CISS Bosh qui peut surveiller huit paramètres ainsi que le logiciel de fonctionnement. Ce qui est le plus intéressant, c'est que vous pouvez commencer la surveillance de l'état de votre machine en moins de dix minutes.