Monitoraggio diagnostico di un mulino per la produzione di ceramica

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Le soluzioni PRUFTECHNIK per l’individuazione ed anticipazione delle principali cause di guasto che possono pregiudicare il normale funzionamento delle macchine

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Strumentazione & Controllo

Figura 1 - A sinistra Schema mulino, a destra particolare di sensore accelerometrico montato su supporto del mulino
Figura 1 - A sinistra Schema mulino, a destra particolare di sensore accelerometrico montato su supporto del mulino
Figura 2 - Firma vibratoria del disallineamento della macchina
Figura 2 - Firma vibratoria del disallineamento della macchina
Figura 3 - Trend valori globali di vibrazione - Cascata di spettri
Figura 3 - Trend valori globali di vibrazione - Cascata di spettri

Introduzione

Macchine ad alta criticità necessitano di un ingente sforzo manutentivo per garantirne sempre il corretto funzionamento. Affidabilità e performance a lungo termine sono uno degli obiettivi ricercati dai progettisti. Tuttavia, l’imprevisto è sempre dietro l’angolo. Guasti improvvisi e inaspettati possono danneggiare e costringerci al fermo macchina, e nel caso di alta criticità introdurre dei costi elevati per mancata produzione.

Nel seguente articolo presentiamo un reale caso di manutenzione predittiva applicato al mondo della ceramica. I mulini per macinazione terra o smalto sono macchine a elevata criticità nel processo produttivo il cui guasto, o fermata improvvisa, può generare rallentamenti nei flussi di materia prima e ingenti danni economici all’azienda. Nell’articolo verrà esposta la strategia di monitoraggio in continuo della macchina tramite analisi delle vibrazioni. Tale metodo risulta efficace per il controllo della condizione del mulino e l’individuazione dell’insorgere di problematiche legate allo stato di salute dell’asset.

Si mostrerà come attraverso l’analisi delle vibrazioni sia stato possibile individuare e diagnosticare un disallineamento tra motore elettrico e riduttore del mulino. A valle dell’attività manutentiva, grazie alla strumentazione Pruftechnik per monitoraggio in continuo degli asset è stato possibile quantificare facilmente i benefici grazie ad un notevole riduzione del livello vibratorio della macchina.

La misura e l’analisi delle vibrazioni

Nel monitoraggio delle macchine rotanti l’analisi e lo studio delle vibrazioni riveste una importanza tutt’altro che marginale. L’accelerazione e la velocità di vibrazione sono i parametri chiave su cui basare una strategia di controllo degli asset. Tali informazioni, unite ad una opportuna e approfondita conoscenza dei parametri della macchina, permettono di valutare non solo la variazione rispetto ad uno stato vibrazionale iniziale, ma anche di individuare con precisione eventuali irregolarità o difettosità della macchina. La strumentazione utilizzata consiste nel sistema Pruftechnik VibGuard composto da centralina di acquisizione ed elaborazione dati e relativi sensori per la rilevazione delle vibrazioni. In generale il sistema online per monitoraggio VibGuard è configurabile per l’acquisizione sincrona di accelerazione, temperatura, misura della coppia dinamica, qualità dell’olio e velocità di rotazione della macchina. Tale strumento per l’acquisizione e valutazione di dati in continuo, permette di avere sempre un occhio puntato sulla macchina e all’occorrenza generare un allarme nel caso si verifichi l’insorgere di una problematica. Esempi tipici di guasti che colpiscono le macchine rotanti possono essere: sbilanciamento, disallineamento, allentamento meccanico e difetti ai cuscinetti.

Verrà di seguito riportato un caso di macchina disallineata, la cui condizione è stata rilevata grazie alla soluzione Pruftechnik per monitoraggio in continuo VibGuard, che ha permesso di formulare una diagnosi accurata del difetto e di intervenire prontamente per la sua correzione. Inoltre, l’acquisizione spinta ed in continuo ha permesso di registrare e visualizzare e successivamente quantificare i benefici di tale manutenzione.

A valle dell’installazione del sistema di monitoraggio, analizzando i contributi energetici nei grafici di spettro, è stato riscontrata una firma vibratoria ben nota agli analisti di vibrazione. Nel grafico sono presenti, e molto ben evidenti, picchi a frequenze pari alla fondamentale e alle sue due prime armoniche (1x 2x e 3x). Tra queste, la frequenza doppia alla fondamentale (2x) risultava particolarmente accentuata. Tale impronta vibratoria è indice di un disallineamento localizzato tra motore e riduttore.

Nella figura 3 viene mostrato l’andamento della vibrazione misurata sul mulino preso in esame. Nell’immagine di sinistra è mostrato l’andamento dei valori globali di velocità di vibrazione, mentre in quello di destra viene rappresentato il grafico in cascata degli spettri in frequenza. La linea tratteggiata indica la data in cui è stata effettuata l’attività di manutenzione incentrata all’eliminazione del disallineamento del treno macchina a seguito di controllo tramite sistema di allineamento laser Rotalign Touch.

A valle dell’attività manutentiva, l’effetto benefico risulta molto ben visibile ed apprezzabile in entrambi i grafici. Con una riduzione dell’ampiezza di vibrazione del 50%. Tale andamento risulta ancora oggi costante a conferma della bontà dello stato di salute della macchina.

L’effetto di un controllo continuo delle vibrazioni genera automaticamente dei benefici ed in particolare, un allineamento in tolleranza determina una diminuzione delle vibrazioni, minor usura dei cuscinetti, minor danneggiamento delle tenute giunto e guarnizioni, diminuzione degli attriti e quindi della potenza assorbita.

Telediagnosi

Per fornire valore aggiunto all’acquisizione dei dati di vibrazione, al sistema VibGuard viene spesso integrato un sistema di diagnostica remota. VibGuard è progettato per monitorare in continuo ed offrire all’operatore una panoramica circa lo stato di salute della macchina. L’interfaccia dinamica utilizzata dall’operatore di impianto, tramite Asset View, è una piattaforma semplice e intuitiva che può essere installata anche su dispositivi come tablet o smartphone.

Una volta che viene notificata via email una condizione di anomalia, o periodicamente, è possibile svolgere una diagnosi approfondita collegandosi da remoto al software di analisi OMNITREND Center che offre una completezza di informazioni e di dettaglio fondamentali per una completa analisi.

Con tali informazioni l’analista certificato anche in remoto, può generare in tempi rapidi un report dettagliato descrivendo i fenomeni individuati e le raccomandazioni specifiche.

Integrare alla macchina il sistema di monitoraggio VibGuard significa aumentare l’affidabilità grazie al permanente controllo in real-time con notifica di allarme e diagnosi da remoto. Inoltre, la raccolta e l’archiviazione di dati online permette l’implementazione di funzioni INDUSTRY 4.0 quali smart analytics, data mining, e machine learning.

Pubblicato il Aprile 9, 2020 - (128 views)
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