Come il monitoraggio remoto migliora la manutenzione delle macchine

March 12, 2018

IIoT sta trasformando il modo in cui i produttori identificano i problemi nell'impianto, poiché le più recenti soluzioni wireless affrontano le sfide dell'integrazione.  Leggete l'articolo per saperne di più su come le tecnologie wireless rendono la manutenzione delle macchine più semplice ed efficace.

Una luce rossa lampeggiante nell'impianto spesso segnala un problema su una linea di produzione o in una cella di lavoro. È una scena familiare negli ambienti di produzione snella, dove questi segnali di Andon aiutano i lavoratori dell'impianto a identificare rapidamente i problemi prima che portino a tempi di fermo eccessivi.

Al di là dell'impianto, gli avvisi tradizionali di Andon non forniscono molte informazioni sulle cause delle interruzioni o sulle tendenze della manutenzione. Ma i produttori possono ora sfruttare l'Industrial Internet of Things (IIoT) per espandere le capacità dei sistemi di monitoraggio della manutenzione esistenti, come i segnali Andon.

L'IIoT elimina i silos di dati, in modo che i dati a livello di dispositivo siano accessibili a tutto il team operativo. Fornisce informazioni preziose sulle prestazioni delle macchine, sulle inefficienze dei processi e su altri rischi potenziali. In questo ambiente intelligente, i sensori wireless consentono il monitoraggio remoto in tempo reale delle prestazioni delle macchine. I produttori possono utilizzare le informazioni per aumentare l'efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE), che è un calcolo dell'efficienza del processo di produzione.

Nel mondo mobile di oggi, le reti wireless sono ovunque. I vantaggi sono evidenti: eliminando le limitazioni dei cavi nei sistemi convenzionali, le reti wireless migliorano la registrazione dei dati e il monitoraggio e il controllo dei processi, mantenendo elevati livelli di sicurezza e integrità.

Ma fino a poco tempo fa, l'implementazione di una rete wireless all'interno dell'impianto era una sfida. In passato, i sistemi wireless erano difficili da installare e mantenere. Oggi molte soluzioni di monitoraggio remoto possono essere integrate in un'unica unità economica. Alcuni degli attributi chiave di questo sistema integrato includono:

• Portabilità: dispositivi di I/O che i produttori possono facilmente installare e poi disinstallare e spostare in una nuova posizione quando cambiano i requisiti di monitoraggio.
• Meno manutenzione: la radio, i terminali di I/O e lo schermo LCD sono inclusi in un unico alloggiamento. Ciò significa che i problemi meccanici e di cablaggio da inserire nel programma di manutenzione sono meno numerosi.
• Maggiore analisi dei dati: un singolo dispositivo di I/O wireless può raccogliere le letture dei sensori sia digitali che analogiche e inoltrare questi dati a un punto di raccolta centrale per l'analisi. Inoltre, le letture di più sensori possono essere aggregate in un unico dispositivo gateway prima di essere inoltrate a un sistema controllato dall'host per l'analisi.

Ora i produttori possono rendere accessibili i dati a livello di dispositivo agli operatori e ai responsabili degli impianti, fornendo preziose informazioni sull'OEE. I tre fattori principali inclusi nel calcolo dell'OEE sono la disponibilità, le prestazioni e la qualità.

  Il risultato del calcolo fornisce dati utili per prendere decisioni sulle cause degli sprechi in un processo produttivo. È qui che l'accesso ai dati dei sensori e delle spie diventa molto importante. I dati registrati dai sensori e dalle spie luminose installate sulle macchine possono aiutare i produttori a calcolare l'OEE e a identificare i passi da compiere per migliorare l'efficienza di macchine, processi e persone.

Quando un operatore "tira il cavo di Andon" o attiva un allarme, in genere una luce o un display collegato alla macchina segnalano solo un arresto o un problema della macchina. Non fornisce molte informazioni su ciò che sta accadendo internamente. Gli operatori devono monitorare manualmente i rallentamenti o le interruzioni delle macchine, il che spesso richiede ore di lavoro aggiuntive e inefficienze.

Gli avvisi abilitati all'IIoT forniscono sia lo stato della macchina locale che lo stato remoto di ciascun modulo luminoso. Gli indicatori di stato remoti provenienti dalle torri luminose wireless e da altri sistemi di allarme consentono agli utenti di registrare le tendenze dei tempi di attività delle macchine e dei conteggi dei cicli.  L'acquisizione di questi dati aiuta gli impianti a determinare gli intervalli di manutenzione e a prendere decisioni sugli investimenti in nuove macchine.

Inoltre, aiuta i produttori a identificare se una macchina o un operatore sta causando un collo di bottiglia. Ad esempio, gli operatori possono attribuire il mancato raggiungimento degli obiettivi di produzione ai tempi di fermo macchina, mentre il personale addetto alla manutenzione indica come causa principale l'inefficienza dei lavoratori.

I responsabili dell'impianto possono utilizzare la raccolta dei dati in tempo reale per verificare con precisione se i ritardi sono dovuti al fermo macchina o all'inefficienza dell'operatore. Per le grandi aziende con più stabilimenti, queste tendenze possono essere trasmesse a una postazione centrale e confrontate da stabilimento a stabilimento per identificare e replicare i successi degli stabilimenti più performanti.

I sistemi basati su sensori wireless eliminano questa barriera. Ad esempio, i produttori possono tenere traccia degli aumenti delle vibrazioni delle macchine, che sono una delle cause principali dei problemi di manutenzione delle macchine. Le vibrazioni della macchina sono spesso legate a parti sbilanciate, non allineate, allentate o usurate. Quando aumentano, le vibrazioni possono danneggiare il macchinario.

Monitorando in remoto i diversi componenti delle macchine, gli impianti possono rilevare le vibrazioni in eccesso prima che causino fermi macchina non programmati. Il tipico monitoraggio delle vibrazioni abilitato dall'IIoT prevede l'uso di un sensore di vibrazioni wireless che agisce come una "spia del motore" per le macchine misurando la velocità al quadrato della media (RMS). La velocità RMS fornisce la misura più uniforme delle vibrazioni su un'ampia gamma di frequenze della macchina.

Con la soluzione di monitoraggio delle condizioni di Banner, un algoritmo di apprendimento automatico stabilisce una linea di base delle vibrazioni per la macchina. Quando una macchina supera la sua soglia, il sensore wireless di temperatura e vibrazioni può fornire informazioni all'utente locale, a una torre luminosa wireless centralizzata o a un dispositivo mobile via e-mail o messaggio di testo. Il sensore può anche inviare dati sulle vibrazioni e sulla temperatura a un controllore logico wireless o a un PLC per la raccolta e l'analisi.

Le funzionalità di monitoraggio a distanza continueranno ad aiutare i produttori a identificare e a porre rimedio agli sprechi all'interno dei loro impianti. I progressi nelle capacità di integrazione continueranno a minimizzare i costi e i tempi di realizzazione delle implementazioni IIoT.

Il risultato: i produttori possono raccogliere rapidamente e facilmente i dati necessari per identificare la causa principale dei problemi di produzione e implementare misure per aumentare l'efficienza e prevenire future interruzioni.

Questo articolo è stato pubblicato originariamente su New Equipment Digest e viene ripubblicato con autorizzazione.