Internet Industriel des Objets IIOT : Comment la surveillance IIoT améliore la maintenance de la pompe

Des systèmes de mesure avancés peuvent être installés sur les systèmes de pompage existants pour permettre la surveillance de l'état en ligne et les futures technologies IIoT. Toutes les images sont une gracieuseté de National Instruments
L'Internet des objets (IoT) connecte des milliards de personnes via des applications logicielles telles que Twitter et WhatsApp et des plates-formes telles que iOS et Android. Les concepts IoT et la technologie de bas niveau se répandent dans l'espace industriel et stimulent l'efficacité commerciale. L'Internet industriel des objets (IIoT) permettra à terme de connecter des dizaines de milliards de «choses» que les entreprises utilisent pour fonctionner avec d'autres machines, le cloud, les systèmes de contrôle et les personnes.
Les pompes sont carrément sur la liste des «choses», et comme beaucoup d'autres actifs de grande taille qui ne génèrent pas de publicité de haute technologie, elles ont beaucoup à gagner avec cette poussée de technologie. Pourquoi avons-nous besoin de pompes IIoT? À quoi ressemble une pompe compatible IIoT?
Défis de la pompe
La disponibilité est sous le feu des défis en constante évolution qui ajoutent des risques et des coûts aux opérations. Cependant, alors que les centrales de production d'énergie fossile cherchent continuellement des moyens d'améliorer les performances et de réduire les coûts, la surveillance de l'état en ligne est mise en œuvre pour aider à gérer la surveillance de la mise à l'échelle des actifs critiques et des équipements de centrale équilibrés. Cela améliore la fiabilité et la disponibilité de l'ensemble de la centrale électrique. Bien que les pompes soient une «chose» à surveiller, les applications potentielles sont nombreuses et incluent les performances thermiques et la surveillance, la surveillance des émissions, la surveillance de l'état des équipements, la gestion des performances et des alarmes du système et les tendances des données.
L'âge de la retraite qui approche à grands pas de nombreux professionnels de la maintenance chargés de maintenir les moteurs, les pompes et les entraînements en état de marche aggrave encore ce problème de disponibilité. Ils prennent leur retraite et se tournent immédiatement vers le conseil privé en raison de la demande actuelle de l'industrie alimentée par le manque de professionnels qualifiés pour les remplacer. Cela est particulièrement difficile étant donné qu’une partie du temps d’un professionnel de la maintenance est consacrée à un itinéraire en transit entre les actifs pour prendre des mesures manuelles. Moins de personnel de maintenance sur le terrain signifie que ceux qui sont là passent encore plus de temps à collecter des données, dont une grande partie provient d'actifs opérationnels sains. L'objectif est de trouver les problèmes avant les temps d'arrêt coûteux et la mesure des actifs sains fait partie du prix payé pour réduire ce risque.
Un autre défi concerne l'âge des actifs mis en service. Les moteurs et les pompes plus anciens peuvent coûter plus cher pour continuer à fonctionner et augmenter le risque d'une panne imprévue. En bref, plus d'actifs doivent être surveillés plus souvent lorsque moins de professionnels sont disponibles dans l'industrie pour les maintenir en activité. Pour les industries de transformation, la santé des pompes, des moteurs et des entraînements peut faire la différence entre un quart de travail en douceur et une interruption coûteuse et imprévue. Pour éviter les temps d'arrêt imprévus, la fiabilité et la disponibilité sont des éléments essentiels de l'exploitation sûre des centrales électriques. Le maintien des équipements, tels que les pompes, selon des normes de haute performance améliore la compréhension de la dégradation des pompes. Un facteur clé pour maintenir une fiabilité élevée est l'utilisation de technologies de surveillance en ligne avancées qui permettent une surveillance continue des processus de l'usine.
Un exemple de logiciel IIoT axé sur l'amélioration de la disponibilité des actifs
Selon l'U.S. Energy Information Administration, les composants du parc de production d'électricité aux États-Unis varient en âge. Les générateurs hydroélectriques ont tendance à être les plus anciens, avec des générateurs nucléaires juste derrière eux. En revanche, la plupart des nouvelles capacités comprennent les centrales au gaz naturel et les ressources renouvelables, principalement éoliennes, mises en service dans les années 2000. Les technologies de surveillance sur un réseau distribué détectent les problèmes potentiels et fournissent des avertissements en cas de panne d'équipement ou de dégradation des performances.
Une nouvelle solution
La technologie IIoT relève ces défis en utilisant des technologies telles que l'informatique de pointe, l'analyse, l'accès au cloud et la prise en charge des appareils mobiles. Il y a dix ans, cette technologie était coûteuse et la gravité de ces défis était faible. Aujourd'hui, la loi de Moore, les plates-formes logicielles, le cloud et les appareils connectés inspirent des plans de maintenance plus intelligents. Récemment, lors de la Offshore Technology Conference 2016 à Houston, quatre entreprises ont présenté une pompe intelligente pour démontrer une variété de technologies qui répondent aux défis de l'industrie et aident les entreprises à fonctionner plus efficacement.
Le processus de surveillance automatique de cette pompe commence par une variété de technologies de capteurs. La pompe est équipée de plusieurs capteurs qui mesurent les vibrations, la tension, le courant, la température, la pression et le débit. Les passerelles IIoT conçues pour connecter la technologie opérationnelle à la technologie de l'information, en particulier pour les applications de friches industrielles, doivent être suffisamment ouvertes pour prendre en charge une gamme de capteurs, y compris les nouvelles technologies de capteurs lorsqu'elles sont fusionnées dans la plate-forme IIoT. Pour cette démonstration, une seule passerelle intelligente agrège les données de tous les capteurs connectés et choisit d'effectuer ou non un traitement local sur l'actif pour les déclencheurs d'événements et les alarmes.
En passant d'une routine de maintenance manuelle basée sur les itinéraires à une routine utilisant la surveillance en ligne des actifs critiques et quasi-critiques, les entreprises peuvent surveiller plus de machines plus souvent et permettre à leur personnel de passer plus de temps à diagnostiquer et à gérer les actifs au lieu de marcher ou de conduire. prendre des mesures. La capacité de calculer la puissance de l'actif peut aider à analyser les données en temps quasi réel et à améliorer la probabilité d'attraper des phénomènes transitoires. Cette capacité réduit également la bande passante réseau requise car les mesures dynamiques telles que les vibrations sont souvent exécutées à des dizaines de milliers d'échantillons par seconde. Il n'y a aucune raison de diffuser de manière excessive des mégaoctets de données à partir d'une pompe saine jusqu'au cloud.
La démonstration de la technologie de pompe avancée, comme on l'a vu à l'OTC 2016, montre un avenir d'actifs d'auto-diagnostic qui augmentent la disponibilité et réduisent les coûts d'exploitation.
Ce système avancé de surveillance de la pompe comprend également un moteur d'analyse qui peut effectuer des calculs diagnostiques et pronostiques sur la pompe. Ce sont des termes IIoT pour "Qu'est-ce qui va casser?" et "Quand va-t-il se briser?" Si le travail des ingénieurs de maintenance d'une usine de traitement de l'eau ou d'une centrale électrique est de faire fonctionner les choses, alors un système qui leur indique exactement ce qui ne va pas et combien de temps ils ont pour le réparer est utile. Ces moteurs d'analyse nécessitent un matériel avec plus de puissance de calcul que les passerelles de capteurs et les systèmes de surveillance classiques aujourd'hui. Certains matériels à plus forte puissance de calcul pour la prochaine génération de systèmes IIoT gardent à l'esprit la bande passante et la latence des informations en se rapprochant du «bord» où les données sont acquises. Ces plates-formes de serveurs plus robustes permettent aux entreprises d'acquérir des informations exploitables avec moins de bande passante pour un pontage plus efficace entre la technologie de l'information et la technologie opérationnelle. C'est une autre façon de dire: «Vous n'obtenez que ce dont vous avez besoin uniquement lorsque vous en avez besoin» à partir de votre système de surveillance de la santé des actifs.
Plateforme multiforme
Les plates-formes logicielles IIoT aident à gérer de vastes ensembles de données et à les fournir sous forme d'informations exploitables aux opérateurs commerciaux. Dans cette démo, la plate-forme logicielle IIoT agrège les données de la passerelle de capteur et du moteur d'analyse pour les afficher sur un tableau de bord de niveau supérieur qui fournit des fonctionnalités informatives concernant la santé de la pompe. Ces caractéristiques comprennent la tête dynamique totale, la puissance et les meilleurs chiffres d'efficacité de la pompe ainsi que des informations de diagnostic et de pronostic.
Avec un petit groupe de professionnels de la maintenance expérimentés qui n'auront pas à voyager autant, les grandes entreprises peuvent accéder à ces informations de n'importe où dans le monde et garder un œil sur la santé des actifs. Les petites organisations qui ne disposent pas de leurs propres groupes de maintenance peuvent utiliser cette technologie pour communiquer avec des experts des services de conseil à distance. Les experts rémunérés peuvent se connecter à un serveur et voir chaque actif sous contrat.
Lorsque les entreprises doivent desservir des actifs défaillants, elles peuvent utiliser cette même plate-forme pour se connecter à des systèmes de réalité augmentée. Les systèmes aident les techniciens de maintenance sur site à voir les lectures des capteurs, les informations de diagnostic et même les procédures du manuel d'entretien à partir d'un casque portable tout en regardant l'actif.
Les techniciens de maintenance peuvent raisonnablement s'attendre à ce que les analyses intelligentes qu'ils utilisent à l'avenir pour diagnostiquer les pannes se connectent au logiciel d'approvisionnement pour commander automatiquement la pièce. L'IoT peut être utilisé pour commander du détergent à lessive en appuyant sur un bouton, et l'IoT commandera automatiquement les roulements et les joints. La technologie IIoT offre non seulement des gains d'efficacité pour les pompes et autres équipements lourds à l'heure actuelle, mais aussi beaucoup de marge pour l'innovation et d'autres avantages.

Brett Burger a rejoint National Instruments (NI) en 2003 après avoir obtenu un diplôme en génie aérospatial de la Texas A&M University. Il a commencé sa carrière en tant qu'ingénieur d'applications dans le programme de leadership en ingénierie, où il a assisté les clients de LabVIEW dans la file d'attente de support Platinum et est finalement devenu chef d'équipe pour les nouveaux ingénieurs de support. Depuis lors, Burger a présenté à de nombreux événements techniques et sites clients NI et sur la scène principale de la conférence NI Week 2010. Aujourd'hui, en tant que directeur marketing principal, il se concentre sur les technologies IoT pour les solutions de surveillance. Pour plus d'informations sur NI, visitez ni.com.

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