Internet Industriel des Objets IIOT : IIoT appliqué: maintenance prédictive sur un compresseur

Vous envisagiez peut-être de créer une application Internet des objets (IoT) qui pourrait aider votre entreprise, mais se lancer dans votre première application industrielle IoT peut sembler intimidant.

J’ai entendu Benson Hougland, vice-président du marketing et de la stratégie produit d’Opto 22, dire aux gens de «commencer petit» ou de «commencer tout simplement».

Mais comment fais-tu cela? Mon conseil est de penser d'abord au résultat souhaité et de revenir à la technologie qu'il faudrait pour atteindre ce résultat.

Surveillance d'un compresseur

J'ai décidé de voir comment je pourrais le faire pour un exemple simple: un compresseur. Les compresseurs sont très courants dans la plupart des installations industrielles et des bâtiments, peuvent être instrumentés assez facilement et sont d'excellents candidats pour la maintenance prédictive, l'un des termes que vous entendez beaucoup dans le contexte de l'IoT.

Ainsi, mon résultat souhaité serait de passer de la maintenance préventive à la maintenance prédictive, ainsi que d'éliminer les coûts inutiles qui résultent souvent de la maintenance programmée (oui, il y a trop de maintenance).

Le compresseur que j'ai examiné est un compresseur à vis rotatif de 40 ch, et un excellent exemple d'équipement hérité dont vous pourriez vouloir obtenir des données. Il possède des jauges analogiques visuelles pour certains paramètres, mais aucune connexion de ces valeurs au monde extérieur.

Le gestionnaire des installations responsable de ce compresseur m'a dit qu'il effectuait une maintenance préventive environ une fois par an, et nous avons trouvé un rapport du service le plus récent. J'ai vérifié avec la documentation du fabricant que ces éléments correspondaient aux recommandations de service annuelles. D'autres contrôles et éléments d'entretien étaient également recommandés à des intervalles hebdomadaires, mensuels et triennaux.

Quelles valeurs surveiller?

Pour passer de cette maintenance périodique du compresseur à une maintenance prédictive, les trois paramètres que j'ai décidé de surveiller étaient la température du moteur, les vibrations et le courant du moteur.

Ces paramètres sont de bons indicateurs de la santé du compresseur, sont simples à démarrer et peuvent être instrumentés sans trop d'efforts ou de coûts et sans démonter la machine.

Le suivi de la pression différentielle à travers le fluide du compresseur nous fournirait également d'excellentes données pour déclencher le remplacement du filtre, mais la mesurer pourrait nécessiter une tuyauterie. Il a été décidé que le suivi du courant du moteur et, peut-être, l'ajout de capteurs de température sur les tuyaux de fluide serait suffisant pour l'instant.

Pour la température, tout ce que nous recherchons, c'est une tendance, donc un simple thermocouple de type J ou K pourrait être monté sur le boîtier du moteur. Celui-ci serait câblé à un module d'entrée de thermocouple SNAP-AITM.

Ensuite, nous aurions besoin d'un capteur de vibration avec une sortie 4-20 mA. Ces capteurs sont largement disponibles, peu coûteux et pourraient être montés sur le moteur et dans d'autres domaines. Nous aurions besoin de 12-30 VDC pour alimenter la boucle, et le signal 4-20 mA serait câblé à un module SNAP-AIMA.

Ensuite, nous pourrions mesurer le courant triphasé du moteur en utilisant trois transformateurs de courant à noyau divisé installés au sectionneur du compresseur. Le moteur est évalué à environ 90 A, nous choisissons donc des transformateurs de courant (TC) appropriés avec un diamètre intérieur adéquat pour accueillir le fil d'alimentation. De nombreux TC ont un secondaire standard de 5 A, nous câblons donc ces trois signaux à deux modules SNAP-AIARMS.

Pour compléter notre système de surveillance, nous aurions besoin de:

Un rack d'E / S à quatre positions, SNAP-PAC-RCK4, pour monter nos modules.
Un contrôleur monté en rack tel que le SNAP-PAC-R2.
Une alimentation pour alimenter le système de surveillance. Comme nous aurons besoin d'une alimentation CC pour le capteur de vibration, nous pourrions sélectionner un SNAP-PS5-24DC.

J'ai remarqué un commutateur Ethernet à proximité avec un port disponible, afin que nous puissions mettre le système de surveillance sur le réseau de l'usine. La configuration des modules d'E / S et des points est facile avec l'outil PAC Manager gratuit.

Obtenir des données là où elles doivent aller

À ce stade, nous serions prêts à commencer à obtenir les données quelque part où nous pourrions les enregistrer, les visualiser et recevoir des notifications sur les anomalies.

Ce «quelque part» pourrait se trouver sur le même réseau que le système de surveillance (c'est-à-dire au bord), en utilisant quelque chose comme un appareil groov. Ou il pourrait être dans le cloud, en utilisant l'une des nombreuses plates-formes IoT tierces, telles que Watson d'IBM. Watson dispose d'un moteur de règles de base pour les notifications, et les données pourraient également être partagées avec d'autres services Bluemix pour des analyses plus avancées.

Avec cette application IoT simple et peu coûteuse de la surveillance basée sur l'état basée sur ces trois paramètres, nous devrions avoir suffisamment de données pour passer de la maintenance préventive à la prévision pour le compresseur.

Le projet est également évolutif. Après avoir acquis de l'expérience et des connaissances, des capteurs et des instruments supplémentaires pourraient être installés sur d'autres équipements et le système de surveillance élargi. Il pourrait même inclure des contrôles pour réagir aux informations exploitables dérivées des données collectées.

Laisser un commentaire