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La Tecnologia

Manutenzione 4.0

Dal Condition Monitoring alla Manutenzione Predittiva Intelligente per rispondere alle sfide dell’Industry 4.0

Pubblicato il Dicembre 22, 2017 - ( views)

da Maria Bonaria Mereu

Il mondo industriale sta vivendo una fase di rapida trasformazione, nella quale i processi organizzativi che le aziende hanno affrontato negli anni convergono verso la massima business continuity, la riduzione dei tempi di non produzione, l’automazione e la sostenibilità. 

L’idea che ogni risorsa, funzione, fase del processo produttivo abbiano un proprio valore è il filo conduttore per giungere all’ottimizzazione dei sistemi. In questo panorama la manutenzione assume un ruolo fondamentale nel rendere la supply chain efficiente. Il fluido che è un componente dell’impianto, tant’è che viene selezionato dal costruttore secondo lo specifico lavoro cui l’impianto stesso è chiamato, consente il perfetto funzionamento del circuito idraulico ed è fondamentale per mantenere l’operatività del sistema macchina. Si pensi per esempio alle conseguenze della contaminazione dell’olio su pompe e cilindri. 

Corrosione, cavitazione e usura dei componenti, perdita di capacità lubrificante e precoce invecchiamento dell’olio sono fenomeni eludibili con una corretta manutenzione. L’approccio di HYDAC al Condition Monitoring muove dall’evidenza scientifica per la quale il 70-80 % dei guasti è legato alla contaminazione del fluido, per questa ragione da anni l’azienda propone la manutenzione predittiva come punto cardine nella gestione dei sistemi produttivi. 

La manutenzione on-condition di Hydac si realizza on-line e/o off-line, con strumenti dedicati che consentono di identificare tempestivamente la necessità di interventi di manutenzione, sulla base dell’effettivo stato del fluido. Ciò si traduce in abbattimento dei costi di fermo impianto da un lato, e dei costi di interventi di manutenzione superflui dall’altro. 

La manutenzione predittiva è sulla via di un cambiamento chiamato dall’Industria 4.0, la cosiddetta IPdM, o Manutenzione Predittiva Intelligente, allorché al verificarsi di determinate condizioni impiantistiche non seguirà semplicemente un allarme, ma sarà l’impianto stesso a “reagire” per affrontare il problema contingente secondo un’intelligenza delocalizzata – rimodulandosi per assicurare la business continuity in attesa della manutenzione o mettendo in sicurezza l’impianto fino a che il servizio di manutenzione non sia intervenuto per risolvere il problema. 

Per affrontare sfide di questo tipo sono indispensabili customizzazione e collaborazione stretta con l’utilizzatore. Hydac sta muovendosi in questa direzione, progettando assieme ai clienti unità di controllo e ricondizionamento del fluido ad alta efficienza, fisse e mobili, plasmate sulle effettive necessità impiantistiche. 

Per questo le macchine sono spesso attrezzate con sensori in grado di acquisire i dati dell’impianto e di renderli disponibili per la valutazione delle possibili difettologie, ma anche per intervenire autonomamente al verificarsi di condizioni predeterminate. 

Nell’impianto è dunque fondamentale monitorare determinati parametri per mantenere inalterate le caratteristiche dell’olio: livello di contaminazione, invecchiamento, tipologia di contaminazione. 

I TIPI DI CONTAMINAZIONE 

La contaminazione dei fluidi idraulici può essere suddivisa in liquida, gassosa e solida. Nel gruppo della contaminazione gassosa rientra l’aria, in quello della contaminazione liquida acqua e oli incompatibili tra loro mentre. La contaminazione solida viene ripartita in tre gruppi di particelle: estremamente dure, dure e morbide. Insieme alla contaminazione liquida e gassosa, le particelle estremamente dure hanno la caratteristica di essere le più dannose per gli impianti idraulici. 

Si tratta di scorie ossidate, ruggine o residui di saldatura. La contaminazione da particelle, per effetto abrasivo ed erosivo, provoca danni ai componenti soggetti a usura. 

Questo porta in seguito alla formazione di ulteriore contaminazione e l’usura continua ad aumentare creando l’effetto dell’erosione a catena. È frequente che durante le fasi di montaggio, installazione e commissioning particelle di contaminazione pericolose entrino nell’impianto. Sistemi di filtrazione on-line dimensionati vengono installati per eliminare la contaminazione ma, spesso, non sono sufficienti e per questo motivo è consigliabile effettuare delle operazioni di flussaggio iniziale del sistema e di dialisi periodica del fluido. 

Queste due operazioni ripristinano il sistema riportando i livelli di contaminazione al di sotto delle soglie di allarme. La purezza dei fluidi viene classificata secondo la ISO4406 o NAS 1638. 

STRUMENTI DI MONITORAGGIO ONLINE 

Attraverso l’impiego di sensori Hydac direttamente installati nell’impianto è possibile monitorare e misurare la contaminazione, individuarne la natura, le soglie raggiunte e perfino la qualità chimica del fluido al fine di diagnosticare l’invecchiamento. 

Il CS 1000 (Contamination Sensor) è un contatore di particelle per la registrazione permanente della contaminazione solida nei fluidi. Fornisce dati secondo classi ISO, SAE o NAS. Il MCS 1000 (Metallic Contamination Sensor) è un contatore di particelle solide metalliche che consente il monitoraggio continuo del fluido di lubrificazione e ne misura la temperatura. La grandezza delle particelle viene determinata in modo induttivo. 

Misura particelle Fe (ferromagnetica) e nFe (non ferromagnetica) in campi dimensionali > 70 μm. L’AquaSensor, AS1000, rileva la presenza di acqua nell’olio restituendo un segnale 4-20 mA. Il multi-sensore HYDACLab HLB 1300 monitora lo stato degli oli. Informa l’utente in tempo reale dei cambiamenti chimico fisici dei fluidi che così può intraprendere azioni immediate nel caso di deterioramento delle condizioni operative. Sulla base dei valori misurati, tramite la variazione della costante dielettrica, il livello di saturazione e la temperatura si monitora l’invecchiamento o il mescolamento con altri fluidi. Il dato rilevato è reso disponibile in forma di segnali analogici sequenziali o switching output che permettono di attivare direttamente dispositivi di allarme. 

STRUMENTI DI MONITORAGGIO OFFLINE 

Gli strumenti off-line vengono impiegati per il controllo discreto dell’impianto. Oltre ai carrelli customizzati ad hoc, vi sono soluzioni standard come l’unità portatile FluidControl, FCU 1000, per la misurazione della contaminazione del particolato solido, la saturazione dell’acqua e la temperatura del fluido nei sistemi idraulici e combustibili diesel. La pompa integrata e i tubi flessibili consentono di effettuare misure in circuiti a bassa pressione, serbatoi idraulici, bottiglie di campionatura e circuiti in pressione. 

I dati vengono registrati nella memoria del contatore di particelle e possono essere inviati a PC o a dispositivi mobili tramite connessioni USB o Bluetooth. Attraverso software creati da Hydac questi dati possono poi essere analizzati per giungere alla piena ottimizzazione dei sistemi


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