Massima sicurezza della rete per l’energia eolica offshore
GE Vernova si affida al sistema iba per il progetto di Sofia
Scopri di più
Stabilità dei processi e sovranità dei dati attraverso l'analisi integrata dei dati
Monitoraggio delle vibrazioni sulle rettificatrici a rulli
Le rettificatrici per cilindri sono tra i sistemi di produzione fondamentali nei settori dell’acciaio, dell’alluminio e della carta. Garantiscono che i cilindri di vario tipo, quali i cilindri di lavoro e quelli di appoggio, raggiungano la geometria e la qualità superficiale richieste, costituendo così la base per processi produttivi a valle stabili. Eventuali scostamenti nella geometria dei rulli o nelle caratteristiche superficiali possono avere un impatto diretto sulle fasi di produzione successive e, in ultima analisi, compromettere la qualità del prodotto.
Con l’aumentare dei requisiti di qualità e delle esigenze di riproducibilità dei processi, cresce anche la necessità di un monitoraggio completo del processo di rettifica. I diversi tipi di rulli, le diverse operazioni di lavorazione e le tolleranze sempre più strette richiedono una supervisione precisa del processo. Allo stesso tempo, i produttori attribuiscono sempre maggiore importanza all’archiviazione a lungo termine, all’analisi e all’utilizzo dei dati delle rettificatrici per supportare le iniziative di miglioramento continuo dei processi.
Sebbene le moderne rettificatrici siano dotate di sofisticati sistemi di controllo e diagnostica, i dati di processo generati sono spesso accessibili solo in parte ai fini di analisi avanzate.
Di conseguenza, le architetture di dati aperte e indipendenti dal fornitore stanno assumendo un’importanza sempre maggiore per le aziende che intendono archiviare i dati a lungo termine, eseguire analisi in autonomia o implementare strategie di monitoraggio delle condizioni.
Perché le vibrazioni sono un indicatore chiave di qualità
Il principio di funzionamento delle rettificatrici a rulli è sostanzialmente simile tra i diversi produttori. Il rullo viene serrato e azionato tra la testa motrice e la contropunta. A seconda delle dimensioni del pezzo, i supporti fissi forniscono un sostegno aggiuntivo, mentre il carrello di rettifica esegue il processo di lavorazione vero e proprio.
Durante la rettifica si generano vari carichi dinamici. I componenti rotanti, i sistemi di cuscinetti, i gruppi di trasmissione e l’interazione tra la mola e il pezzo influenzano tutti il comportamento vibrazionale della macchina. Anche minime variazioni nelle caratteristiche delle vibrazioni possono influire sulla finitura superficiale, sulla qualità della lavorazione e sulla stabilità complessiva del processo.
Di conseguenza, i segnali di vibrazione costituiscono una fonte di informazioni estremamente preziosa. Non solo rivelano lo stato dei componenti meccanici, ma forniscono anche informazioni sul processo di rettifica stesso. Quando le variazioni vengono rilevate tempestivamente, è possibile prevenire problemi di qualità e regolare i parametri di processo in modo proattivo.
Combinazione dei dati di processo e delle vibrazioni per una comprensione più approfondita
Per un’analisi significativa, i valori di misura isolati sono spesso insufficienti. Una valutazione affidabile del processo di rettifica richiede una precisa correlazione temporale tra gli stati della macchina, i parametri di processo e i segnali di vibrazione.
Soluzioni aperte di acquisizione e analisi dei dati, come il sistema iba, forniscono le basi necessarie. Utilizzando ibaPDA, i dati di processo e della macchina possono essere acquisiti continuamente direttamente dal sistema di controllo della macchina e registrati in modo sincrono. Tutte le informazioni rilevanti vengono memorizzate su una base temporale comune, creando un set di dati coerente per ulteriori analisi.
Inoltre, i sensori di vibrazione installati su componenti critici della macchina rilevano segnali altamente dinamici che vengono acquisiti tramite il sistema modulare iba e resi disponibili all’interno di ibaPDA. Questo approccio consente una perfetta integrazione del monitoraggio delle vibrazioni nell’infrastruttura di acquisizione dati esistente.
Consolidando tutte le informazioni in un’unica piattaforma, è possibile correlare con precisione gli eventi di processo con l’effettivo comportamento vibrazionale della macchina. Di conseguenza, le cause alla radice delle anomalie possono essere identificate in modo significativamente più rapido rispetto a quanto avviene con sistemi di misurazione isolati.
Progettazione efficiente grazie a strutture di segnale riutilizzabili
Oltre all’acquisizione dei dati, l’efficienza ingegneristica svolge un ruolo cruciale nell’implementazione delle soluzioni di monitoraggio. I concetti di macchina standardizzati comportano spesso strutture di segnale molto simili che possono essere riutilizzate in più progetti. Con ibaPDA, i segnali possono essere organizzati ed elaborati indipendentemente dagli indirizzi specifici dei controllori. Le strutture di progetto esistenti possono quindi essere trasferite facilmente a macchine e impianti simili.
«Ogni volta che si prevede di realizzare ripetutamente progetti simili, è opportuno utilizzare fin dall’inizio la funzione Signal Mapper di ibaPDA», spiega Eugen Graz. «I vantaggi della riutilizzabilità dei progetti diventano evidenti in brevissimo tempo».
Se applicato a più macchine simili, questo approccio riduce significativamente lo sforzo di progettazione, garantendo al contempo una struttura dei dati coerente e comparabile in tutto l’impianto.
I dati relativi alle vibrazioni rivelano appieno il loro valore solo se analizzati nel contesto dei dati relativi alle macchine e ai processi. Il sistema iba offre una piattaforma unificata che consente questa correlazione, aiutando gli utenti a identificare più rapidamente le cause alla radice, a migliorare la stabilità dei processi e a sviluppare strategie efficaci di monitoraggio delle condizioni.
Eugen Graz
Ingegnere applicativo e consulente, iba AG
Analisi delle vibrazioni direttamente durante il funzionamento
Il vero punto di forza di una soluzione integrata risiede nell’analisi continua dei segnali di vibrazione durante il funzionamento. I dati grezzi vengono innanzitutto elaborati e ridotti a velocità di trasmissione adeguate a seconda della specifica attività di analisi.
Utilizzando ibaInSpectra, integrato direttamente nell’ambiente di acquisizione dati, è possibile calcolare in tempo reale gli indicatori di vibrazione e le analisi di frequenza. Oltre alle valutazioni FFT standard, è possibile configurare indicatori chiave di prestazione (KPI) specifici per l’applicazione, al fine di soddisfare i requisiti unici dei processi di rettifica dei rulli.
Valutando simultaneamente i segnali di accelerazione e velocità, è possibile esaminare diverse gamme di frequenza. Ciò consente una valutazione differenziata di un'ampia varietà di fonti di vibrazione, che vanno dalle irregolarità meccaniche agli effetti indotti dal processo.
Particolarmente importante è la considerazione del punto di funzionamento attuale e del tipo di rullo in lavorazione. Non tutte le fasi operative di una rettificatrice sono ugualmente adatte alla valutazione delle vibrazioni. Pertanto, le analisi in ibaInSpectra possono essere collegate in modo specifico a fasi di lavorazione definite. I calcoli dei KPI vengono attivati solo quando il processo di rettifica raggiunge una condizione operativa predefinita e vengono poi valutati rispetto a valori di soglia personalizzati per il rispettivo tipo di rullo.
Questo approccio aumenta la rilevanza dei risultati analitici, riducendo al contempo in modo significativo la probabilità di falsi allarmi.
Visualizzazione trasparente per le operazioni e l’analisi dei processi
Per creare valore negli ambienti di produzione quotidiani, le informazioni analitiche devono essere presentate in modo intuitivo e accessibile. Con ibaQPanel, i dati chiave relativi al processo, alla macchina e alle vibrazioni possono essere visualizzati all’interno di un’interfaccia unificata.
Uno strumento di visualizzazione particolarmente efficace è il sonogramma, che illustra l’andamento temporale delle componenti di frequenza su periodi prolungati. Le visualizzazioni complementari possono includere spettri FFT in tempo reale, valori di processo e parametri operativi critici quali la velocità della mola e la velocità di rotazione del rullo.
La visualizzazione combinata di tutte le informazioni rilevanti semplifica l’interpretazione di relazioni complesse. Le variazioni nel comportamento delle vibrazioni possono essere collegate direttamente a specifiche condizioni di processo, consentendo agli operatori di valutare lo stato attuale della macchina e supportando al contempo i tecnici di processo nelle indagini sulle cause alla radice.
Ulteriori indicatori di stato facilitano ulteriormente la rapida identificazione e valutazione delle condizioni operative critiche.
Sfruttare il valore a lungo termine dei dati
I vantaggi del monitoraggio delle vibrazioni vanno ben oltre la valutazione delle condizioni in tempo reale. Molte opportunità di ottimizzazione emergono solo attraverso l’analisi a lungo termine dei dati storici. Con ibaHD-Server, i dati di processo e di analisi possono essere archiviati centralmente e conservati per periodi prolungati. Ciò crea una cronologia completa dei dati che supporta il benchmarking, l’analisi delle tendenze e le indagini approfondite.
I profili storici di macinazione di tipi di rulli identici possono essere confrontati tra diverse campagne di produzione o su orizzonti temporali estesi. I responsabili di processo ottengono informazioni preziose sulle deviazioni di qualità, sull’ottimizzazione delle soglie e sui modelli comportamentali ricorrenti.
Allo stesso tempo, l’archiviazione centralizzata dei dati costituisce la base per applicazioni avanzate quali rapporti di misurazione, sistemi di rendicontazione della qualità e progetti di ottimizzazione basati sui dati.
La sovranità dei dati come fattore critico di successo
Al di là dei vantaggi tecnici, la sovranità dei dati è diventata un fattore decisivo per molti operatori di impianto. Le piattaforme aperte di acquisizione e analisi dei dati offrono un accesso illimitato ai dati di processo e alle vibrazioni, indipendentemente dai singoli fornitori di macchinari o dai sistemi proprietari.
Gli ingegneri possono creare le proprie valutazioni, sviluppare modelli analitici personalizzati e approfondire nuove questioni relative ai processi senza essere limitati da report predefiniti o da ambienti software chiusi. Questa libertà consente una comprensione sostanzialmente più approfondita sia dei processi produttivi che dei fattori che li influenzano.
La combinazione di acquisizione centralizzata dei dati, analisi in tempo reale e archiviazione storica a lungo termine costituisce la base per il miglioramento continuo della qualità dei prodotti, della stabilità dei processi e della disponibilità delle apparecchiature.
Il monitoraggio delle vibrazioni sulle rettificatrici a rulli si sta trasformando sempre più da una tradizionale applicazione di monitoraggio delle condizioni a uno strumento strategico per la comprensione dei processi e l’ottimizzazione della qualità. La chiave non sta nella valutazione isolata delle singole misurazioni, ma nell’analisi integrata dei dati della macchina, delle informazioni di processo e dei segnali di vibrazione.
Il sistema iba offre una piattaforma completa per soddisfare tali requisiti. Grazie alla combinazione di acquisizione dati sincronizzata, analisi delle vibrazioni in tempo reale, visualizzazione intuitiva e archiviazione dei dati a lungo termine, gli operatori ottengono una visione dettagliata delle prestazioni della macchina, gettando al contempo le basi per un’ottimizzazione sostenibile del processo, la sovranità dei dati e strategie di monitoraggio delle condizioni basate sui dati.
L’analisi integrata e automatizzata delle vibrazioni è quindi diventata una componente essenziale delle moderne applicazioni di rettifica dei rulli, dove trasparenza, tracciabilità e stabilità del processo sono fattori critici di successo.
- Collegarsi ai PLC
- Collegamento ai terminali analogici e digitali
- Acquisizione isocronica dei dati
- Archivia i dati senza intoppi
- Analisi e ricerca dei dati storici
- Elaborazione automatica dei dati storici
- Archiviazione senza soluzione di continuità dei dati di processo e degli eventi
- Confrontare, quantificare, sincronizzare/allineare, correlare o aggregare insiemi di dati (segnali)
- Monitoraggio online delle vibrazioni
- Apprendimento automatico dell'analisi spettrale
- Visualizzazione dei segnali di processo in tempo reale in schermate HMI personalizzate
- Utilizzare le viste speciali per i processi ciclici e rotativi, le vibrazioni e la qualità dell'energia
Domande frequenti (FAQ)
ibaPDA fornisce una base unificata per il monitoraggio delle variabili di processo e dei segnali di vibrazione, contribuendo a mantenere una qualità di rettifica costante. I dati relativi alle vibrazioni possono rivelare cambiamenti nella dinamica della macchina, nei sistemi di azionamento, nei cuscinetti e nell’interazione tra la mola e il rullo. Anche variazioni minime possono indicare l’insorgere di problemi di processo che potrebbero influire sulla precisione dimensionale o sulla finitura superficiale.
Registrando gli stati della macchina, i parametri di processo e le misurazioni delle vibrazioni sullo stesso asse temporale, gli ingegneri possono correlare gli eventi con maggiore precisione e comprendere le cause alla radice delle deviazioni. Questo approccio favorisce una risoluzione più rapida dei problemi, una maggiore stabilità del processo e risultati di produzione più affidabili.
ibaPDA consente l’acquisizione sincronizzata dei segnali delle macchine, dei valori di processo e delle misurazioni delle vibrazioni all’interno di un unico ambiente. Il vantaggio principale è la possibilità di valutare il comportamento delle macchine nel loro contesto, anziché analizzare flussi di dati isolati.
Quando i modelli di vibrazione cambiano, è possibile esaminare contemporaneamente le condizioni operative, le velocità di rotazione e le fasi di processo corrispondenti. Questa correlazione migliora significativamente l’analisi delle cause alla radice e rende più facile distinguere tra influenze legate al processo e problemi meccanici. Di conseguenza, i team di manutenzione e gli ingegneri di processo ottengono una visione più approfondita delle prestazioni delle macchine e possono attuare azioni correttive in modo più efficace.
ibaInSpectra esegue analisi delle vibrazioni in tempo reale tenendo conto delle condizioni operative attuali della macchina. Nelle applicazioni di rettifica dei rulli, le diverse fasi del processo generano caratteristiche dinamiche diverse, rendendo indispensabile una valutazione contestualizzata.
Il software consente di valutare gli indicatori di vibrazione e i calcoli basati sulla frequenza solo durante stati operativi predefiniti. È inoltre possibile adattare le soglie a specifici tipi di cilindri e ai requisiti di processo. Questa valutazione mirata migliora l’affidabilità diagnostica, aumenta la rilevanza dei risultati generati e contribuisce a evitare allarmi superflui causati da misurazioni effettuate al di fuori di condizioni di produzione significative.
ibaQPanel offre un ambiente di visualizzazione unificato per i parametri di processo, le condizioni delle macchine e i dati sulle vibrazioni. La raccolta di tutte le informazioni rilevanti aiuta operatori e ingegneri a comprendere più rapidamente le relazioni complesse.
La visualizzazione può includere sonogrammi relativi all’andamento delle frequenze nel lungo periodo, spettri FFT delle caratteristiche attuali delle vibrazioni e parametri chiave della macchina, quali la velocità della mola o del rullo. La visualizzazione affiancata di questi set di dati facilita il collegamento tra le variazioni delle vibrazioni e specifici eventi di processo. Ciò migliora la trasparenza operativa e favorisce un processo decisionale più informato durante le attività di produzione e di risoluzione dei problemi.
ibaHD-Server offre un archivio centralizzato a lungo termine dei dati di processo e di analisi, consentendo alle organizzazioni di creare una cronologia operativa completa. Ciò garantisce che le preziose informazioni relative alla produzione rimangano disponibili per future indagini e valutazioni delle prestazioni.
I dati storici consentono di confrontare i risultati di macinazione ottenuti con tipi di rulli simili, identificare tendenze ricorrenti e valutare le variazioni di processo su periodi prolungati. Tale trasparenza supporta le iniziative di miglioramento continuo, contribuisce a convalidare le decisioni relative alla qualità e crea una base affidabile per programmi di monitoraggio delle condizioni basati sui dati. Il risultato è una maggiore comprensione dei processi, interventi di ottimizzazione più informati e una migliore disponibilità delle attrezzature.
