{"id":4579,"date":"2021-06-02T14:33:50","date_gmt":"2021-06-02T14:33:50","guid":{"rendered":"https:\/\/samotics.com\/?p=4579"},"modified":"2023-12-14T13:51:22","modified_gmt":"2023-12-14T13:51:22","slug":"remote-condition-monitoring-pumps","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/samotics.com\/pt\/blog\/remote-condition-monitoring-pumps","title":{"rendered":"Monitoriza\u00e7\u00e3o remota do estado das bombas submers\u00edveis"},"content":{"rendered":"

Capta\u00e7\u00e3o de dados de monitoriza\u00e7\u00e3o \u00e0 dist\u00e2ncia para permitir a manuten\u00e7\u00e3o preditiva.<\/p>\n

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Na maioria das ind\u00fastrias, \u00e9 dif\u00edcil recolher dados fi\u00e1veis sobre o estado das bombas submers\u00edveis. Uma t\u00e9cnica chamada an\u00e1lise da assinatura el\u00e9ctrica resolve este problema utilizando sensores que s\u00e3o instalados no arm\u00e1rio de controlo do motor e n\u00e3o na pr\u00f3pria bomba. Mas qual \u00e9 o seu desempenho? Um olhar aprofundado sobre os pontos fortes e fracos da ESA e a sua precis\u00e3o na dete\u00e7\u00e3o de falhas.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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As bombas submers\u00edveis apresentam uma\u00a0monitoriza\u00e7\u00e3o do estado<\/a>\u00a0desafio. Encontram-se frequentemente em locais de dif\u00edcil acesso, como o fundo de um po\u00e7o de petr\u00f3leo ou de um furo de abastecimento de \u00e1gua. Levant\u00e1-las \u00e9 dispendioso; com um custo que atinge os cinco e at\u00e9 seis d\u00edgitos em algumas ind\u00fastrias, parar as opera\u00e7\u00f5es para puxar a bomba e efetuar medi\u00e7\u00f5es manuais de rotina est\u00e1 praticamente fora de quest\u00e3o. Em algumas aplica\u00e7\u00f5es (como as esta\u00e7\u00f5es de bombagem de esgotos municipais), a frota de bombas submersas de uma empresa est\u00e1 tamb\u00e9m espalhada por uma grande \u00e1rea geogr\u00e1fica, o que torna o tempo de desloca\u00e7\u00e3o num fator de custo significativo. Mesmo na relativa comodidade de uma \u00fanica unidade de produ\u00e7\u00e3o, podem ser necess\u00e1rias horas para completar um percurso por cada m\u00e1quina.<\/p>\n

Estes pontos incorporam o primeiro sentido de remoto: a necessidade de evitar a utiliza\u00e7\u00e3o do valioso tempo do t\u00e9cnico de manuten\u00e7\u00e3o para visitar fisicamente a bomba e parar o seu funcionamento para efetuar leituras. Esta necessidade foi largamente satisfeita com o aumento da dete\u00e7\u00e3o sem fios e da Internet das coisas (IoT). Os sensores instalados permanentemente captam dados enquanto a bomba continua a funcionar normalmente e, em seguida, transmitem-nos para uma localiza\u00e7\u00e3o central onde o seu pessoal pode utiliz\u00e1-los para monitorizar eficazmente o estado de todas as suas bombas \u00e0 dist\u00e2ncia e permitir a mudan\u00e7a de uma manuten\u00e7\u00e3o baseada no tempo para\u00a0manuten\u00e7\u00e3o preditiva<\/a>.<\/p>\n

Mas h\u00e1 tamb\u00e9m um segundo sentido de controlo remoto. Os sensores de vibra\u00e7\u00e3o sem fios eliminam a necessidade de acesso recorrente, mas continuam a ter de ser instalados na bomba. Quando a bomba volta a cair nas \u00e1guas residuais, no \u00f3leo ou no \u00e1cido sulf\u00farico, o mesmo acontece com os sensores. Os sensores suficientemente dur\u00e1veis para resistir a essas condi\u00e7\u00f5es a longo prazo s\u00e3o extremamente caros ou inexistentes. A necessidade incorporada neste sentido de remoto aplica-se aos pr\u00f3prios sensores: uma forma de captar dados precisos e utiliz\u00e1veis sobre o estado dos activos \u00e0 dist\u00e2ncia, sem tocar ou mesmo ver a pr\u00f3pria bomba.<\/p>\n

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Sensores para monitoriza\u00e7\u00e3o remota de condi\u00e7\u00f5es<\/strong><\/h2>\n

Captura de dados utiliz\u00e1veis monitoriza\u00e7\u00e3o do estado<\/a> dados sem estar perto da bomba pode parecer uma ilus\u00e3o, mas na verdade existe uma tecnologia robusta de dete\u00e7\u00e3o de falhas que faz exatamente isso. Chama-se an\u00e1lise da assinatura el\u00e9ctrica (ESA) e foi desenvolvida pela primeira vez pelos Laborat\u00f3rios Nacionais de Oak Ridge nos anos 80 para monitorizar com seguran\u00e7a as v\u00e1lvulas accionadas por motor numa central nuclear. A ESA mede a tens\u00e3o e a corrente fornecidas ao motor que acciona a v\u00e1lvula, a bomba ou outro equipamento, para monitorizar com precis\u00e3o o estado de toda a m\u00e1quina. Como o ESA capta sinais el\u00e9ctricos, os seus sensores s\u00e3o sondas de corrente e tens\u00e3o n\u00e3o invasivas que se instalam \u00e0 volta dos fios de fase na seguran\u00e7a lisa, seca e de pH neutro do arm\u00e1rio de controlo do motor, e n\u00e3o na pr\u00f3pria m\u00e1quina. Isto significa que os sensores do ESA nunca ser\u00e3o expostos \u00e0s condi\u00e7\u00f5es corrosivas e abrasivas em que uma bomba submersa funciona.<\/p>\n

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Um sistema SCE instalado num arm\u00e1rio de controlo de motores. A caixa laranja \u00e9 o dispositivo de aquisi\u00e7\u00e3o de dados, com liga\u00e7\u00f5es a cada uma das tr\u00eas fases de corrente e tens\u00e3o. As tr\u00eas unidades \u00e0 direita s\u00e3o o interrutor, o gateway e a fonte de alimenta\u00e7\u00e3o. Fonte: Samotics.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Qual \u00e9 a efic\u00e1cia do ESA na dete\u00e7\u00e3o de futuras avarias nas bombas submers\u00edveis?<\/strong><\/h2>\n

O controlo remoto do estado resolve certamente o problema \"os sensores n\u00e3o gostam muito de esgotos ou \u00e1cido clor\u00eddrico\", mas s\u00f3 vale a pena se a precis\u00e3o da dete\u00e7\u00e3o de avarias resultante for boa! Felizmente, \u00e9. A an\u00e1lise da assinatura el\u00e9ctrica teve quase quatro d\u00e9cadas para amadurecer desde que Oak Ridge a desenvolveu pela primeira vez. De um modo geral, a ESA est\u00e1 ao n\u00edvel de outros m\u00e9todos estabelecidos tecnologias de controlo do estado<\/a> tais como ac\u00fastico, t\u00e9rmico e\u00a0an\u00e1lise de vibra\u00e7\u00f5es<\/a>. Partindo do princ\u00edpio de que cada tecnologia est\u00e1 a ser utilizada na sua encarna\u00e7\u00e3o da Ind\u00fastria 4.0 - recolhendo amostras da fonte de dados com uma frequ\u00eancia elevada, dia ap\u00f3s dia, e analisando os terabytes de dados resultantes atrav\u00e9s de algoritmos de aprendizagem autom\u00e1tica (poder\u00e1 tamb\u00e9m ouvir o termo \"intelig\u00eancia artificial\") - ent\u00e3o, em geral, conseguir\u00e1 obter uma precis\u00e3o robusta na dete\u00e7\u00e3o de falhas, com anteced\u00eancia suficiente (pense em semanas a meses) para programar a manuten\u00e7\u00e3o numa altura conveniente e evitar completamente o tempo de inatividade n\u00e3o planeado.<\/p>\n

Poder\u00e1 estar a perguntar-se porque \u00e9 que dissemos \"global<\/strong>A ESA est\u00e1 em p\u00e9 de igualdade\" com an\u00e1lise de vibra\u00e7\u00f5es<\/a>etc. Isto deve-se ao facto de cada tecnologia de monitoriza\u00e7\u00e3o de condi\u00e7\u00f5es ter pontos fortes e pontos fracos. Estes est\u00e3o relacionados com as caracter\u00edsticas naturais da fonte de dados subjacente. (A prop\u00f3sito, \u00e9 um equ\u00edvoco comum pensar que a an\u00e1lise da assinatura el\u00e9ctrica s\u00f3 pode detetar falhas el\u00e9ctricas, ou s\u00f3 pode detetar falhas no motor.\u00a0O SCE tamb\u00e9m detecta falhas mec\u00e2nicas na transmiss\u00e3o e na carga<\/a>. O SCE tem pontos fracos, mas ver apenas falhas el\u00e9ctricas n\u00e3o \u00e9 um deles).<\/p>\n

Em termos gerais, todos os sistemas maduros de monitoriza\u00e7\u00e3o de condi\u00e7\u00f5es detectar\u00e3o uma vasta gama de falhas comuns em desenvolvimento. Mas se nos concentrarmos num modo de falha espec\u00edfico, um sistema pode fazer um trabalho fant\u00e1stico na dete\u00e7\u00e3o de danos precoces, enquanto outro se esfor\u00e7a por n\u00e3o ver nada. (Como um exemplo fora do comum, an\u00e1lise de emiss\u00f5es ac\u00fasticas<\/a> pode detetar instantaneamente o desenvolvimento de uma fissura num cano de \u00e1gua, mas nenhuma an\u00e1lise de lubrificante o poder\u00e1 ajudar... porque n\u00e3o h\u00e1 lubrificante para analisar).<\/p>\n

Em vez disso, pense na monitoriza\u00e7\u00e3o da sa\u00fade dos activos como uma caixa de ferramentas e nas diferentes tecnologias como as suas chaves de fendas, martelos e chaves de fendas.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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\"A an\u00e1lise da assinatura el\u00e9ctrica \u00e9 a ferramenta de elei\u00e7\u00e3o para m\u00e1quinas como as bombas submers\u00edveis, em que outras t\u00e9cnicas de monitoriza\u00e7\u00e3o remota do estado t\u00eam dificuldade em fornecer valor.\"<\/p>\n<\/blockquote>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n

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Os pontos fortes e fracos \u00fanicos da ESA<\/strong><\/h2>\n

J\u00e1 mencion\u00e1mos uma das principais vantagens do ESA em rela\u00e7\u00e3o a outras tecnologias de monitoriza\u00e7\u00e3o do estado: os sensores n\u00e3o precisam de estar perto da bomba. Aqui est\u00e3o mais tr\u00eas.<\/p>\n