Systèmes de Surveillance en Ligne | Comment Choisir ?

26 mars 2019

Accéléromètre sans fil PHANTOM® et capteur de température pour la surveillance de condition en ligne des équipements rotatifs

Qu’est-ce que la Surveillance en Ligne ?

La surveillance en ligne est le processus d’utilisation de capteurs montés en permanence pour vérifier régulièrement l’état d’une machine. La surveillance en ligne devrait inclure bien plus que de simples capteurs de vibration. Étant donné qu’il existe de nombreux modes de défaillance différents, il est préférable d’utiliser une variété de types de capteurs pour surveiller les variables nécessaires afin d’assurer une détection précoce des défaillances.

Les systèmes de surveillance en ligne peuvent être câblés ou sans fil. Avec les récentes avancées en matière de technologie de batteries et de transmission sans fil, la surveillance en ligne sans fil de l’état des machines est devenue plus facile, moins coûteuse et technologiquement avancée par rapport aux solutions câblées traditionnelles.

Qu’est-ce que l’Analyse des Vibrations ?

L’analyse des vibrations est un outil très utile et puissant utilisé pour identifier les conditions problématiques au sein d’un système mécanique. Il est très facile d’identifier les problèmes dans les machines tournantes en se basant sur la géométrie connue des composants rotatifs du système combinée aux conditions de fonctionnement. Comparer la signature d’analyse des vibrations du système au fil du temps avec des lectures précédentes ou des modèles connus basés sur des paramètres et des alarmes industriels établis peut aider à planifier et à programmer la maintenance.

Différents Types de Paramètres de Surveillance en Ligne :

L’analyse des vibrations périodique ou basée sur le temps est réalisée à l’aide d’un instrument portable. Il existe plusieurs types différents d’instruments portables, notamment des compteurs globaux, des collecteurs de données basés sur des routes, des collecteurs de données multicanaux, et plus encore. Pour en savoir plus sur les collecteurs de données de vibration, consultez notre article : Trouver le Meilleur Analyseur de Vibrations.

L’analyse des vibrations de surveillance en ligne utilise un système de capteurs montés en permanence pour permettre l’enregistrement des mesures de vibration sans intervention humaine. Il existe deux types principaux de surveillance en ligne des vibrations : la surveillance en ligne et la surveillance de reconnaissance.

Systèmes de surveillance des vibrations en ligne :

Les systèmes d’analyse des vibrations de surveillance en ligne sont des systèmes de protection. Ces systèmes sont généralement des systèmes câblés avec des capteurs montés en permanence utilisés pour protéger les équipements. Les systèmes de protection de surveillance en ligne respectent la norme industrielle API (American Petroleum Institute) 670. Ces systèmes sont très coûteux à acheter, à installer et à maintenir par rapport à leurs homologues de surveillance de reconnaissance.

Les systèmes d’analyse des vibrations de surveillance de reconnaissance sont des systèmes de surveillance des vibrations. Ces systèmes gagnent en popularité écrasante à mesure que le coût de la technologie continue de baisser.

Ces systèmes ont également été traditionnellement câblés, mais avec les nouvelles avancées technologiques, ils adoptent rapidement une variété d’options sans fil. Les systèmes de vibration de surveillance de reconnaissance ne sont pas des systèmes de protection API, mais ils sont cependant très bien adaptés à la plupart des équipements mécaniques rotatifs.

Surveillance en Ligne d’Analyse des Vibrations Filaire :

Lors de la sélection du système approprié pour votre application, certains facteurs clés doivent être pris en compte. La machine à surveiller se trouve-t-elle dans une atmosphère dangereuse ? Ou entourée de fluides ? Si c’est le cas, peu d’options sans fil sont disponibles et les capteurs d’analyse des vibrations câblés sont probablement la seule option pour l’application.

De même, si la machine est critique — déterminée par son potentiel de défaillances à impacter la santé, la sécurité, l’environnement, la qualité ou les coûts d’exploitation et de maintenance — alors des solutions d’analyse des vibrations câblées peuvent être sélectionnées, à condition que l’équipement puisse satisfaire ou dépasser les exigences techniques. Pour mieux comprendre les exigences techniques, envisagez de lire notre article : Bases de l’Analyse des Vibrations.

Surveillance en Ligne d’Analyse des Vibrations Sans Fil :

Lors de l’évaluation des systèmes d’analyse des vibrations sans fil, toutes les mêmes considérations ci-dessus doivent être envisagées. En outre, il convient de considérer :

Topologie du réseau : Le système envisagé est-il un système sans fil point à point ou maillé ? Les systèmes point à point nécessitent une communication directe entre chaque capteur et leur récepteur désigné. Dans les systèmes de capteurs sans fil maillés, tous les capteurs communiquent entre eux ou avec une combinaison de répéteurs et de passerelles pour assurer une transmission de signal réussie.

Protocole de communications : Quels protocoles de communications ou combinaisons de protocoles de communications le système sans fil utilise-t-il ? Ce protocole pourrait-il interférer avec d’autres signaux ou processus au sein de l’installation ? Le protocole ou la combinaison de protocoles répond-il aux exigences de transfert de données souhaitées ?

Il existe de nombreux types différents de protocoles de communications à prendre en compte, notamment Bluetooth, Bluetooth Low-Energy (BLE), 900 MHz, cellulaire, Wi-Fi, Ethernet, systèmes de contrôle, et plus encore. Pour les systèmes de surveillance des vibrations sans fil, la dernière norme BLE est de loin la meilleure. Le Bluetooth Low-Energy offre une consommation d’énergie très faible, un taux de transfert de données très élevé et une très longue distance de transfert de données réalisable.

Exigences en matière d’alimentation : Comme pour tout système, il est très important de comprendre quelles exigences en matière d’alimentation le système aura. Dans de nombreux environnements industriels, le 24VDC est l’alimentation de contrôle commune et le 110/220VAC est l’alimentation utilitaire commune. La consommation n’est pas la seule considération pour les appareils à batterie, mais aussi pour les appareils alimentés en permanence comme les récepteurs sans fil. Une nouvelle norme émergente est le 5VDC, qui correspond à l’alimentation du port USB. Cette nouvelle norme est de loin l’option la plus universellement acceptée, déployée et la meilleure pour la consommation.

Pour les appareils alimentés par batterie comme les capteurs sans fil, c’est véritablement un équilibre entre vos besoins en matière de reconnaissance des machines et la durée de vie de la batterie. Le Wi-Fi, le 900 MHz, le cellulaire et le Bluetooth traditionnel ne sont pas compatibles avec les batteries.

Le Bluetooth Low-Energy peut atteindre une durée de vie de batterie de 4 à 6 ans avec une batterie 3.7V 1/6ème D-Cell et effectuer encore 3 200 lignes de lectures de résolution 8 fois par jour. À l’inverse, la même batterie peut atteindre une durée de vie de 9 mois à 1 an en effectuant les mêmes lectures de résolution toutes les 10 minutes.

Quelle est l’Accessibilité de vos Données d’Analyse des Vibrations ?

Bases de données ouvertes : Ce sont vos données, les bases de données doivent être totalement ouvertes. Vous devriez pouvoir accéder à vos données sans inquiétude ni pénalité en raison d’une technologie propriétaire. Avec nos systèmes PHANTOM®, vous pouvez accéder à votre base de données avec n’importe quel logiciel basé sur SQL ou MySQL, vous donnant la possibilité de les lier à d’autres logiciels comme Scada, Historian, et plus encore.

Êtes-vous développeur ? Utilisez nos capteurs de surveillance des vibrations sur votre propre système. Nous proposons des APIs pour que les développeurs intègrent PHANTOM® à leur propre framework. L’architecture des APIs de PHANTOM® vous permettra d’accéder et de contrôler un nombre infini de capteurs et de passerelles afin de configurer les alarmes et les temps d’enregistrement.

Quels Types de Capteurs Sont Disponibles ?

Ce n’est pas seulement une question d’analyse des vibrations : bien que l’analyse des vibrations soit un outil puissant, ce n’est pas le seul indicateur des premiers stades de défaillance. Il est très important de considérer d’autres variables qui devraient être mesurées comme la température, la vitesse, le courant et d’autres variables de processus comme la pression et le débit. La dernière technologie comme celle que l’on trouve dans le système PHANTOM® offre la plus grande variété de types d’entrée de capteurs, y compris un capteur sans fil à usage général.

Diagnostics par Apprentissage Automatique et Intelligence Artificielle ?

Les capteurs et la technologie sous-jacente peuvent-ils prendre en charge les derniers protocoles IIoT (Internet Industriel des Objets) ? Les alarmes ISO et de fréquence de défauts de roulements ne sont plus suffisantes. Avec la surveillance sans fil en ligne PHANTOM®, le système apprendra le comportement de votre machine et ses paramètres de fonctionnement mesurés par les capteurs pour déterminer ce qui est normal et vous alerter quand quelque chose n’est pas normal.

PHANTOM® comprend 3 types d’apprentissage :

RMS : C’est le processus d’apprentissage le plus simple (mais non moins fiable). Durant cette période, PHANTOM® suivra le RMS de la vitesse, de l’accélération et de l’enveloppe d’accélération pour définir un comportement ultérieur.

Alarmes d’enveloppe : Durant le processus d’apprentissage, notre système de surveillance en ligne évaluera chacun des spectres pour déterminer un comportement normal dans chacune des fréquences correspondantes. Ainsi, à l’avenir, PHANTOM® saura quand une fréquence inconnue apparaît ou quand toute autre fréquence connue augmente en amplitude.

Défauts préétablis de roulements et de boîtes de vitesses : L’accent est mis sur le suivi des défauts préétablis de roulements et de boîtes de vitesses.

Conclusions :

Comme vous pouvez le constater, il existe de nombreuses variables à prendre en compte lors de l’évaluation et de la sélection finale d’un système de surveillance en ligne sans fil pour l’évaluation de l’état des actifs. Tous les capteurs ou logiciels ne sont pas créés de manière égale, alors considérez les meilleures options pour votre cas d’utilisation et faites un choix éclairé.