Surveillance de l’accumulateur à vessie d’une installation hydraulique avec moneo RTM
Use Case
Avec les accumulateurs à membrane, à piston et à ressort, les accumulateurs à vessie font partie de ce qu’on appelle les accumulateurs hydrauliques. Pour que le système hydraulique fonctionne, l’accumulateur à vessie se charge de compenser le volume, d’accumuler l’énergie et d’amortir les pulsations ou coups de bélier.
moneo RTM permet de surveiller très simplement l’accumulateur à vessie d’une installation hydraulique. Une éventuelle rupture ou un éclatement de la vessie sont identifiés au plus tôt, ce qui permet d’empêcher les interruptions soudaines de l’installation hydraulique.
La situation initial
Actuellement, le fonctionnement de l’accumulateur à vessie n’est pas surveillé. Les maintenances ont lieu selon les intervalles définis. Il n’y a pas non plus d’information sur la durée de vie de la vessie. Les données des capteurs de pression et de température déjà en place ne sont généralement pas analysées ni surveillées.
Il n’est donc pas possible d’identifier une panne de l’accumulateur à vessie ou seulement trop tard. Ceci peut avoir pour conséquence d’endommager d’autres composants de l’installation. Si la compensation volumique assurée par l’accumulateur à vessie ne fonctionne plus, la pompe hydraulique est davantage sollicitée et la mise à disposition d’une quantité suffisante d’énergie de pression n’est plus garantie.
Objectif du projet
Le Condition Monitoring breveté par ifm pour cette application contribue à l’optimisation de la maintenance et à la détection précoce d’une vessie menaçant de rompre.
Pour détecter une telle rupture de manière précoce, il faut surveiller des paramètres importants de l’accumulateur à vessie, comme le nombre de cycles de remplissage et de vidage. Lorsqu’une valeur limite prédéfinie est dépassée, une alarme doit être déclenchée.
La mesure permanente de la température superficielle sur différentes positions de l’accumulateur permet aussi de détecter l’état de la vessie et ainsi d’anticiper d’éventuels éclatement/rupture.
La réalisation
Le Condition Monitoring est possible pour l’accumulateur à vessie en utilisant les capteurs déjà installés et en utilisant moneo RTM pour se charger de la visualisation des données et de la gestion des valeurs limites. Des sondes de contact supplémentaires pour la mesure de la température sont installées sans intervention directe dans le système. moneo RTM est installé sur un serveur interne. Toutes les valeurs des capteurs arrivent dans le VLAN interne et moneo par le maître IO-Link.
La clé du succès
Avec moneo, il a été possible d’organiser une maintenance en fonction de l’état et de garantir la capacité de fonctionnement de l’installation hydraulique. moneo RTM se charge de
- la visualisation de toutes les valeurs de mesure via un tableau de bord
- le calcul des écarts de température entre les capteurs
- le comptage des cycles de remplissage et de vidage de la vessie
- la gestion des valeurs limites
- l’émission d’alarmes à l’aide de tickets, e-mail et SFI
- la détection à temps des ruptures de vessie
- l’optimisation de la maintenance en passant d’une maintenance systématique à une maintenance conditionnelle
- la surveillance des valeurs de process à l’aide de méthodes avec indicateurs-clés
Structure du système
- Capteur de pression du système
- Capteur de température système hydraulique
- Capteur de température accumulateur
- Capteur de température vessie
- Maître IO-Link
Tableau de bord
Le tableau de bord permet de visualiser facilement toutes les valeurs pertinentes pour l’accumulateur à vessie.
- Différence de température ③ et ④
- Différence de température ④ et ⑤
- Température superficielle vessie
- Température superficielle accumulateur
- Température superficielle hydraulique
- Alarme conditionnée de température de vessie
- Pression de système
- Changement de charge vessie
Valeurs limites statiques
Les valeurs limites statiques sont surveillées par deux valeurs calculées (détails, voir la section Valeurs calculées).
La surveillance porte d’une part sur le nombre de changements de charge, qui a été déterminé à l’aide d’une valeur calculée. La valeur limite associée est stipulée dans la fiche technique du fabricant.
D’autre part, une valeur calculée permet de contrôler une condition à partir de deux valeurs de mesure:
- Température vessie > 30°C
ET
- Différence de température entre vessie et accumulateur < 2K
Ce n’est que quand les deux conditions sont remplies qu’on peut partir du principe d’une très probable rupture de vessie et une alarme est alors déclenchée.
Valeurs limites dynamiques (SmartLimitWatcher)
Les valeurs limites dynamiques (SmartLimitWatcher) donnent des informations sur l’état de fonctionnement de la vessie. Pour afficher cet état, la variable cible surveillée est la pression de système. Les grandeurs auxiliaires suivantes sont utilisées pour calculer les valeurs limites dynamiques:
- Température vessie
- Température accumulateur
- Température hydraulique
- Vitesse de rotation pompe comme indicateur d’état
- Valeurs d’oscillation de la pompe
Règles de traitement de ticket
Cette fonction permet de définir simplement ce qui doit se passer après le déclenchement d’un avertissement ou d’une alarme, par exemple:
- Notification par e-mail
- Intégration SAP
Pour les applications nécessitant par exemple des process de remplissage, une optimisation du process de réapprovisionnement est possible. Ceci peut par exemple se faire via une information par e-mail à un groupe cible défini travaillant dans l’approvisionnement de la production: dans le but de déclencher le process de remplissage dès que le niveau minimum d’un réservoir n’est plus atteint.
Calculated Values: valeurs calculées
Les valeurs calculées permettent de générer des informations supplémentaires à partir des valeurs de mesure.
Alarme conditionnée vessie
Le flux suivant compare deux valeurs de mesure. Ce n’est que si la condition est remplie pour les deux valeurs de mesure, qu’un 1 est émis sur la sortie. Sinon, 0 est émis.
- Température vessie
- Constante comme valeur de comparaison pour la température de vessie
- Température différentielle entre vessie et accumulateur
- Constante comme valeur de comparaison pour la température différentielle
- Comparaison ① supérieur à ②
- Comparaison ③ inférieur à ④
- Lien ET entre les comparaisons ⑤ et ⑥
- Transformation valeur binaire en valeur numérique
- Édition du résultat (0 = conditions pas remplies, 1 = les deux conditions sont remplies)
Comptage des changements de charge d’une vessie
Les changements de charge d’une vessie sont comptabilisés dans le flux suivant. Il s’agit d’un indicateur d’usure de la vessie. Pour y arriver, le système surveille la pression de système et la compare à une valeur minimale et une valeur maximale. Lors du dépassement de la pression maximale, le compteur est incrémenté et il ne peut plus être incrémenté tant que la pression de système n’est pas à nouveau passée une fois sous la pression minimale.
- Pression de système
- Constante pression minimale
- Constante pression maximale
- Comparaison pression de système supérieure à pression maximale
- Comparaison pression de système inférieure à pression minimale
- Bascule logique
- Compteur de pièces
- Édition valeur comptée
