Monitoreo del estado de la máquina a través de IIoT
Esta división de Arrowhead Systems está aprovechando al máximo las nuevas herramientas de IIoT que hacen que los diagnósticos de máquinas estén fácilmente disponibles y ayudan a los clientes a maximizar la OEE.
La despaletizadora a granel de alto nivel Alpha Turbo se encuentra entre las máquinas de la división Busse / SJI que cuentan con una gama de nuevas capacidades de monitoreo del estado de la máquina del Internet Industrial de las cosas (IIoT).
Los paletizadores y despaletizadores de alta velocidad de Arrowhead Systems Inc. están bien establecidos en el mercado. A través de su división Busse / SJI, la compañía presentó recientemente su despaletizador a granel de alto nivel Alpha Turbo™ de próxima generación, que cuenta con una gama de nuevas capacidades de monitoreo del estado de la máquina del Internet de las cosas industrial (IIoT) para ayudar a los clientes a maximizar el OEE.
Lo que esto representa es una transformación digital. Para implementarlo, Busse / SJI trabajó con la empresa Emerson Automation Solutions para agregar neumática inteligente, computación de borde y una plataforma de software IIoT en su Alpha Turbo, así como en su paletizadora a granel de alto nivel Viper™, para brindar datos procesables en tiempo real sobre las condiciones y el rendimiento de la máquina.
Los sistemas de paletizado / despaletizado a granel mueven cargas de diferentes dimensiones y pesos (envases de bebidas, botellas de plástico, latas de sopa, etc.) dentro y fuera de los palets a velocidades de hasta 4.000 envases / min. El alto rendimiento y el tiempo de actividad de la máquina son dos indicadores clave de rendimiento que se utilizan para medir la eficacia general del equipo (OEE) en las operaciones de CPG. Tim Krueger, presidente y director de operaciones de Arrowhead Systems, Inc., dice que Busse / SJI se compromete a satisfacer las demandas de los clientes asegurándose de que sus equipos utilicen tecnología de punta para mantener un rendimiento óptimo.
En la plataforma de neumática inteligente se incluyen sensores como este sensor de flujo AF2 (que se muestra) que pueden ayudar a diagnosticar problemas más amplios en el sistema de aire comprimido de una planta.“El tiempo de actividad de la máquina es el elemento más crítico para el rendimiento de la línea en el día a día”, dice Krueger. "La implementación de tecnología que permite el monitoreo de datos en tiempo real para la producción actual, así como la predicción de necesidades futuras, ayuda a eliminar el tiempo de inactividad no planificado".
La neumática juega un papel fundamental tanto en la despaletizadora Alpha Turbo como en la paletizadora Viper, ya que acciona los actuadores que realizan funciones clave como atrapar y guiar los contenedores vacíos dentro y fuera de las máquinas y agarrar, levantar y colocar las hojas deslizantes para ayudar a apilar los contenedores. El uso de la neumática es ideal aquí porque proporciona capacidades de movimiento eficientes sin mucho costo y es menos susceptible a las condiciones de operación cambiantes en la línea de empaque o en la fábrica. Debido a que la actuación y el agarre neumáticos juegan un papel tan vital, tener una visión en tiempo real del estado y la eficiencia del sistema neumático era un objetivo fundamental para las máquinas.
A medida que Busse / SJI desarrolló ambas máquinas, la empresa buscó mejorar su capacidad para capturar datos básicos de sensores y rendimiento de los componentes neumáticos. Aunque comenzaron con la neumática, Busse / SJI se dio cuenta de que Emerson, un proveedor de automatización global, tiene un portafolio completo de neumática inteligente, monitoreo de condición, puertas de enlace de borde e informática que podrían mejorar el estado de la máquina y ayudar a los usuarios finales de empresas dueñas de marca a mejorar sus operaciones.
Para la despaletizadora Alpha Turbo, la solución de Emerson brinda a los usuarios finales datos en tiempo real para mejorar el OEE al monitorear el movimiento crítico y los parámetros del sistema neumático, incluido el flujo de aire, la presión, el vacío, las velocidades de actuación mecánica y la vibración del motor. “Nuestra asociación con Emerson nos ha permitido llevar la tecnología Alpha Turbo al siguiente nivel, con recopilación y análisis de datos que permiten que el sistema de notificación y monitoreo preventivo prediga el futuro”, dice Krueger.
Emerson colaboró con Busse / SJI para documentar los puntos débiles del usuario final y los requisitos para la neumática inteligente y la monitorización del estado. Esto implicó un compromiso directo con los operadores del sistema de paletización y despaletización para identificar varias necesidades críticas, que incluyen:
· Proporcionar una notificación anticipada cuando el equipo, como cilindros neumáticos o actuadores, comience a funcionar por debajo de los umbrales críticos, lo que indica problemas potenciales en los componentes.
· Instalación de sistemas neumáticos con sensores y monitoreo de la presión del aire para identificar qué dispositivos o elementos del sistema están funcionando mal, en lugar de pasar horas tratando de identificar un problema.
· Proporcionar pantallas y displays adicionales que faciliten al personal, especialmente a los operadores menos experimentados, ver y utilizar los datos en tiempo real y responder a los problemas de manera rápida y eficiente.
Los recursos globales de Emerson fueron fundamentales para ayudar con el desarrollo de aplicaciones para crear contenido interactivo para el tablero de una máquina, utilizando una plataforma de software abierta IIoT para obtener datos no solo para la neumática sino también para otros componentes de la máquina y fuentes de datos como cajas de engranajes, transmisiones y servomotores.
En el panel de control local para análisis de monitoreo de máquinas y neumáticos, el personal de la planta puede ver rápidamente los indicadores clave de rendimiento cuando se alcanzan los límites críticos, y se les proporciona datos precisos y la ubicación de componentes específicos para una intervención temprana.El portafolio de productos neumáticos inteligentes AVENTICS ™ de Emerson incluye una serie de productos con sensores integrados y capacidades de conectividad que permitieron el monitoreo en tiempo real en el sistema Busse / SJI. Por ejemplo, el sensor de velocidad del cilindro AVENTICS ST4 monitorea continuamente si los cilindros neumáticos están actuando dentro de los umbrales para un tipo de contenedor determinado y puede alertar a los sistemas de monitoreo si se exceden los umbrales.
En otra parte de la plataforma de neumática inteligente hay sensores que pueden ayudar a diagnosticar problemas más amplios en el sistema de aire comprimido de una planta. El sensor de flujo AVENTICS AF2, que Busse / SJI está considerando para futuras construcciones de máquinas, puede proporcionar información en tiempo real sobre el flujo de aire, al tiempo que captura datos de presión y temperatura en la línea de alimentación. Un aumento en la temperatura del aire puede indicar un problema en el compresor. La información sobre el consumo de energía actual o acumulativo también se puede pasar directamente a los sistemas de supervisión, con datos procesables que la gerencia de la planta puede usar para abordar problemas sistémicos que pueden no estar directamente relacionados con componentes neumáticos específicos.
Todos estos sistemas cuentan con conectividad a través de IO-Link, independientemente de los sistemas de bus de campo de nivel superior. El uso de la neumática con capacidades IO-Link puede simplificar la forma en que se capturan y reportan los datos, lo que facilita la integración de la funcionalidad neumática inteligente en las plataformas de automatización existentes sin sobrecargar el PLC.
Además, los sensores de vibración AMS de Emerson pueden monitorear y rastrear los niveles de vibración en los motores, cajas de engranajes, transportadores, ensambles de sopladores y sistemas neumáticos. Si otro componente del paletizador no funciona correctamente y genera una vibración anormal, el sensor también puede detectar e informar esa anomalía.
Todas estas fuentes de datos son reunidas por la plataforma PACEdge 2.0 IoT de Emerson que se ejecuta en la computadora PACSystems ™ RXi2 Edge. En conjunto, esta plataforma proporciona una solución IIoT integral para el acceso a datos en tiempo real, el seguimiento del rendimiento histórico y la visualización y el análisis del sistema neumático inteligente. Una ventaja clave de la plataforma IIoT es la interoperabilidad y escalabilidad que proporciona para acceder a dispositivos y sistemas de control de terceros, como los que se utilizan en la paletizadora y despaletizadora Busse / SJI, así como a sensores u otras fuentes de datos. La conectividad abierta también permite a los operadores acceder a los datos de salud de los activos de forma local, a través de dispositivos móviles o cargados en una plataforma en la nube preferida, lo que le brinda a Busse una solución que les permitirá ayudar a los clientes en su viaje digital.
"La capacidad de Emerson para trabajar con sistemas de control de terceros fue la clave del éxito de la asociación", dice Krueger. “Actualmente tenemos cientos de máquinas en funcionamiento y la capacidad de adaptar la nueva tecnología a esas máquinas fue tan importante como el avance de nuestros nuevos equipos. Esto nos ha permitido mantener los requisitos de especificación de nuestros clientes sin limitar nuestra capacidad para mantenernos a la vanguardia de la tecnología para el futuro".
La PC industrial Emerson RXi2-LP reúne todos los datos de los sensores para la accesibilidad, el historial, la visualización y el análisis de las máquinas de envasado de productos primarios o las líneas de envasado completas. Además, las capacidades de diagnóstico y monitoreo en tiempo real permiten una mejor OEE.La solución conjunta de Emerson y Busse / SJI incluye análisis potentes que ofrecen la forma más rápida y escalable de aumentar la OEE. A partir de las aportaciones de los usuarios finales de CPG, Emerson utilizó su última plataforma PACEdge 2.0 IoT como base para configurar qué datos eran más útiles y, al mismo tiempo, facilitar la comprensión de los operadores.
En lugar de presentar gráficos de datos complejos, el paquete de análisis de Emerson señala qué actuadores o colectores de válvulas son más probables que causen problemas de rendimiento de la máquina y proporciona orientación sobre los pasos a seguir para resolver los problemas. La analítica avanzada también proporciona los datos necesarios para impulsar programas de mantenimiento predictivo efectivos para componentes que pueden necesitar un mantenimiento de rutina en función del número de ciclos u otros parámetros establecidos. El mantenimiento se puede programar en lugar de preocuparse por fallas no planificadas que causen la avería del equipo.
Según Krueger, estas capacidades avanzadas fueron el resultado de una colaboración sólida y exitosa con Emerson: "Nuestra dedicación a la tecnología de vanguardia y las asociaciones con empresas de clase mundial como Emerson garantiza que sigamos siendo relevantes en el entorno cambiante de hoy", concluyó.
En la plataforma de neumática inteligente se incluyen sensores como este sensor de flujo AF2 (que se muestra) que pueden ayudar a diagnosticar problemas más amplios en el sistema de aire comprimido de una planta.
