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Sistema de Evaluación y Diagnóstico de Máquinas Rotativas mediante Análisis de Vibraciones

Por: Ing. Leonel Carmona Diaz e Ing. Rodrigo Andrés Monsalve Galleguillos, Egresados de la Universidad Simón Bolívar. Caracas, Venezuela.
El Desafío: Monitorear y procesar las vibraciones producidas por máquinas rotativas para conocer el estado en que se encuentran, así como para la optimización de sumantenimiento.

La Solución: Implementar un sistema que permita recoger, procesar y analizar las vibraciones producidas por máquinas rotativas utilizando la tarjeta LabPC 1200/AI como elemento de adquisición de datos y LabView para el procesamiento y análisis de las señales.

Resumen
Para lograr los objetivos del sistema de análisis de vibraciones, se implementó una etapa de adquisición deseñales provenientes de los sensores de vibraciones en la cual se utilizó la tarjeta LabPC 1200/AI de National Instruments, por su versatilidad y fácil aplicación en forma conjunta con LabView. Por otra parte, una segunda etapa de procesamiento, monitoreo y análisis de las señales adquiridas, la cual se desarrolló con la herramienta LabView por su alta capacidad de procesamiento de señales, lasencillez en el desarrollo de la aplicación, gran capacidad gráfica para lograr una interacción con el usuario de forma simple y agradable.

Descripción del Sistema.

El sistema está formado por uno o varios sensores de vibraciones (acelerómetros) los cuales son colocados en varios puntos de la o las máquinas que se deseen monitorear, estos sensores o transductores se encargan de transformar lasvibraciones en señales eléctricas. Luego, estas señales eléctricas, a través de la tarjeta de adquisición de datos son ingresadas a un computador en donde se realizan diferentes tipos de procesamiento para obtener toda la información que se requiere para el análisis y monitoreo de las vibraciones de las máquinas.

Módulo de Control y Monitoreo

Se implementó un módulo que funciona comointerfaz gráfica con el operador, en el cual se muestran las señales que provienen de las máquinas en forma conveniente para su análisis, como lo son el espectro en frecuencia y la señal en tiempo. En este módulo también se definen los parámetros para realizar el análisis adecuado, tales como el ancho de banda, unidades, división en bandas del espectro por fracciones de octavas, tiempo entre toma demuestras para el posterior análisis predictivo. Se proveen indicadores de alarmas tempranas para indicar cuando los niveles de vibración sobrepasan el rango admitido. Ver Figura 1.

Módulo de Predicción de Fallas a Futuro

A partir de las muestras de las vibraciones tomadas a lo largo de un período de tiempo de funcionamiento de una máquina, el sistema provee al usuario mediante este módulouna predicción del tiempo en que la máquina que se está monitoreando va a fallar o requiera algún tipo de mantenimiento. La predicción se logra mediante una aproximación lineal de las variaciones en el tiempo de las muestras de vibración tomadas. Ver Figura 2.

Además de facilitarnos el análisis predictivo, nos ofrece una herramienta gráfica en donde se pueden observar en tres dimensiones loscambios del espectro con respecto al tiempo; con esta herramienta se facilita la observación del incremento de las vibraciones de una máquina a lo largo de un período de tiempo.

Resultados

Optimización del mantenimiento que se realiza a las máquinas rotativas ya que se reducen los costos en contratación de personal calificado para realizar esta tarea, se eliminan las paradas innecesarias delas máquinas para llevar a cabo el mantenimiento preventivo, el cual involucra inversión en mano de obra y reemplazo de piezas que posiblemente estén dañadas.
La fácil implementación de las funciones en LabView, nos permitió desarrollar la herramienta en un tiempo mínimo, además por su estructura modular permite realizar actualizaciones sin necesidad de una gran inversión de tiempo y dinero....
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