Un nouveau système SKF sans fil permet de supprimer les obstacles à l’installation et d’élargir les applications en maintenance conditionnelle.

La technologiedans la maintenance conditionnelle est utilisée depuis longtemps dans l’industrie afin d’optimiser la maintenance et la production. Elle évite, en effet, les arrêts-machines non planifiés et améliore la productivité globale. Le principal paramètre sur lequel elle s’appuie est le niveau de vibration, en raison de son lien direct avec l’état des machines tournantes et de sa valeur de diagnostic.

Les instruments utilisés pour la collecte des données sont, en règle générale, soit des collecteurs de données portables dans le cas de programmes d’inspections manuelles/« tournées d’inspection sur place », soit des systèmes en ligne installés de façon permanente pour la collecte et le stockage automatiques des données. L’utilisation de ces derniers est bien répandue, en particulier pour les machines critiques. Il reste cependant un certain nombre d’obstacles à une adoption plus généralisée, parmi lesquels :

• Coût d’installation élevé, en particulier dans les zones à risques ;
• Justification insuffisante pour l’installation d’un système permanent sur certaines machines auxiliaires ;
• Nécessité de traverser/déplacer des machines lorsqu’un câblage fixe est impossible.
• Avantages de la technologie sans fil

SKF utilise la technologie sans fil pour surmonter ces obstacles et permettre des applications jusqu’ici inenvisageables, comme des installations temporaires pour la résolution de problèmes et la surveillance à distance.

La technologie sans fil élimine les besoins de câblage pour les communications et réduit en outre considérablement les longueurs de câbles des capteurs. Les avantages offerts incluent coûts d’installation réduits, mobilité/portabilité, fonctionnement sans entrave, commodité et fiabilité.

DÉFIS DE LA SURVEILLANCE DES VIBRATIONS SANS FIL
La surveillance des vibrations induit des exigences spécifiques concernant les dispositifs sans fil, réseaux et éléments associés. Par exemple, une large bande passante est requise compte tenu de l’importance des volumes de données devant être transmis par communication sans fil. Une bonne dynamique, un niveau de bruit faible, des capacités de traitement supérieures et la possibilité de capturer des données au moment opportun se bild urent également parmi les principales exigences. Les dispositifs alimentés par batteries requis pour fournir une alimentation embarquée doivent en outre satisfaire aux exigences de durée de service accrue formulées par les clients. Les dispositifs et capteurs, ainsi que les composants du réseau sans fil, doivent par ailleurs pouvoir supporter les conditions fréquemment rencontrées en environnement industriel : présence d’eau, températures élevées, interférences électriques, zone à risques, obstructions, emplacement physique et éloignement. La sécurité des communications sans fil est par ailleurs un impératif.

ÉTAT ACTUEL DE LA TECHNOLOGIE SANS FIL
Il existe un certain nombre de technologies sans fil disponibles. La technologie la mieux adaptée actuellement aux applications de maintenance conditionnelle est la technologie 802.11 b/g (Wi-Fi). Il s’agit de la technologie utilisée pour les ordinateurs portables et LAN sans fil. Son utilisation dans des applications industrielles pour la surveillance et certaines fonctions d’automatisation spécifiques est en plein essor. Cette technologie est capable de répondre aux besoins techniques de la maintenance conditionnelle (large bande passante) et, utilisée comme infrastructure, présente plusieurs avantages en termes de sécurité des réseaux, mise en œuvre standard parfaitement maîtrisée par les services informatiques, utilisations multiples et rentabilité. La consommation d’énergie est modérée et dans des installations de maintenance conditionnelle types, les batteries offrent une durée de service de un à deux ans.

LA SOLUTION SKF
Le Système SKF de surveillance sans fil (se bild .1) est un système autonome alimenté par batteries qui utilise la technologie Wi-Fi. Il permet de surveiller quatre canaux vibratoires et offre quatre entrées process (4-20mA) ainsi qu’une entrée tachymétrique. Le système sans fil est généralement programmé pour se déclencher et prendre des mesures à des intervalles définis, mais peut également être activé à la demande depuis l’extérieur par un contrôleur logique programmable ou PLC. Le système utilise des accéléromètres standard, mais aussi des accéléromètres dotés d’une prise de température. Il effectue les mesures de vibrations standard et celles de l’accélération enveloppe SKF puis stocke les données dynamiques (FFT et/ou signaux temporels) à des fins de diagnostic. Les données du système sans fil sont envoyées et analysées dans le logiciel SKF @ptitude analyst, en complément des données provenant d’autres dispositifs portables ou de surveillance en ligne SKF.

ÉTUDE DE CAS : DÉFAILLANCE DE ROULEMENT CATASTROPHIQUE ÉVITÉE
Le système sans fil SKF s’est révélé la solution idéale pour un client de l’industrie du papier auquel il a permis d’éviter une défaillance de roulement qui aurait pu être catastrophique. Au cours d’inspections de routine à l’aide d’analyseurs portables, le client a détecté un début d’endommagement sur la piste du roulement de la bague intérieure d’un roulement à trois bagues, utilisé dans la section presses d’une machine à papier. Un arrêt des machines était prévu au cours des semaines suivantes, mais le roulement pouvait-il durer jusque-là ? Un système de surveillance en ligne a été installé (se bild . 2) pour assurer une surveillance 24h/24 et fournir des données aux opérateurs de la machine. Principaux avantages offerts par le système sans fil : facilité et rapidité d’installation et collecte et affichage automatiques des données.

L’affichage des données a permis aux opérateurs de surveiller la détérioration du roulement heure par heure. Les résultats de mesure (se bild . 3) ont révélé un endommagement sévère du roulement et ont conduit à la décision de ne pas attendre l’arrêt planifié, mais de remplacer le cylindre au plus vite. Des examens ultérieurs ont confirmé que le roulement était dans un état d’endommagement tel qu’il n’aurait pas résisté jusqu’à l’arrêt planifié (se bild . 4). Outre un arrêt de production prolongé, ce système a permis d’éviter des dommages sérieux au niveau de l’enveloppe du cylindre et de la poutre hydraulique.

ÉTUDE DE CAS : SOLUTION INNOVANTE À PROBLÈME TRÈS SPÉCIFIQUE
Un grand centre de distribution comptait parmi ses équipements clés un pont roulant gerbeur. Cette machine, constituée d’une grue robotisée en déplacement sur des rails, était utilisée pour les entrées et sorties de stocks des emplacements de stockage de grande capacité/à haut rendement. Le client était confronté à un problème de détérioration des rails du pont roulant (se bild . 5) comme l’attestaient les bruits sourds qui se faisaient entendre de temps à autre une fois en marche. Tout câblage fixe est impossible compte tenu du déplacement de l’ensemble de l’équipement sur les rails. Par conséquent, le système SKF de surveillance sans fil a d’abord été paramétré puis installé afin d’identifier des points d’usure précis et collecter des données de vibration pendant le déplacement du pont sur le rail. Les « pics » relevés au niveau du signal temporel (se bild . 6) ont été mis en corrélation avec la position de la grue sur les rails de manière à repérer les zones problématiques.

Suite à ces tests, les sections endommagées ont pu être réparées, évitant ainsi un remplacement total des rails. Des tests de suivi ont confirmé la réussite des réparations.

CONCLUSION
La technologie Wi-Fi/802.11 b/g apporte une solution pratique tant du point de vue technique qu’économique et son utilisation devrait rapidement s’étendre. La technologie sans fil constitue un élément facilitateur majeur pour les systèmes de maintenance conditionnelle puisqu’elle permet de surmonter les principales barrières à l’installation en apportant commodité et mobilité pour un coût modéré. SKF entend rester à l’avant-garde des technologies de surveillance sans fil qui offrent aux clients de nombreux avantages, notamment en termes d’innovation et de fiabilité, pour des applications nouvelles et traditionnelles.

Les fonctionnalités de la technologie sans fil étendues aux zones à risques

Le système de surveillancesur site compact, à huit canaux, SKF Multilog WMx collecte les données d’accélération, de vélocité, de température et d’état des roulements dans des zones à risques avec facilité et précision, en toute sécurité.

Ce nouveau modèle est certifié ATEX 2/IEC Zone 2 pour une utilisation dans la plupart des zones de l’industrie du traitement des hydrocarbures où les systèmes non certifiés ne sont pas autorisés. Cette unité, alimentée par des batteries, est compatible avec les capteurs standard certifiés pour les zones à risques. De plus, le Multilog WMx prend en charge les cryptages WEP, WPA et WPA2 pour une sécurité accrue.

Idéal pour les machines semi-critiques/auxiliaires dans des zones à risques, pour la résolution de problèmes et pour la surveillance à distance, le WMx peut constituer une alternative extrêmement rentable.