Hot commodities are safely monitored

Customer Success Story

Integração dos dados de medição no próprio software

Para evitar paragens não programadas das máquinas durante a produção de todos os tipos de rolamentos nas suas instalações de forjamento e endurecimento, a equipa de manutenção da fábrica da Schaeffler em Schweinfurt estava à procura de uma solução de Condition Monitoring a ser utilizada principalmente nas prensas de forjamento e nos fornos de recozimento e endurecimento. Esta solução deveria ser capaz de otimizar o trabalho de manutenção, fornecer atualizações contínuas em tempo real sobre o estado das máquinas, minimizar os custos de inventário e, acima de tudo, poder ser integrada no sistema de manutenção preditiva existente nas instalações. O sistema de monitorização ProLink CMS atende a todos estes requisitos. Em consequência, o departamento de manutenção utiliza agora 62 sistemas com um total de 461 pontos de medição.

Resultados:

Foram evitadas nove paragens não programadas em apenas dois anos e meio.
90.000 euros de poupança de custos.

“Com o ProLink CMS, podemos monitorizar as máquinas em tempo real. Em última análise, isto permite-nos detetar danos precocemente e planear as nossas atividades de manutenção. Assim podemos poupar até 10.000 euros por cada dano detetado. É um ótimo sistema!”

Holger Sternberg - Novas Tecnologias, Schaeffler Schweinfurt

Desafios
Solução e particularidades
Poupanças
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Desafios

Schweinfurt: Na fábrica de forjamento e endurecimento da Schaeffler, são fabricados anéis de rolamentos de grandes e pequenas dimensões, onde as condições de trabalho são difíceis para as pessoas e as máquinas. Aqui, a prensa tem de realizar um esforço muito grande para comprimir e perfurar os anéis de rolamento. As altas temperaturas, de mais de 1.000 °C nos fornos de forjamento e 800 °C nos fornos de endurecimento, bem como a sujidade, são companheiros constantes da equipa de manutenção. No caso, p. ex., de o ventilador de um forno de recozimento sofrer uma avaria inesperada, a interrupção do funcionamento da instalação pode durar várias horas. Isto é devido a que o forno tem de arrefecer durante várias horas antes de se iniciarem os trabalhos de manutenção. Na pior das hipóteses, um novo ventilador pode não estar disponível em stock, uma vez que as peças de reposição apenas são armazenadas em quantidades limitadas. É precisamente por esta razão que a equipa de manutenção utiliza há anos uma solução de Condition Monitoring. Mas, embora tenha prestado bons serviços à equipa, a solução atual é considerada obsoleta.

Thomas Steinlein, chefe do departamento de manutenção da MU3 em Schweinfurt, resume o problema em poucas palavras:

“As máquinas e os seus componentes estão sujeitos constantemente a altas temperaturas, utilização intensiva e sujidade. Um sistema de Condition Monitoring inteligente não apenas permitiria aliviar a carga de manutenção, como também aumentaria a segurança, porque as máquinas mais importantes estão frequentemente localizadas em zonas de difícil acesso. É por esta razão que estávamos à procura de uma solução de monitorização que fosse capaz de proporcionar maior fiabilidade no planeamento, oferecer maior segurança ao pessoal e que, idealmente, pudesse ser integrada no nosso software de manutenção.”

A equipa começou então a procurar a solução adequada dentro das suas próprias fileiras.

Prensa de forjamento

Depois de serem aquecidos a 1.200 °C, os rolamentos de grandes dimensões são moldados na prensa por compressão e perfuração.

Os anéis de rolamento mais pequenos são normalmente cortados a partir de tubos ou barras de aço para serem processados, tal como as peças forjadas. Esta operação envolve a maquinação dos espaços em branco em tornos automáticos multifuso, enquanto as aparas são removidas das superfícies interna e externa, criando assim a pista de rotação para os elementos rolantes e os entalhes para as vedações laterais dos anéis de rolamento.

Solução

Para monitorizar as máquinas mais críticas, os especialistas das Lifetime Solutions da Schaeffler recomendaram a utilização do ProLink CMS. Trata-se de um sistema de Condition Monitoring multicanal que é a opção preferencial para máquinas com condições de funcionamento variáveis e condições ambientais adversas, tais como temperaturas de superfície superiores a 70 °C. A Schaeffler Schweinfurt utiliza o ProLink CMS de 16 canais para monitorizar o estado de diversas máquinas. Este processo envolve principalmente a medição de vibrações. Desde que o sistema de monitorização foi colocado em funcionamento, foram evitadas nove paragens não programadas na oficina de forjamento.

Os estudos de caso apresentados a seguir ilustram o sucesso que o ProLink CMS obteve na prevenção de paragens não programadas:

Estudo de caso 1: Prevenção de avaria na bomba
Uma mensagem de alerta sobre uma bomba é visualizada no software de manutenção da Schaeffler. O departamento de manutenção identifica a mensagem de erro e inspeciona a bomba. Os danos nos rolamentos no interior da bomba foram a causa da mensagem de alerta. A bomba foi prontamente substituída durante uma paragem programada da máquina durante um fim de semana.
Estudo de caso 2: Defeito de circulação detetado a tempo
Foi apresentado um alarme numa bomba de circulação de um forno de recozimento. O departamento de manutenção registou a mensagem de erro. O circulador foi subsequentemente substituído durante uma paragem programada, permitindo à equipa de manutenção evitar um período prolongado de inatividade não planeado.

Particularidades

A oficina de forjamento e de endurecimento foram os primeiros locais a receberem a instalação do ProLink CMS num ambiente real, o que permitiu que todas as funcionalidades da solução fossem testadas antes de serem lançadas no mercado. Totalmente convencido da eficácia do sistema, o departamento de manutenção dispõe agora de 62 sistemas ProLink CMS com 461 sensores de vibração em utilização, estando prevista a instalação de mais unidades no futuro.

ProLink CMS
Múltiplos sensores monitorizam a prensa de forjamento. São possíveis até 16 pontos de medição por sistema. O intercâmbio de dados é realizado através de OPC/UA.
ProLink CMS
O sistema dentro do armário de proteção

Poupanças

Forno de recozimento

Custos resultantes de uma paragem não programada

Reparações até	€ 2,000
Tempo de inatividade até	€ 4,500
Perdas de produção até	€ 3,500
Custos totais	€ 10,000

Poupança resultante de nove paragens que foram evitadas em dois anos e meio utilizando o ProLink CMS: 90.000 €*

* Os custos de aquisição não recorrente serão deduzidos deste montante.

Informações técnicas

Como é que funciona o Schaeffler ProLink CMS
Os sensores da Schaeffler registam as vibrações da máquina, enquanto o sistema de Condition Monitoring ProLink analisa o estado geral das vibrações, bem como as vibrações específicas dos componentes, p. ex., em rolamentos e engrenagens. Todos os parâmetros e estados de alarme podem ser transmitidos para o centro de controlo e para o sistema de controlo da máquina através de OPC UA. O estado de alarme também pode ser transmitido simultaneamente a um sistema de planeamento da manutenção através de OPC UA. A partir daí, podem ser iniciados os trabalhos de manutenção mais adequados. Desta forma, os elevados custos resultantes do tempo de inatividade podem ser evitados de forma fiável.

Informações técnicas sobre o ProLink CMS

Intercâmbio de dados	via OPC/UA
Interface com sistemas de planeamento de manutenção como o SAP/PM e o IBM Maximo	via OPC/UA
Transmissão cíclica do relatório ou em caso de alarme	Email
Intercâmbio de dados de medição	Via fieldbus. In planning: Profinet and CC-Link IE Field

Dados e números

Total
62 sistemas ProLink CMS com 461 sensores

Oficina de forjamento
7 prensas de forjamento
9 sistemas ProLink CMS com 72 sensores
4 fornos de recozimento
6 sistemas ProLink CMS com 77 sensores

Oficina de endurecimento
4 fornos de endurecimento
8 sistemas ProLink CMS com 96 sensores
1 forno de endurecimento
1 sistema ProLink CMS com 2 sensores

Em planeamento:

2 fornos de endurecimento
4 sistemas ProLink CMS com 36 sensores

O ProLink CMS faz parte do portfólio das Lifetime Solutions da Schaeffler, que oferece uma vasta gama de produtos, serviços e soluções para a manutenção industrial. Foi concebido para dar suporte aos engenheiros de manutenção ao longo de toda a vida útil da máquina.

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