La "salute" delle attrezzature di fabbrica incide direttamente sull'efficienza e sulla sicurezza della produzione. Il monitoraggio accurato e in tempo reale delle vibrazioni può aiutare a prevenire potenziali guasti prima che si verifichino. Questo articolo esamina due principali tecnologie di sensori di vibrazioni industriali per assistere nell'implementazione di sistemi efficaci di monitoraggio delle apparecchiature.
I sensori alimentati tramite loop a due fili si sono affermati nel monitoraggio delle vibrazioni industriali grazie al cablaggio semplice e all'economicità. Questi sensori richiedono solo due fili: uno si collega a un alimentatore da +18 a 30 volt, mentre l'altro funge da linea di terra comune CC (negativo). Il circuito interno del sensore regola la corrente del circuito in modo proporzionale ai parametri di vibrazione misurati: una vibrazione più elevata comporta una corrente maggiore e viceversa.
Questi sensori si collegano direttamente al controller logico programmabile (PLC) o ai moduli di ingresso analogici del controller di processo, che in genere accettano segnali standard da 4-20 mA. L'installazione è semplice: collega il cavo positivo del sensore all'alimentazione e il cavo negativo all'ingresso analogico del controller. L'alimentatore completa il circuito di corrente attraverso la connessione di terra del controller.
I trasmettitori di vibrazioni a quattro fili offrono maggiore funzionalità e flessibilità applicativa rispetto alle loro controparti a due fili. Forniscono sia un'uscita da 4-20 mA che rappresenta i livelli di vibrazione complessivi sia un segnale di vibrazione dinamico contenente informazioni di frequenza più ricche, fondamentali per un'analisi dettagliata dei guasti.
Questi trasmettitori richiedono quattro fili: due per l'alimentazione dell'elettronica interna e due per l'uscita del segnale, con cablaggio indipendente per ciascuna funzione. Molti modelli sono dotati di un connettore BNC per l'uscita del segnale di vibrazione dinamica, consentendo il collegamento tramite cavo twin-core per un'analisi dettagliata.
La selezione tra i tipi di sensore dovrebbe considerare diversi fattori:
Entrambi i tipi di sensore utilizzano il segnale standard industriale da 4-20 mA, dove 4 mA rappresenta la vibrazione minima e 20 mA indica i livelli massimi. Questa segnalazione basata sulla corrente offre numerosi vantaggi:
Caso di studio 1: monitoraggio delle vibrazioni dei ventilatori
Un impianto chimico ha implementato trasmettitori di vibrazioni a quattro fili per monitorare le apparecchiature critiche dei ventilatori. La capacità del sistema di fornire sia livelli di vibrazione complessivi che segnali dinamici ha consentito il rilevamento tempestivo di guasti ai cuscinetti, prevenendo tempi di fermo della produzione.
Caso di studio 2: monitoraggio delle vibrazioni della pompa
Un impianto di trattamento dell'acqua ha utilizzato sensori a due fili alimentati tramite loop per il monitoraggio continuo della pompa. La semplice uscita da 4-20 mA collegata direttamente ai sistemi PLC, attivando avvisi di manutenzione quando la vibrazione supera le soglie di sicurezza.
La tecnologia di monitoraggio delle vibrazioni continua ad evolversi con i progressi dell’IoT industriale:
La selezione di sensori di vibrazione adeguati costituisce la base per un monitoraggio efficace dello stato delle apparecchiature. Le soluzioni a due fili offrono semplicità ed economia per le applicazioni di base, mentre i trasmettitori a quattro fili forniscono funzionalità avanzate per analisi dettagliate. Con il progresso della tecnologia, i sistemi di monitoraggio delle vibrazioni diventeranno sempre più intelligenti ed efficienti, salvaguardando le operazioni industriali.
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