Los sensores inteligentes ABB Ability™ y los sistemas de supervisión a distancia aumentan la seguridad, prolongan la vida útil del equipo y eliminan significativamente, o incluso por completo, el tiempo de inactividad. También abren la puerta a la «Fábrica del Futuro», un concepto en el que los datos recogidos de equipos como motores, cojinetes montados, engranajes, accionamientos de velocidad variable y bombas se combinan y pueden accederse y analizarse en remoto, proporcionando un conocimiento profundo del estado de procesos completos.
Artur Rdzanek - Sensored Products ABB - Dodge® Power Transmission Greenville, SC, Estados Unidos artur.rdzanek@us.abb.com
Más pequeños, más inteligentes y más seguros. Estas son algunas de las características clave que describen la evolución de los sensores en los últimos diez años. Sin embargo, más recientemente, el valor de los sensores se ha acentuado aún más gracias a tres desarrollos independientes: la disponibilidad de computación en la nube, los análisis de datos y la transmisión de datos móviles [1]. Estos desarrollos han abierto la puerta a la llegada de sensores inalámbricos basados en IoT que permiten la supervisión permanente de una amplia gama de dispositivos y procesos a un coste menor que el de los tradicionales sistemas de supervisión del estado →01.
La sensorización digitalizada produce información continua, coherente y de alta calidad que respalda la explotación y optimización fiables.
De hecho, la supervisión inteligente del estado basada en sensores proporciona a los usuarios las herramientas de datos para hacer un seguimiento de sus equipos durante todo su ciclo de vida y ver exactamente cómo reaccionan esos equipos a las condiciones y procesos específicos de un usuario. Los usuarios pueden rastrear, cuantificar y, en última instancia, predecir los intervalos de mantenimiento, la esperanza de vida y los calendarios de sustitución.
Al representar un cambio cualitativo y alejarse de las medidas tradicionales de vibración, que requieren la colocación física de sensores discretos de puntos para recopilar datos, largos períodos entre mediciones y posibles riesgos de seguridad para el personal de mantenimiento, el mundo de la sensorización digitalizada produce información continua, coherente y de alta calidad que respalda la explotación y optimización fiables, al tiempo que permite detectar cualquier desviación de las normas, garantizando así un control de calidad en tiempo real [2].
Ha nacido un sensor inteligente
Un ejemplo de la convergencia de estas tendencias y capacidades es el ABB Ability™ Smart Sensor para productos mecánicos →02. Esencialmente una solución de supervisión que facilita una indicación del estado general de un dispositivo, el sensor indica si se necesita o no mantenimiento. Durante este proceso envía avisos, lo que permite a los usuarios planificar el mantenimiento antes de que surjan problemas y, por tanto, evitar tiempos de inactividad →03.
Además, gracias a la capacidad del sensor para supervisar el equipo en remoto, los equipos de mantenimiento pueden comprobar de forma segura el estado del equipo sin riesgo de contacto físico, una característica clave que evita la necesidad de que los técnicos tengan que retirar las protecciones de seguridad para acceder a los equipos para el mantenimiento rutinario.
Otra gran ventaja para el personal de mantenimiento y los operadores es que los datos de los sensores les permiten centrarse específicamente en aquellos equipos que realmente requieren atención, en lugar de tener que inspeccionar todas las máquinas para intentar averiguar si cierto nivel o tipo de vibración o temperatura puede llegar a plantear un problema. En lugar de recurrir a expertos, el Smart Sensor facilita al personal de mantenimiento los datos necesarios para tomar decisiones y evitar averías →04.
04a. La Universidad de Virgina fue fundada en 1819. 
04b. Un Smart Sensor en aplicaciones de ventilación similar a los de la Universidad de Virginia.
04. Más de 65 sensores inteligentes ABB Ability™ Smart Sensors para productos mecánicos mantienen la estabilidad de entornos críticos de laboratorio y el rendimiento de los equipos en la Universidad de Virginia.
Opciones inalámbricas
Los operadores pueden elegir la frecuencia con la que se recogen los datos (por ejemplo, una vez cada 15 minutos o una vez cada 12 horas), en función de la dinámica del proceso. Y los técnicos tienen varias opciones inalámbricas para acceder y recoger los datos resultantes: a través de la pasarela de ABB, a través de una nueva pasarela Plug & Play →05, o mediante una aplicación de teléfono inteligente, lo que permite la supervisión del estado sobre el terreno o desde una ubicación remota.
De hecho, los usuarios pueden comprobar el estado de los equipos en cualquier momento con un smartphone a través de la aplicación ABB Ability™ Smart Sensor →06. La interfaz incluye una pantalla de «semáforo» en rojo, amarillo y verde que ofrece una visión general rápida del estado de cada activo que se está supervisando.
Fábrica del futuro
Las fábricas inteligentes y conectadas son el futuro del sector manufacturero. ABB Ability™ conecta a los usuarios con la potencia del Internet Industrial de las Cosas (IloT) combinando los datos recogidos a partir de equipos como motores, rodamientos montados, engranajes, accionamientos de velocidad variable y bombas. Puede accederse a estos datos y analizarlos en remoto, lo que proporciona un conocimiento profundo sobre el estado a escala de todo el proceso.
En concreto, los datos pueden transferirse a la plataforma de supervisión ABB Ability™ Digital Powertrain. Esta oferta reúne un conjunto de soluciones digitales, que incluye dispositivos, software y servicios, y combina conectividad y análisis de datos para conseguir que las operaciones del cliente sean eficientes, predecibles y seguras.
Los datos procedentes de varios sensores pueden transmitirse a través del smartphone del usuario o de la pasarela a un servidor seguro basado en la nube.
Los datos procedentes de varios sensores pueden transmitirse a través del smartphone de un usuario o de la pasarela de ABB a un servidor seguro basado en la nube, donde se analizan mediante avanzados algoritmos para identificar fallos. Los datos se almacenan en el portal digital ABB Ability™, desde el que se podrá acceder a ellos y donde se mostrarán gráficamente para su posterior análisis. Naturalmente, todas estas capacidades están basadas en el más alto nivel de ciberseguridad. Los usuarios tienen la opción de configurar un número de identificación personal para cada sensor y todas las comunicaciones están basadas en los últimos protocolos de seguridad de la capa de transporte (TLS).
Esta nueva solución de pasarela Plug&Play, basada en dos de los proveedores de telefonía móvil más conocidos en Estados Unidos, ofrece una conectividad sin interrupciones desde los sensores hasta el portal digital ABB Ability™.
En definitiva, el ABB Ability™ Smart Sensor convierte los motores, bombas, rodamientos montados y engranajes tradicionales en dispositivos inteligentes conectados de forma inalámbrica. Mide parámetros clave, como las vibraciones y las condiciones relacionadas con la temperatura desde la superficie del equipo, que pueden servir para obtener información significativa sobre el estado y el rendimiento. Esto permite a los usuarios identificar ineficiencias dentro de sus sistemas y reducir los riesgos relacionados con el funcionamiento y el mantenimiento →07.
07a. GrainCorp ha trabajado con ABB y A1 Electric Motors para desarrollar una solución personalizada basada en la tecnología de sensores inteligentes ABB Ability™. 
07b. La tecnología de sensores inteligentes ABB Ability™ ayuda a GrainCorp avisando de los picos de temperatura en los rodamientos de su horno de cocción.
07. Los sensores inteligentes ABB Ability™ han proporcionado a GrainCorp la capacidad de supervisar activamente los rodamientos de sus equipos.
Asimismo, gracias al nuevo firmware, el Smart Sensor puede actualizarse para mostrar también características como la RMS de la velocidad, el intervalo de medición del cambio, el rango del acelerómetro del cambio y la detección arranque/parada. Estas características, todas ellas procedentes de feedback de nuestros clientes, mejoran significativamente las capacidades existentes del Smart Sensor.
Mantener operativo un campus histórico
El ABB Ability™ Smart Sensor ya está demostrando su rentabilidad en la University of Virginia en Charlottesville, Estados Unidos →04a[3]. Cuando la pandemia del Covid-19 obligó a cerrar la universidad a principios de 2020, un equipo de mantenimiento responsable de la zona McCormick del campus confió en más de sesenta y cinco sensores ABB Ability™ Smart Sensor para productos mecánicos para mantener estables los entornos de laboratorio críticos y el rendimiento de los equipos. La capacidad de saber cuándo había un problema (sin estar físicamente ahí) también permitió al equipo de mantenimiento de la universidad operar de una manera segura.
El equipo de mantenimiento es responsable de garantizar que aproximadamente diez edificios del campus se mantienen a temperaturas cómodas para los estudiantes y el cuerpo docente, y que todos los laboratorios de investigación de la zona mantienen el entorno estable necesario para experimentos controlados. Las prácticas de mantenimiento anteriores requerían un ajuste casi diario de los equipos de tratamiento del aire, a los que es imposible acceder sin apagar los equipos →04b.
A finales de 2019, el equipo descubrió los sensores inteligentes ABB Ability™ Smart Sensors para productos mecánicos y decidió probar varios de ellos en rodamientos. Los sensores, que inmediatamente comenzaron a proporcionar información en tiempo real sobre el estado de los equipos, funcionaron de manera tan eficiente que pronto se instalaron también en rodamientos de unidades críticas de tratamiento del aire en toda la instalación. Esto, a su vez, dio lugar a la detección de problemas no identificados en equipos que antes no parecían necesitar mantenimiento o sustitución. Después de cada corrección, el equipo incorporaba un sensor y comparaba los resultados antes y después de la reparación, determinando en última instancia que los niveles de vibración posteriores a la reparación eran casi perfectos y demostrando que las reparaciones se habían realizado correctamente. Gracias a la calidad de la información obtenida, la planificación del personal de mantenimiento y la gestión de existencias de repuestos son ahora cada vez más predecibles. El personal de mantenimiento ahora sabe cada día lo que realmente requiere atención, en lugar de limitarse a depender de un programa de mantenimiento prescrito, y ha conseguido minimizar y optimizar el tiempo de inactividad.
Mejora de la eficiencia del refinado en la industria oleaginosa
El ABB Ability™ Smart Sensor está contribuyendo a mejorar la eficiencia y aumentar el ahorro en la industria oleaginosa australiana. GrainCorp Oilseeds →07a es una empresa regional australiana dedicada a triturar semillas de canola y refinar aceite que cuenta con 20 años de experiencia en la producción de aceite de canola y de una gama de aceites y comidas para los mercados nacionales e internacionales [4]
Ante varios problemas de alineación y el consiguiente sobrecalentamiento de los rodamientos de su principal horno de cocción, GrainCorp trabajó con ABB y con su socio de canal, A1 Electric Motors, para desarrollar una solución personalizada basada en la tecnología de sensores inteligentes ABB Ability™. El sistema diseñado para GrainCorp incluyó sensores de rodamientos, sensores de motores y una pasarela. Esto hizo que GrainCorp pudiera supervisar activamente los rodamientos de sus equipos y evaluar su estado con vistas a evitar fallos. De hecho, la instalación ha tenido tanto éxito que GrainCorp ahora está en conversaciones para integrar los sensores en la plataforma de supervisión ABB Ability™ Digital Powertrain. La consolidación de este programa completo mejoraría la capacidad de A1 Electric Motors de supervisar en remoto los activos de GrainCorp, algo que resulta especialmente importante si se tiene en cuenta que el acceso a la planta está estrictamente limitado y las actividades tradicionales de supervisión del estado están restringidas a períodos limitados. En definitiva, conseguir que GrainCorp pueda supervisar proactivamente los rodamientos y motores de su principal horno de cocción y complementar estas medidas con un servicio experto ha mejorado la eficiencia del proceso y ha eliminado prácticamente el potencial de fallo del sistema →07b.
Referencias
[1] Eros. L., World Cement, Progress in Real-Time, May, 2020.Disponible: https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=9AKK107680A6860&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
[2] Eros. L., World Coal, September/October, 2020. Disponible: https://www.worldcoal.com/magazine/world-coal/september-2020/
[3] ABB, University of Virginia maintenance team relies on ABB to keep campus running, May 5, 2020. Disponible: https://new.abb.com/news/detail/61748/university-of-virginia-maintenance-team-relies-on-abb-to-keep-campus-running
[4] ABB, Digital trends: Smart sensors in oil refineries, July 16, 2020. Disponible: https://new.abb.com/news/detail/65329/dig-ital-trends-smart-sensors-in-oil-refineries
