Sistema de Monitoreo Remoto de  Fisuras para Equipos Móviles        Luciano E. Chiang Sánchez               Junio 2011
Contenido   Contexto   Mecánica de la Fractura   Arquitectura del Sistema   Conclusiones
Contexto   Altos precios de metales   Equipos son operados al límite de sus capacidades y más   Frecuentes fallas estru...
Mecánica de la Fractura   Fisuras en estructuras de máquinas son causa de fallas    catastróficas   El crecimiento de un...
Crecimiento de Una Fisura
Calculo de KI mediante MEF
Vista en Corte Fisura
Sistema de Monitoreo RemotoEste sistema permite reaccionar ante anomalías, además de hacerseguimiento y llevar un registro...
Arquitectura Global, Pala Minera                              W                               i-M                         ...
Arquitectura Local (en maquinaria), Ejemplo                                          Módulos remotos                      ...
Módulo Coordinador   uProcesador Atmel    16 MHz                         8 bit   Memoria Flash        Fat32             ...
Sensores                       ADXL345   Acelerómetro       Configuración Digital                       13 bit           ...
Sensores Variables Eléctricas                            Sensores efecto Hall   Corriente               Aislados del circ...
Interfaz gráfica   Respaldo en Base de Datos   Visualización en tiempo real   Configuración de alarmas   Visualización...
Piloto: Monitoreo Pala 495HR, CollahuasiMódulos conacelerómetros:   Autónomos   Hasta 3.2 kHz   Modo ahorro de energía...
Piloto: Monitoreo Pala 495HR, Collahuasi
Torre Perforación. Otro CasoMonitoreo y registro permanente de:   Presión de rotación (PSI)   Presión de avance (PSI)  ...
Arquitectura Global                               W                                i- M                                  a...
Arquitectura Local                                                       Módulo remoto         Módulo remoto              ...
Conclusiones   Las fisuras pueden conducir a fallas catastróficas de alto    costo   Se requiere monitoreo remoto inalám...
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  1. 1. Sistema de Monitoreo Remoto de Fisuras para Equipos Móviles Luciano E. Chiang Sánchez Junio 2011
  2. 2. Contenido Contexto Mecánica de la Fractura Arquitectura del Sistema Conclusiones
  3. 3. Contexto Altos precios de metales Equipos son operados al límite de sus capacidades y más Frecuentes fallas estructurales por sobre-exigencia ¿Cómo operar equipos a máxima capacidad sin incurrir en fallas catastróficas o recurrentes? Monitorear equipos en tiempo real para anticipar fallas reduciendo costo y magnitud de reparaciones al mínimo y maximizando el índice de disponibilidad de la máquina Sensores Remotos para Ubicaciones Críticas
  4. 4. Mecánica de la Fractura Fisuras en estructuras de máquinas son causa de fallas catastróficas El crecimiento de una fisura puede predecirse Factor de Intensidad de Esfuerzo ≤ Factor de Intensidad de Esfuerzo Crítico Dimensión Crítica de Fisura Ley de Paris velocidad de crecimiento fisura
  5. 5. Crecimiento de Una Fisura
  6. 6. Calculo de KI mediante MEF
  7. 7. Vista en Corte Fisura
  8. 8. Sistema de Monitoreo RemotoEste sistema permite reaccionar ante anomalías, además de hacerseguimiento y llevar un registro de operación mediante: Captura Almacenamiento de datos Monitoreo en tiempo real Alarmas configurables Estadísticas de operación
  9. 9. Arquitectura Global, Pala Minera W i-M ax ZigBee o Mesh GP RS Gateway Base datos Servidor Web
  10. 10. Arquitectura Local (en maquinaria), Ejemplo Módulos remotos Gateway Alimentados Wi-Max o G PRS 24VDC Batt Acelerómetro Sensores Strain Gage Sensor presión Sensor Posición- velocidad
  11. 11. Módulo Coordinador uProcesador Atmel 16 MHz 8 bit Memoria Flash Fat32 Archivos de hasta 4GB Precisión de +-2ppm Reloj Tiempo Real Alarmas distintas periodicidades ZB Mesh 250 kbps Módulo ZigBee 40m de alcance (120 aire libre)
  12. 12. Sensores ADXL345 Acelerómetro Configuración Digital 13 bit +-2g, +-4g, +-8g, +-16g Strain Gauge Esfuerzos axial, flexión y corte Biaxial y triaxial Presión Diferentes rangos Configurable en módulo Encoder (avance, Encoder cuadratura Óptico IP65 o magnético IP67 velocidad) Hasta 300Hz
  13. 13. Sensores Variables Eléctricas Sensores efecto Hall Corriente Aislados del circuito de potencia Rangos hasta 1000A Precisión 1% Sensores efecto Hall Voltaje Aislados del circuito de potencia Rangos hasta 6000V Precisión 1%
  14. 14. Interfaz gráfica Respaldo en Base de Datos Visualización en tiempo real Configuración de alarmas Visualización de historial de operación Estadísticas Acciones Recomendadas
  15. 15. Piloto: Monitoreo Pala 495HR, CollahuasiMódulos conacelerómetros: Autónomos Hasta 3.2 kHz Modo ahorro de energía Alarmas configurables
  16. 16. Piloto: Monitoreo Pala 495HR, Collahuasi
  17. 17. Torre Perforación. Otro CasoMonitoreo y registro permanente de: Presión de rotación (PSI) Presión de avance (PSI) Presión de Aire (PSI) Velocidad de rotación (º/seg) Velocidad de penetración (m/h)
  18. 18. Arquitectura Global W i- M ax ZigBee oG Mesh PR S Base datos Servidor Web Gateway
  19. 19. Arquitectura Local Módulo remoto Módulo remoto Gateway Alimentado Autónomo Wi-Max o G PRS 24VDC Batt Acelerómetro Vibraciones Sensores Strain Gage Sensor presión Aire Rotación Avance Sensor Posición- velocidad Rotación Penetración
  20. 20. Conclusiones Las fisuras pueden conducir a fallas catastróficas de alto costo Se requiere monitoreo remoto inalámbrico en zonas críticas Mucho trabajo previo pero ahorros son significativos

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