Etiqueta: Sector Cementero

Una gran demanda en nuestro trabajo en ingeniería de mantenimiento es la optimizacion de bases de datos, algo que se torna en prácticamente obsesivo en el sector cementero. Por ello no podía faltar un post que orientara sobre este proceso con el detalle de ciertas particularidades de nuestras plataformas software, y la particularización a algunas de las más usadas.

Como en el resto de entradas de boletín tenéis un tutorial que se ubica al final del post. En este caso hablando sobre variable compleja, algo que os permitirá ampliar vuestra base de ingeniería para futuros procesos de I+D o desarrollo.

¿Porqué el Sector Cementero?

Desde luego si os fijáis en las entradas de esta etiqueta veréis que la mayor parte de ellas ya se orientan hacia las bases de datos, electrónica y software. En realidad cualquier intento de mejora en este sector pasa por la optimizacion del acceso y tiempo de tratamiento en estas plataformas de información.

Las características del proceso productivo en este sector obligan a ello puesto que:

• Existen equipos críticos con baja velocidad de giro, algo que incrementa los tiempos de inspección y mantenimiento.
• Existe un fuerte stress ambiental, con elevadas y severas medidas de seguridad para los trabajos de campo.
• La deficiente mantenibilidad de ciertos equipos pone en entredicho ciertos aspectos de optimizacion relacionados con el mantenimiento predictivo.
• Las plantas tienen un gran número de activos, cuestionándose la rentabilidad de un amplio personal dedicado a labores de inspección y mantenimiento planificado.
• El elevado tamaño de las bases de datos puede exigir de espacios excesivos para backup en servidores.

Planteamiento del Proceso

Cuando se configuran bases de datos, en el contexto de un mantenimiento predictivo, es habitual usar modelos o plantillas predefinidas por el software, que son válidas para cualquier industria. Sólo la práctica con las rutas de mantenimiento: con la particular habilidad de cada inspector, y con la casuística del día en el sentido de retrasos en firma de permisos, eventualidades del proceso o eventos inesperados dentro de la actividad reglada de cada persona, puede aportarnos una idea de las necesidades reales que podamos tener para esta optimizacion.

Y una vez implementada las bases datos resulta harto complejo un proceso de optimizacion, por cuanto requiere un dominio avanzado tanto de las técnicas utilizadas como de las plataformas software utilizadas y la morfología de sus tablas y registros.

Por ello suele requerirse el asesoramiento de un consultor experto en bases de datos y en el sofware utilizado.

Para un buen soporte al trabajo de este experto se deberían planificar:

• Días de trabajo sin acceso a la plataforma

Es habitual que la planta no use a los técnicos que manejan el software en otros menesteres, y dediquen buena parte de su tiempo a observar el proceso de optimizacion de bases de datos realizado por el experto. Esto no reportará ningún beneficio futuro a la compañía puesto que se trabaja típicamente contrarreloj y, en muchos casos, existen elevados tiempos de espera (procesos automáticos en bases de datos) que son habitualmente utilizados para preparar el informe final de trabajos.

• Un adecuado funcionamiento de los sistemas de copia de seguridad.

La elevada responsabilidad de las plataformas de mantenimiento predictivo obliga a realizar copias de carácter diario, si bien no resulta tan automático el acceso a los archivos de backup.

Ello suele deberse a una excesiva burocratización de los accesos y permisos, algo que resulta difícil solucionar sobre la marcha habiéndome visto obligado en ciertos de mis trabajos a llevar mi propio sistema de soporte a fin de evitar perder los cambios realizados en cada jornada.

• Contemplar la posibilidad de un día adicional de formación.

Esta jornada debería plantearse como un must por cuanto la optimizacion realizada se notará en el día a día de operadores e inspectores de mantenimiento. Además puede requerirse como parte del proceso un cambio en los procedimientos habituales de trabajo.

En estos casos y debido al diferente enclave administrativo de la formación o el soporte técnico puede resultar imposible la sesión formativa, pudiendo sustituirse por un completo informe o dossier de trabajos.

Pero el meollo de la entrada es la lista de

Trucos para la Optimizacion de Bases de Datos,

tratando de aportar algún ejemplo vivido en mi experiencia como consultor en estos procesos:

Conocer el Sistema a Optimizar

Parece algo obvio, pero pueden aplicarse ciertas mejoras que no tengan sentido por antigüedad o incompatibilidad con el sistema. Pensemos que en Mantenimiento, y en España en concreto, existen plataformas software-hardware con un importante desfase temporal en cuanto a la fecha de su implantanción, pese al importante filtro que supuso el efecto 2000.

Ejemplo1

Cuando tratas de optimizar bases de datos de vibración, y el software existente ofrece la posibilidad de adquirir 6400 líneas (16384 muestras en la forma de onda) mientras que el hardware únicamente permite 3200 líneas. Ello mejora obviamente los tiempos de adquisición (reduciéndolos) pero puede no resultar óptimo cuando tratamos de recolectar señales dinámicas que requieren una elevada precisión como:

Reductoras de potencia, Motores eléctricos de 2 polos, equipos donde coexistan frecuencias de excitación con un bajo delta entre ellas (accionamiento por correas, centrífugas, ….).

Ejemplo2

Acceder a un proceso de optimizacion a un sector en el que no has tenido mucha experiencia como usuario de las bases de datos, desconociendo la posible organización de equipos, jerarquías y dependencias y las configuraciones allí establecidas.

En el sector alimentario la potencia media de los motores es inferior a los existentes en el cementero, algo que implica una distinta configuración de medidas, tiempos de trabajo y requerimientos de almacenamiento.

Categorizar los eventos de la Optimizacion de Bases de Datos

En una base de datos en la que existen 500 activos y más de 25000 registros es conveniente categorizar los eventos del proceso. Se recomienda listar primero aquellos de mayor alcance y continuar con los de menor.

Es conveniente realizarlo al inicio del trabajo apoyándonos en algún listado resumen. Nos ayudará a una mejor organización de tiempos, un mayor control del trabajo realizado y una menor frustación ante incidencias en la respuesta del software.

Ejemplo1

En una base de datos de vibracion la parte de configuración de filtros electrónicos resulta fundamental, pues limita la capacidad de análisis del sistema, por encima incluso del punto o sensor utilizado para la medida; no suele ser una tarea que implique demasiado tiempo. Así recuerdo haber visto varios sistemas antiguos donde la frecuencia de corte del filtro dependía de la configuración de cada medida (frecuencia máxima, número de líneas), resultando que en algunos casos se estaba filtrando (atenuando) la vibración a la RPM de la máquina, típicamente la más elevada.

Debido a que es un proceso rápido y que lleva poco tiempo, realizarlo en primer lugar puede aportarnos confianza y un soporte ante problemas futuros en labores de mayor dedicación en tiempo y recursos.

Ejemplo2

En ultrasonidos resulta fundamental cargar las alarmas al adquisidor para poder realizar un más detallado análisis en campo, si es que estos umbrales son superados. Ello exige su configuración previa en las bases de datos y un conocimiento detallado de cada histórico. El tiempo requerido para ello es elevado, y caso de encontrarse deficiencias en ese sentido se requerirán elevados tiempos y bajos procesos de automatismo en la optimizacion.

Como lleva mucho tiempo olvidar otros aspectos que pueden quedar incluso sin configurar ante la importancia de las alarmas.

Buscar la Eficiencia

Gran parte de los procesos de optimizacion de bases de datos pueden llevarse a cabo de varias maneras; sería ilógico no elegir el camino más corto para cada uno de ellos. Esto exige analizar, generalmente offline, la arquitectura y funcionalidades del software y adecuarla al proceso a seguir con el sistema en análisis.

No elegir el camino correcto es generalmente algo irreversible y puede llevarnos a dilatar tiempos, e incluso llegar a cometer errores.

Ejemplo1

En la optimizacion de bases de datos vibracionales es conveniente usar el campo de ubicación para identificar el código de cada posición de medida en el sistema. Pese a ello ciertos sistemas no diferenciaron la dirección de medida dentro de este campo sino en otro de la base de datos; ello generó errores en la toma de lecturas con una familia de colectores de datos lanzada al mercado en el año 2001.

Así se hubo de cambiar este campo que aparece en todos los equipos de las bases de datos, siendo posible la búsqueda y cambio por campos lógicos «Like» y «Not Like». El primero de los criterios realiza la búsqueda de una manera más rápida por encontrarse los criterios de búsqueda al inicio de la palabra (no así en el Not al final del texto).

Esta elección redujo notablemente las modificaciones a realizar que superaban en cada caso los 9000 registros del sistema.

Ejemplo2

Las bases de datos organizan sus registros jerárquicamente para un organizado acceso a la información; el acceso a cada registro debe realizarse con criterios de búsqueda o selección propios. El uso de otros criterios, quizás más lógicos y estéticos, puede ralentizar el proceso e incluso bloquear el ordenador.

Cambiar el valor de una alarma es posible en un software de predictivo, si bien puede realizarse por el código de máquina o ubicación (ilógico y lento) o bien por el nombre y severidad dado a la alarma en el sistema (lógico y rápido). Muchas veces no dedicar tiempo a conocer cada configuración lleva a tomar la primera opción, más automática e intuitiva pero menos eficiente.

El consultor debe analizar los campos que le ofrece el software para realizar sustituciones de registros con coherencia jerárquica y organizativa.

Hasta aquí la que se podría denominar como

Trilogía de Tips en la Optimizacion,

pudiendo existir alguno más pero que seguro puedes incluir en alguno de los 3 anteriores. Como ejemplo de ello estaría:

Uso de una nomenclatura adecuada y funcional, que se incluiría dentro del tip de búsqueda de la eficiencia; así, es recomendable usar códigos nemotécnicos o identificativos de cada campo o coherentes con el modo de codificar en planta, aunque esto muchas veces es más una cuestión de imagen.

Los 3 tips van de más a menos siendo el primero el de mayor importancia como puedes ver en el siguientes gráfico:

Finalmente te adjunto el

Tutorial

sobre Variable Compleja, muy utilizada en el campo de la Electrotecnia. En este caso el documento finaliza con la derivación compleja,pero aporta un listado resumen con las propiedades y teoremas más utilizados en esta formulación matemática.

Esperando que la entrada y tutorial del boletín sobre optimizacion de bases de datos te haya resultado de utilidad me despido hasta el próximo número. Cordiales saludos. 

Los necesidades para la optimización de procesos productivos son particulares en muchas ocasiones para cada tipo de industria; de hecho así lo podéis deducir a partir de las etiquetas que se utilizan en el blog. En el caso del particular del sector cementero una de las más importantes es la necesidad de mejorar el mantenimiento de hornos rotatorios, aportándoos una serie de recomendaciones para ello; además tenéis un tutorial sobre los principales materiales de construcción.

Empezaremos como es habitual con el tutorial sobre

Materiales de Construcción,

quizás no íntimamente relacionado con el mantenimiento pero sí con la industria. En cualquier caso que levante la mano el primer sufridor de problemas vibracionales que no se haya visto implicado en una reforma de obra cívil o haber tenido que supervisar reparaciones de este tipo en sus talleres o lugares de trabajo. Por eso creo que os resultará de utlidad este manualillo sobre materiales de construcción.

Pero el meollo de la entrada se refiere a optimizar el

Mantenimiento de Hornos Rotatorios,

que son unos dispositivos muy importantes en esta industria como podéis deducir de la lectura del tutorial. Se trata de dispositivos formados por una carcasa cilíndrica giratoria, levemente inclinada hacia la salida. La alimentación  desciende a través del horno siendo calentada en el proceso mediante tubos de vapor. En la figura puede verse su

Configuración

Además del croquis anterior los equipos presentan la siguiente arquitectura:

• Bancadas rígidas
• Acoplamientos Hidráulicos
• Reductores con varias Etapas de Reducción
• Fenómenos transitorios debidos a los Elementos de Sujección del Horno Rotatorio

El caso es que estos hornos rotatorios presentan por su criticidad control mediante técnicas predictivas, y en el caso del sector cementero cómo ya se comentó en la entrada electronica de control existen problemas con el stress ambiental, han usado como técnica estrella para mantenimiento de hornos la vibración. Así, tras un proceso de implantación de la tecnología se les dejó preparada una base de datos de medidas y hardware para la medida vibracional con las siguientes configuraciones:

• Puntos de Medida

• Parámetros de Control

• Niveles de Alarma

• Períodos de Chequeo para Mantenimiento

Pues bien, en este contexto estas serían las principales recomendaciones para

Mejorar su Mantenimiento:

• 2 Ubicaciones Radiales por Apoyo

Esto es así porque se trata de máquinas que seguramente presenten en su operación algún tipo de modo propio de vibración pese a la elevada rigídez de la bancada. ¿Porqué? Fundamentalmente debido a que los pernos y pletinas donde se apoya el conjunto del motor no suelen presentar la consistencia necesaria. Ello hace que ante cualquier mínimo problema de de holgura o desalineación se generen sobrecargas y calentamientos en ese componente rotativo.

Configurando así las medidas detectaremos cualquier cambio en vibración en el mantenimiento de hornos rotatorios, dado que los sensores presentan sensibilidad para la medida fundamentalmente en la dirección en la que se montan sobre la máquina. Si tenéis alguno de estos equipos en vuestra planta observaréis que la dirección conocida como vertical (perpendicular al firme) no presenta quizás espacio para la ubicación del sensor de medida; pese a ello cambiar la dirección hasta que se puedan plantear 2 ubicaciones de medida en el plano en el que se monta el sensor.

• Tomar 1-2 segundos de Giro de la Máquina

Con la configuración planteada, acoplamiento hidráulico, suelen existir dos velocidades de giro en el accionamiento, la de entrada y salida al Fluidrive, muy parecidas en magnitud y que generan un fenómeno conocido como batido. Ello genera que se sumen y resten las frecuencias produciéndose una onda resultante de baja frecuencia, de valor la diferencia entre las 2 perturbaciones originales.

En el caso de las configuraciones de vibración el tiempo de recolección se controla mediante el cociente entre:

Número de Líneas / Frecuencia Máxima

Para entenderlo debéis tener en cuenta que todos estos equipos realizan un muestreo analógico-digital, es decir, convierten una señal continua en una discreta formada por un número finito de puntos. Cuando más puntos se tomen más se parecerá la señal muestrada a la original. Pues bien de manera general se puede decir que:

1. El primero de ellos, número de líneas, está relacionado con el número de muestras que se toma, por lo que a

   «mayor valor mejor señal digital obtenida» (más tiempo de recolección)

2. El primero de los valores, frecuencia máxima, se relaciona de manera inversa con el período establecido para cada muestra, de tal forma que

«mayor valor mejor señal digital obtenida» (menor período de chequeo)

En este caso,por tanto, nos interesaría un número de líneas elevado y una frecuencia máxima lo menor posible para maximizar ese tiempo; es decir convendría tomar muchas muestras y usar un período mínimo de recolección alto para un mejor mantenimiento de hornos rotatorios.

• Datos Técnicos

Es recomendable disponer de la mayor cantidad de documentación sobre la máquina para conocer las diferentes velocidades de giro en la reductora. En muchos de los hornos rotatorios existen reductores antiguos, antiguos pero es habitual que en los planos de los equipos figuren el número de dientes colados entre las referencias o IDs. De ese modo nos ahorraremos mucho tiempo en el análisis posterior de los datos.

Aquí los podéis ver en la siguiente ficha:

• Sensores Especiales

Para los equipos de baja velocidad se han de usar sensores electrónicos de elevada sensibilidad (500 – 1000 mV/g).

¿Cómo?

Los sensores transducen la señal mecánica a eléctrica en base a ese nivel de sensibilidad (para cada g de vibración a una determinada frecuencia se obtienen unos determinados niveles eléctricos).

En las máquinas de baja velocidad, recordad la entrada parametros de vibracion, se obtienen niveles bajos de aceleración por lo que se precisa de una sonda que amplifique los niveles eléctricos que se analizarán desde el equipo de medida y software, evitando que queden camuflados o distorsionados por el ruido eléctrico que existe en todo proceso de transmisión de señal.

• Usar la Forma de Onda

Para el diagnóstico de los apoyos de los hornos rotatorios se recomienda la medida de la forma de onda, pues permite visualizar eventos de vibración de carácter discontinuo y transitorio. Pese a que en estos equipos su propia naturaleza los justifica (fricción en las cremalleras de apoyo), pensad que el tambor está inclinado y los sistemas de ajuste a veces tropiezan o golpean visualizándose en la gráfica de diagnósitico.

Pero con esa configuración, si se ajusta un rango automático desde el equipo de medida, se podrán observar en los períodos los posibles daños en los rodamientos, en aquellos períodos en que la cremallera «no cante». Aclararé a ese respecto un triple concepto:

Autorango

Significa que el equipo de medida ajusta el rango del gráfico de pantalla a la amplitud de la señal de entrada. Que la máquina tiene esos golpes en las clemas de sujección, entonces incrementará el rango y será más difícil detectar y visualizar los eventos de menor amplitud; por el contrario cuando no aparezcan esos eventos será la propia vibración del rodamiento la que establezca el rango y se podrán visualizar fenómenos de deterioro en el mismo.

Vibracion en Rodamientos

Ya se habló sobre ellos en la entrada indicada, y debéis recordar que los eventos en estos componentes son repetitivos salvo que el ¡rodamiento esté realmente dañado!, algo que espero no os pase en el futuro.

Modo Vivo de Recolección

Consiste en tomar la medida de forma de onda en modo vivo, es decir, que la pantalla se actualice con cada evento o medición efectuada. De ese modo podréis ver cada incidencia en máquina o rodamiento y decidir cuál de las pantallas decidís capturar.

• Filtrar las Medidas de Aceleración

También se comentó en la entrada de vibracion en rodamientos, recordad que allí también se hablaban de velocidades por debajo de 500 rpm. Pues bien se ha buscar sintonizar las frecuencias bien del rodamiento o del sensor para que se amplifiquen esos eventos de menor energía y establecer las recolecciones pertinentes en esa banda de análisis. De ese modo siempre minimizaréis influencias externas o ajenas al propio rodamiento.

• Armaros de Paciencia

No es propiamente una recomendación pero sí es real como la problemática misma de las máquinas de baja velocidad. Pensad que los rodamientos de los hornos rotatorios pueden presentar velocidades de 12-13 rpm, lo que quiere decir que tardan cinco segundos en dar una vuelta y a veces los defectos en el rodamiento no se manifiesta por la baja carga dinámica existente o por la propia característica de la medida o sensor (estos tienen histéresis).

«Si existen 10 rodamientos de baja velocidad pues no tenéis más que hacer las cuentas teniendo en cuenta que suele ser recomendable tomar 5 revoluciones de giro de máquina, ……»

Si eres un usuario del Sector Cementero te habrá resultado de utilidad la entrada pues optimizarás el

Mantenimiento de Hornos

en tu planta, y estas recomendaciones serían válidas igualmente para cualquier equipo de parecidas características en otro tipo de industrias (secadores rotativos sector químico o alimentario, ….). En muchos casos el usuario industrial no considera necesario mantener equipos con baja velocidad pues existen menores cargas en rodamientos o componentes; se trata de algo cierto pero no por ello real puesto que cualquier sobrecarga dinámica en rodamientos minimizar su vida útil cúbicamente.

¿Lo sabías?

Es decir, existe una relación cúbica entre vida y carga de un rodamiento de tal forma que al duplicar la carga en el apoyo la vida del rodamiento se disminuye en ocho veces. Por eso piensa en ello para incluir equipos con elementos de baja velocidad en tus programas de mantenimiento predictivo, pese a que pienses que la detección de problemas no resulte tan crítica al ser la velocidad de evolución al fallo menor de lo normal.

«En cualquier caso siempre piensa que cualquier fallo imprevisto en un equipo crítico puede echar por tierra años de trabajo en mantenimiento, y el tiempo de medida en baja frecuencia pueden ser 2 – 3 horas cada 3 meses»

¿Qué te parece excesivo? Junta las inspecciones sensoriales con las de vibración y así controlas de un plumazo tus rodamientos de menor RPM.

Bueno me despido hasta el próximo boletín que ya sabéis será dentro de quince días.