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A tecnologia de detecção tem uma presença de destaque na fabricação de máquinas. Ela fornece a base para manter a qualidade consistente e detectar quaisquer falhas no desempenho da máquina. Se alterações sutis nas propriedades físicas de uma máquina podem provocar falha, os sensores responsáveis por detectar essas alterações podem economizar o longo tempo de inatividade e os custos de reparo dos fabricantes.
Além de ajudar a reduzir os custos de manutenção, os sensores também representam uma oportunidade para tornar as máquinas mais econômicas. Seja por meio de sua resistência a produtos químicos agressivos ou por sua capacidade de reduzir a área ocupada geral da máquina, os sensores certos podem fazer uma enorme diferença. Neste artigo, discutiremos várias maneiras pelas quais os sensores projetados de forma inteligente podem tornar o projeto da máquina mais econômico.
Para coletar o máximo de dados possível sobre a qualidade dos trabalhos em andamento e o nível de funcionalidade da máquina, ele ajuda a incluir vários sensores nas máquinas. No entanto, isso representa um novo desafio, já que mais sensores levam a mais fios e um aumento nos fios leva a um projeto de máquina mais caro. O excesso de fios também aumenta a complexidade, o que significa que levará mais tempo para comissionar uma nova máquina e solucionar quaisquer problemas que surgirem.
Os clientes esperam que as máquinas ofereçam maior desempenho em um design mais compacto e querem que essas máquinas sejam entregues mais rapidamente a preços atraentes. Sensores com redes integradas ou blocos de E/S remotos ajudam a controlar o tamanho do gabinete e a reduzir a complexidade da máquina graças à redução resultante da fiação. Com os sensores convencionais, é necessário colocar os fios totalmente de volta ao PLC
Em setores como a fabricação automotiva e a produção de alimentos e bebidas, os sensores enfrentam todos os tipos de produtos químicos e processos potencialmente destrutivos. Produção de laticínios, processamento de aves, processamento de carne bovina e aplicações semelhantes usam tratamentos intensos de lavagem para eliminar o crescimento de bactérias e fungos. Essas lavagens incorporam produtos químicos agressivos, temperatura elevada e sprays de alta pressão.
Os sensores usados nessas indústrias precisam ser classificados como IP69K para lavagem, tanto por causa da longevidade geral quanto da economia, e também porque eles – como todo o resto na linha de produção – devem ser limpos regularmente para evitar níveis perigosos de crescimento bacteriano. Se os sensores forem muito delicados para serem lavados, eles provavelmente serão danificados no processo de limpeza, deixarão de funcionar prematuramente e farão com que os fabricantes experimentem um tempo de inatividade não planejado que, de outra forma, seria evitável.
Em aplicações automotivas e corte de tubos de metal, uma causa comum de quebra do sensor é o óleo de corte. Os sensores resistentes a óleo classificados como IP67G oferecem durabilidade robusta para ambientes adversos, de modo que os fabricantes que usam os fluidos de corte podem eliminar a entrada de óleo por qualquer caminho, o que, por sua vez, minimizará o tempo de inatividade inesperado da máquina e reduzirá o custo de propriedade de seus equipamentos. Esses sensores mantêm o óleo fora com êxito por meio de invólucros de cabo de fluororesina que oferecem resistência extra-forte à deterioração e aumentam a proteção nas articulações e seções móveis.
Se uma máquina estiver começando a apresentar problemas de funcionamento, os sensores serão os primeiros a saber. Ou seja, eles serão os primeiros a coletar dados anormais que possam apontar para problemas na máquina. No entanto, se esses dados não forem comunicados e analisados adequadamente, a deterioração da função da máquina poderá passar facilmente despercebida.
Sensores inteligentes, considerados um componente importante da Internet das coisas Industrial (IIoT) ou da Indústria 4.0, podem ajudar os usuários finais a monitorar o desempenho da máquina em tempo real. Como eles não precisam enviar dados por um ponto de E/S como os sensores convencionais, eles podem comunicar dados mais complexos do que um simples status ligado/desligado. Eles podem retornar informações de tempo de execução, temperatura aproximada e dados de saída ao longo do tempo, esses dados podem oferecer informações se uma parte da máquina pode deixar de funcionar em um futuro próximo.
Ao fornecer uma visão mais clara e detalhada de como o sistema está funcionando, os sensores inteligentes podem tornar a manutenção preditiva muito mais fácil e eficiente. Os fabricantes podem detectar problemas enquanto eles ainda são relativamente fáceis de corrigir e, assim, evitar longos períodos de inatividade. Em setores como a indústria automotiva, onde o tempo de inatividade pode custar de 10.000 a 12.000 dólares por minuto, os sensores inteligentes podem ser uma solução extremamente econômica.
Os benefícios dos sensores inteligentes vão muito além da manutenção preditiva. Com a adoção das tecnologias IIoT aumentando em todo o mundo, as máquinas exigem maior largura de banda. Ethernet é o novo padrão para comunicação máquina a máquina graças às suas inúmeras vantagens, incluindo escalabilidade fácil, velocidades mais rápidas e simplificação de rede.
A base da IIoT são os dados, especificamente os dados no nível da máquina coletados no nível do sensor. A análise de nível superior e os benefícios de uma solução IIoT dependem da qualidade e da versatilidade dos dados coletados no nível da máquina. Os sensores inteligentes podem ajudar os fabricantes a aproveitar os benefícios de uma solução IIoT, incluindo custos mais baixos e tempo de inatividade reduzido, pois fornecem mais dados em geral para o sistema de execução de fabricação.
Para oferecer alguns exemplos de dados fornecidos pelos mais recentes sensores IIoT da Omron, a próxima família de sensores de proximidade E2E pode comunicar quando um objeto ou alvo está chegando muito perto do sensor e pode danificá-lo. Além disso, o mais recente sensor fotoelétrico de tempo de voo da Omron, o E3AS-F, pode fornecer dados de medição através do IO-Link.
Os esforços para tornar a construção de máquinas mais econômica nunca devem ignorar os sensores. Quando os construtores de máquinas escolhem os sensores certos para as necessidades de seus clientes, eles podem garantir que essas máquinas terão maior longevidade, menor área ocupada e manutenção preditiva mais eficiente. Os sensores desempenham um papel significativo em todos os aspectos da funcionalidade da máquina e da resistência ao desgaste.
Em resumo, os construtores de máquinas podem empregar as seguintes estratégias para manter suas máquinas econômicas e confiáveis:
Os construtores de máquinas que aproveitam as estratégias acima e consideram a tecnologia de detecção um foco importante para a economia a longo prazo receberão uma satisfação muito maior do cliente graças a melhorias drásticas na facilidade de uso, flexibilidade e produtividade geral.
Este artigo foi escrito por Michael Hamoy, Gerente de Produtos - Sensores, e Felix Klebe, Gerente de Marketing - Sensor e Detecção Avançada, na Omron Automation Americas, Hoffman Estates, IL. Originalmente publicado pela Tech Briefs em junho de 2020.
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