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Espectro em cascata: a Dynamox é uma das pioneiras no mundo a disponibilizar gráficos web em 3D interativos para visualização da evolução de dados de análise espectral em um ponto monitorado pelos sensores sem fio de vibração e temperatura, os DynaLoggers, durante um espaço de tempo.
Desta forma, é possível rotacionar, arrastar e ampliar ou reduzir o gráfico, permitindo uma inspeção minuciosa da evolução das espectrais.
Além disso, diferentes escalas de cores e anotações estão disponíveis para facilitar a elaboração de relatórios de diagnóstico de falhas. Isto é, as equipes de manutenção preditiva de indústrias de diferentes segmentos podem aproveitar essas ferramentas na gestão da manutenção e dos ativos.
O gráfico espectro em cascata (também conhecido como cascata espectral) permite a visualização de uma série de espectros de um mesmo ponto de monitoramento coletados em diferentes momentos em um único gráfico.
Esta ferramenta é fundamental para a observação de variações nos espectros ao longo do tempo. Assim, é possível evidenciar o surgimento de falhas prematuras ou mudanças na condição de operação do equipamento em termos de faixas de frequência.
Tradicionalmente, este tipo de gráfico é estático ou possui pouca interação. Por isso, é gerado em plataformas offline devido à complexidade computacional, o que significa que um software ou plataforma precisa ser instalado previamente no computador.
Além disso, costumam-se carregar dados a partir de coletores offline um a um para obter as medidas espectrais realizadas.
Neste caso, o limite do uso desses dados pode ser grande, com dezenas de espectros mostrados ao mesmo tempo.
Em softwares online, o espectro em cascata é comumente apresentado em forma de bandas ou com espectros menores (< 6400 linhas) ou com pouco espectros (< 10 coletas). Assim, garantindo a performance no momento de geração do gráfico. Mas, estes podem possuir limitações com relação ao uso de marcadores, filtros e movimentação no gráfico.
A Dynamox criou uma solução diferenciada. Ela permite gerar o gráfico na Plataforma Dynamox Web, no navegador do cliente, usando dados armazenados em nuvem e totalmente online, interativo e customizável.
A manipulação gráfica também é simples e rápida. Isto é, um gráfico pode ser facilmente movimentado ou girado ao arrastar o mouse, como em aplicações 3D comuns.
O principal desafio por trás desta aplicação é disponibilizar o gráfico de espectro em cascata com um grande número de coletas ao mesmo tempo.
Em termos de performance, na Plataforma Dynamox Web, este gráfico pode ser gerado em menos de 5 segundos (dependendo da velocidade da conexão da internet). O tempo em questão é uma média para 10 espectros com 16 mil linhas cada.
Assim, para geração de gráficos com mais espectros esse tempo pode ser relativamente maior.
Para garantir o diagnóstico e geração de relatórios, os espectros de aceleração, velocidade e deslocamento estão disponíveis para visualização. Junte deles, estão disponíveis filtros passa-baixa, passa-alta e passa-banda.
Além disso, os gráficos contam com marcadores inovadores que se movimentam com o gráfico. Além dele, um esquema de cores que destacam picos e bandas de defeitos em cada coleta.
Ao contrário dos gráficos de tendência espectral, que permitem observar a evolução de métricas globais ou por bandas de frequência, o espectro em cascata exibe os espectros da mesma maneira em que são visualizados nas análises espectrais individuais.
Desta forma, é possível acompanhar todas as suas nuances. Por exemplo, o surgimento de harmônicos, uma evolução de níveis em uma banda específica ou, ainda, variações na frequência fundamental de operação de máquinas rotativas.
A Figura 1 mostra um exemplo da visualização do espectro em cascata. Neste caso, a ferramenta permite identificar a evolução de um defeito do rolamento de um mancal de tambor de desvio de um transportador de correia, caracterizado pela ressonância na faixa de 600 a 800 Hz.
Como acessar
O acesso ao espectro em cascata ocorre a partir de Spot Viewer (Figura 2) ou Spectral Viewer (Figura 3). Em seguida, é possível selecionar quais espectros serão visualizados, (Figura 4).
Veja figura 2: Acesso ao espectro em cascata a partir da Spot Viewer
Figura 3: Acesso ao espectro em cascata a partir da Spectral Viewer
Figura 4: seleção de espectrais para visualização em cascata
Vale lembrar que a exibição em formato de cascata só é possível para espectrais de mesma configuração. Ou seja, frequência máxima, eixo monitorado e duração serão os mesmos para todas as espectrais visualizadas na cascata.
É comum a ocorrência de coletas espectrais quando a máquina está desligada. Desta forma, o campo limiar de aceleração RMS permite a exibição apenas espectrais com níveis de vibração acima deste valor, em todos os eixos.
Uma vez na tela de espectro em cascata, diversas ferramentas estão disponíveis para facilitar o diagnóstico de falhas.
O usuário pode interagir com o gráfico utilizando apenas o mouse. Isto é, pode-se navegar no gráfico rotacionado-o utilizando o botão esquerdo, arrastado utilizando o botão direito e ampliado ou reduzido, utilizando o botão de scroll.
Assim como nas telas de visualização de espectro, o usuário pode escolher a grandeza física desejada (aceleração, velocidade e deslocamento) diretamente na barra de ferramentas. Opção localizada logo acima do gráfico.
No eixo da frequência, é possível visualizar os espectros em Hz ou CPM e escolher entre a escala logarítmica ou linear para melhor visualização.
Filtros de frequência tradicionais são adequados em todos os espectros da cascata. Os limites mínimo e máximo de frequências visualizadas se atualizam automaticamente quando há a aplicação do filtro.
É possível adicionar anotações em espectrais individuais ou em todas simultaneamente para a confecção de relatórios. Veja um exemplo típico na Figura 6:
Figura 6: exemplo de anotações no espectro em cascata
Diferentes escalas de cores estão disponíveis para evidenciar a informação transmitida pelo espectro em cascata. A versão atual conta com as opções de: escala de cores por máximo global (a), máximo por espectral (b), uma de cada cor (c) e todas com a mesma cor para o eixo selecionado (d), ilustradas abaixo.
No caso de aplicação de defeito em rolamento, por exemplo, a visualização (a) permite identificar que os valores máximos de amplitude. Estes que se concentram nas últimas espectrais do período analisado e que são significativamente maiores que aquelas no início. Já a visualização (b) revela que, em todas, as maiores amplitudes se concentram na mesma faixa de frequência.
A combinação destas duas informações resulta na conclusão de que há uma mesma zona de ressonância presente em todos os espectros. Além disso, vê-se a evolução com o passar do tempo, justificando um plano de intervenção para evitar a quebra deste rolamento.
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