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Solución pionera de espectro en cascada a mantenimiento

7 de junio de 2021

Dynamox es uno de los pioneros en el mundo en ofrecer gráficos web interactivos en 3D para visualizar la evolución de los datos del análisis espectral en un punto monitoreado por sensores inalámbricos de vibración y temperatura, los DynaLoggers, a lo largo de un periodo de tiempo.

El gráfico puede girarse, arrastrarse y acercarse o alejarse, lo que permite inspeccionar de cerca la evolución de los espectros.

Además, se dispone de diferentes escalas de colores y anotaciones para facilitar la elaboración de informes de diagnóstico de fallos por parte de los equipos de mantenimiento predictivo de industrias de diferentes segmentos.

El gráfico del espectro en cascada (también conocido como cascada espectral) permite ver en un solo gráfico una serie de espectros del mismo punto de control recogidos en diferentes momentos.

Esta herramienta es fundamental para la observación de las variaciones de los espectros a lo largo del tiempo, que pueden mostrar la aparición de fallos prematuros o cambios en el estado de funcionamiento del equipo en términos de rangos de frecuencia. 

Tradicionalmente, este tipo de gráfico es estático o tiene poca interacción, y se genera en plataformas offline debido a la complejidad computacional, lo que significa que hay que instalar previamente un software o plataforma en el ordenador.

Además, a menudo se cargan los datos de los colectores offline uno por uno, para obtener las mediciones espectrales realizadas. En este caso, el límite de utilización de estos datos puede ser grande, con decenas de espectros visualizados al mismo tiempo.

En el software en línea, el espectro en cascada se presenta comúnmente en forma de bandas o con espectros más pequeños (< 6400 líneas) o con pocos espectros (< 10 recolecciones), para asegurar la performance al generar el gráfico, y puede tener limitaciones en cuanto al uso de marcadores, filtros y movimiento en el gráfico.

Dynamox creó una solución diferenciada, que permite generar el gráfico en la Plataforma Dynamox Web, en el navegador del cliente, utilizando datos almacenados en la nube y totalmente online, interactivos y personalizables.

La manipulación de gráficos también es sencilla y rápida. Un gráfico puede moverse o girarse fácilmente arrastrando el mouse, como en las aplicaciones 3D comunes. El principal desafío de esta aplicación es hacer que el gráfico del espectro en cascada esté disponible con un gran número de recolecciones al mismo tiempo.

En términos de performance, en la Plataforma Dynamox Web, este gráfico puede ser generado en menos de 5 segundos (dependiendo de la velocidad de conexión a Internet), para 10 espectros con 16 mil líneas cada uno. Así, para generar gráficos con más espectros, este tiempo puede ser relativamente más largo. 

Para garantizar el diagnóstico y la elaboración de informes, los espectros de aceleración, velocidad y desplazamiento están disponibles para su visualización, junto con filtros de paso bajo, paso alto y paso banda. Además, los gráficos cuentan con innovadores marcadores que se mueven con el gráfico y esquemas de color que resaltan los picos y bandas de defectos en cada recolección.

cascada

Tendencia espectral x Espectro en cascada

A diferencia de los gráficos de tendencias espectrales, que permiten observar la evolución de las métricas globales o por bandas de frecuencia, el espectro en cascada muestra los espectros de la misma manera que se ven en los análisis espectrales individuales.

De este modo, es posible seguir todos sus detalles, como la aparición de armónicos, la evolución de los niveles en una banda concreta o incluso las variaciones en la frecuencia fundamental del funcionamiento de la maquinaria rotativa. 

La figura 1 muestra un ejemplo de la visualización del espectro en cascada. En este caso, la herramienta permite identificar la evolución de un defecto del rodamiento de un tambor desviador de un transportador de correa, caracterizado por una resonancia en el rango de 600 a 800 Hz.

Figura 1: Visualización del espectro en cascada.

Cómo acceder

Se puede acceder al espectro en cascada desde Spot Viewer (Figura 2) o Spectral Viewer (Figura 3). A continuación, puede seleccionar los espectros que desea ver, (Figura 4).

Figura 2: Acceso al espectro en cascada desde el Spot Viewer

Figura 3: Acceso al espectro en cascada desde Spectral Viewer

Figura 4: selección espectral para la visualización en cascada

Configuraciones

Sólo los espectros de la misma configuración pueden mostrarse en el formato de cascada, es decir, la frecuencia máxima, el eje monitoreado y la duración serán los mismos para todos los espectros mostrados en la cascada.

Filtrado de la aceleración RMS

Es habitual que se produzcan recopilaciones espectrales cuando la máquina está inactiva. Por lo tanto, el campo de límite de aceleración RMS permite que sólo se muestren al usuario los espectros con niveles de vibración superiores a este valor, en todos los ejes disponibles.

Recursos

Una vez en la pantalla del espectro en cascada, hay varias herramientas disponibles para facilitar el diagnóstico de fallos.

Interactividad

El usuario puede interactuar con el gráfico utilizando sólo el ratón. El gráfico puede girarse con el botón izquierdo, arrastrarse con el botón derecho y ampliarse o reducirse con el botón de desplazamiento, como se ve en la figura 5.

Además, al pasar el mouse por encima del gráfico, se presenta información sobre la amplitud, la frecuencia y la fecha de recolección.

Figura 5: ejemplo de manipulación del espectro en cascada.

Magnitudes del espectro

Al igual que en las pantallas de visualización del espectro, puede elegir la magnitud física deseada (aceleración, velocidad y desplazamiento) directamente desde la barra de herramientas situada justo encima del gráfico.

En el eje de frecuencias, puede ver los espectros en Hz o CPM y elegir entre la escala logarítmica o lineal para una mejor visualización.

Filtros de paso bajo, paso alto y paso banda

Los filtros de frecuencia tradicionales pueden aplicarse a todos los espectros de la cascada. Los límites mínimo y máximo de las frecuencias mostradas se actualizan automáticamente cuando se aplica un filtro.

Anotaciones

Es posible añadir anotaciones a espectros individuales o a todos ellos simultáneamente para la elaboración de informes. Un ejemplo típico de anotación puede verse en la Figura 6.

Figura 6: ejemplo de anotaciones del espectro en cascada

Escalas de colores del espectro

Existen diferentes escalas de color para resaltar la información transmitida por el espectro en cascada. La versión actual tiene las opciones de escalado de color por máximo global (a), máximo por espectral (b), uno de cada color (c) y todos con el mismo color para el eje seleccionado (d), ilustrado a continuación.

En el caso de la aplicación de los defectos en los rodamientos, por ejemplo, la visualización (a) permite identificar que los valores máximos de amplitud se concentran en los últimos espectros del periodo analizado y que son significativamente mayores que los del principio.

Por otro lado, la visualización (b) revela que, en todos los espectros, las mayores amplitudes se concentran en el mismo rango de frecuencias. La combinación de estos dos datos permite concluir que existe una misma zona de resonancia presente en todos los espectros y que evoluciona con el tiempo, lo que justifica un plan de intervención para evitar la ruptura de este rodamiento.

Vea cómo puede cambiar los colores en la Plataforma:

En la demostración de abajo, puede comprobar el cambio de color por eje:

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