Contexto
Nuestro cliente brinda el servicio de agua potable a cerca de 10 localidades del área metropolitana. Además de las plantas de potabilización cuenta con las plantas de bombeo que son las responsables de enviar el agua con presión suficiente a las viviendas de las diferentes zonas de cada localidad.
Un equipo de bombeo está conformado principalmente por dos partes: la bomba y su accionador, el cual es un motor eléctrico. A este par de elementos se le denomina “grupo”. Cada planta de bombeo tiene tres grupos de bombas: G1, G2 y G3.
Los técnicos de las plantas son las personas responsables de la operación y el mantenimiento de estas instalaciones, con el fin de garantizar el suministro continuo del agua en el área metropolitana. Los mantenimientos periódicos que se deben realizar en las plantas de bombeo son los siguientes:
- Mantenimiento en Sellos mecánicos
- Mantenimiento de Empaques
- Mantenimiento en Motor Eléctrico
- Mantenimiento en VFD
- Mantenimiento para Alineación
- Calibración de sensores
Cuando se debe realizar mantenimiento a un grupo de bomba-motor se debe detener su funcionamiento. Esto puede afectar eventualmente la prestación del servicio.
Descripción del problema
En la actualidad los técnicos de plantas tienen las siguientes dificultades:
- Necesitan realizar un alto número de visitas a campo para realizar la inspección de equipos.
- Sufren por tiempos lentos de descarga y preparación de información.
- Tienen que realizar complejos análisis de anomalías manualmente.
- Tienen que realizar un alto número de mantenimientos correctivos.
Necesitan por tanto una solución que les disminuya el trabajo manual y mejore la eficiencia en sus labores. Por ejemplo, necesitan una mejor forma de identificar anomalías, realizar predicción de fallas y hacer análisis de eficiencia, con el fin de facilitar la cuantificación de los desgastes de rodamiento, desgastes de rotores de motores, tiempos de fallas, entre otros.
Descripción de la solución
Se desarrolló una solución de operación y mantenimiento de plantas de bombeo que incluye:
Un gemelo digital de cada planta de bombeo, el cual es un modelo lógico que permite visualizar la información de los diferentes sensores presentes en la planta, y simular diferentes escenarios.
La solución incluye una plataforma IoT la cual tiene módulos de lectura multiprotocolo que le permiten leer remotamente la información de los sensores y de multiples fuentes de datos, y luego almacenarla centralizadamente
Una solución basada en analítica avanzada y “machine learning” que recibe continuamente la información de los sensores y realiza tanto detección de anomalías como predicción de fallos.
Algunas de las fallas que se pueden predecir, por ejemplo, relacionadas con vibraciones son:
- Desbalanceo
- Fallas en rodamientos
- Holgura mecánica
- Desalineamiento
- Resonancia y Frecuencias naturales
- Fallas eléctricas en motores
- Torsión de eje
- Fallas en cajas de engranes
- Cavitación en bombas
- Velocidades críticas
- Fallas en cajas de engranes
- Cavitación en bombas
- Velocidades críticas
La solución cuenta con servicios cognitivos que pueden identificar automáticamente y sin intervención humana las anomalías mecánicas, hidráulicas y/o eléctricas y programar en consecuencia un mantenimiento basado en una condición
Un “dashboard” o tablero que permite visualizar continuamente el estado de los activos de cada planta de potabilización, así como las alertas que se generan por elementos que requieren mantenimiento o reemplazo. Este tablero se puede ver desde el celular.
Beneficios para el negocio
Con esta solución el negocio pudo pasar de un esquema de mantenimiento programado y mantenimiento correctivo a un esquema de mantenimiento basado en condición, en el cual el mantenimiento de los elementos se realiza en el momento preciso en el que se requiere. Esto aumenta el tiempo de disponibilidad de cada instalación y reduce los costos de operación y mantenimiento.
Se obtuvo una generación automática de reportes eléctricos, hidráulicos y mecánicos.
Finalmente, la información obtenida en tiempo real de la planta también facilita realizar análisis de eficiencia energética.
Todo lo anterior ayuda a reducir los costos de operación y mantenimiento con la ayuda de estas nuevas tecnologías.
Tecnologías utilizadas
- Computación en la Nube
- Internet de las cosas
- Ciencia de datos
- Machine learning
- Integración con plataformas de integración por medio de protocolos.
