Diseño de un sistema de monitoreo de condición de modos de falla del equipo encargado del enfriamiento de los moldes por inyección de plásticos de la compañía ElectroPlast

Abstract

En el presente proyecto, se propone diseñar un sistema de monitoreo, según los modos de falla inaceptables, con base en el análisis de criticidad del equipo de refrigeración de agua para el enfriamiento de los moldes de las máquinas inyectoras de la empresa ElectroPlast. Actualmente, en la empresa se implementa un sistema de monitoreo de las condiciones en las que debe estar el agua helada, tal como presión, temperatura y caudal; sin embargo, no hay un monitoreo que se enfoque en el equipo del sistema de refrigeración de agua. Se toma en cuenta que ElectroPlast posee un equipo con menos de un año de uso, lo que hace que este sea el momento ideal para empezar a tomar datos relevantes de los comportamientos de los elementos críticos para obtener históricos de las condiciones, un patrón del estado del equipo y poder determinar en un tiempo establecido qué tanta degradación se muestra con el paso del tiempo, así como contar con un sistema que presente un monitoreo en tiempo real del funcionamiento de los equipos y genere una alarma en caso de que algún parámetro medido esté fuera de lo normal. Se implementa un Análisis de Modos de Fallas, Efectos y Criticidad (AMFEC) como herramienta para determinar los modos de falla más relevantes en el sistema y, por medio de estos, se relacionaron al elemento del equipo para identificar cuál es de suma importancia monitorear y qué se debe monitorear, con base en la categoría denominada como “Inaceptable”. Posteriormente, se crea un prototipo para ejemplificar cómo sería un método de monitoreo aplicado capaz de tomar datos en tiempo real y que por medio de comunicación inalámbrica se transmitan los datos del comportamiento de las variables tomadas del equipo, que en este caso fue el de la corriente como propuesta para implementar a futuro un Análisis de la Firma de la Corriente del Motor, o AFCM por sus siglas. Con el software LabView, por medio de una medición a través de simulación de variables importantes, según el AMFEC realizado y siguiendo el índice de salud del equipo o elemento, se crean rangos de parámetros en los cuales el equipo debe estar trabajando y, en caso de algún fallo o funcionamiento incorrecto, se notifica por medio de correo a las partes interesadas. Además, se guarda un histórico de los datos, con el fin de una futura implementación de sistemas expertos en la empresa. Finalmente, se realiza el análisis económico por medio de los indicadores VAN y TIR para determinar la viabilidad del proyecto, el cual dio como resultado la viabilidad del proyecto con una ganancia de un 48 % en tan solo un año, si se llegara a realizar su implementación.

In the present project, it is proposed to design a monitoring system, according to the unacceptable failure modes, extremely in the criticality analysis of the water cooling equipment for the cooling of the molds of the ElectroPlast company's injection machines. Currently, the company implements a monitoring system for the conditions in which the chilled water must be, such as pressure, temperature and flow, however, there is no monitoring that focuses on the equipment of the water cooling system. It is taken into account that ElectroPlast has equipment with less than a year of use, which makes this the ideal time to start taking relevant data on the behavior of critical elements to obtain historical conditions, a pattern of the state of the equipment and to be able to determine in a set time how much degradation is shown over time, as well as having a system that presents real-time monitoring of the operation of the equipment and generates an alarm in the event that any parameter measured this is out of the ordinary. An Analysis of Failure Modes, Effects and Criticality (FMECA) is implemented as a tool to determine the most relevant failure modes in the system, and through these, they were related to the element of the equipment to identify which one is of utmost importance. and monitor what should be monitored, broadly in the category called “Unacceptable”. Subsequently, a prototype is created to exemplify what an applied monitoring method would be capable of taking data in real time and transmitting data on the behavior of the variables taken from the equipment by means of wireless communication, which in this case was that of the current. as a proposal to implement in the future a Motor Current Signature Analysis or AFCM for its acronym. With the LabView software, by means of a measurement by means of simulation of important variables, according to the AMFEC carried out and following the health index of the equipment or element, ranges of parameters are created in which the equipment must be working, and in case of any failure or incorrect operation is notified by mail to the interested parties, in addition, a history of the data is kept for the purpose of a future implementation of expert systems in the company. Finally, the economic analysis is carried out through the NPV and IRR indicators to determine the viability of the project, which resulted in the viability of the project, leaving a profit of 48% in just one year if its implementation were carried out.