Desarrollo de un sistema mantenimiento basado en condición con incorporación de indicadores de sostenibilidad energética para el proceso productivo de fibrocemento en la empresa Plycem bajo el concepto IoT

Abstract

El sector industrial es el segundo sector con mayor consumo energético en Costa Rica, además, los resultados de algunas investigaciones muestran que el mantenimiento basado en la condición puede tener una influencia positiva en la gestión energética, para este proyecto se tiene como objetivo establecer esa correlación entre el mantenimiento basado en la condición y el rendimiento energético para un sistema electromecánico en la compañía Plycem Construsistemas S.A. En este trabajo se realiza un análisis de la situación energética, a partir de la base de datos de la compañía y el balance energético disponible, con esto se identifican los sistemas electromecánicos de mayor impacto energético, de los cuales se selecciona uno de los hornos, después de realizar un análisis comparativo por consumo, costos y toneladas producidas. Además, se desarrolla una Análisis de Modos de Falla, Efecto y Criticidad (AMFEC) para el horno seleccionado, utilizando como guía la norma IEC 60812:2018 y para establecer el componente para ser monitoreado en tiempo real, para esto se considera la influencia en la productividad y el rendimiento energético del horno; también se definen los parámetros a monitorear y el índice de salud para evaluar la condición del componente. Además, como parte de este proyecto se plantea un prototipo del sistema de monitoreo, esto se realiza a través de una simulación con el software LabVIEW donde se cuenta con una interfaz donde se muestran los datos monitoreados, también la estructura para el almacenamiento de los datos para su futuro análisis y tiene la capacidad de generar alarmas cuando se superen los umbrales de funcionamiento establecidos. Como parte final del proyecto, se desarrollan estimaciones de pérdidas económicas por concepto de consumo energético que pueda provocar el horno al trabajar con un aislamiento deteriorado que se podrían prevenir con una intervención oportuna implementando un monitoreo de la condición.

The industrial sector is the second sector with the highest energy consumption in Costa Rica, in addition, the results of some investigations show that the condition based maintenance can have a positive influence on the energy management , for this project the objective is to establish that correlation between the condition based maintenance and the energy performance for an electromechanical system in the company Plycem Construsistemas S.A. In this work, it is done an analysis of the energetic situation, from the data base of the company and the available energetic balance, with this, it can be identified the electromechanics systems of the major energetic impact, from this, one of the furnaces is selected, after doing a comparative analysis by consume, cost and produced tons. Besides, it is developed a Failure Modes, Effects and Criticality Analysis (FMECA) for the chosen furnace, using as guide the standard IEC 60812:2018 and for establishing the component for being monitored in real time, for this it is considered the influence in the productivity and the energetic performance of the furnace; the parameters to be monitored and the health index to evaluate the condition of the component are also defined. Furthermore, as part of this project, it is presented a prototype of the monitoring system, this is done through a simulation with the software LabVIEW where it has an interface where it is shown the monitored data, also the structure for then data storage for its future analysis, and it is capable of generating alarms when the established functioning thresholds are surpassed. Finally, it is developed some estimates of economic loss due to energetic consume that the oven could cause while working with a deteriorated thermal insulation which can be prevented with a pertinent intervention implementing a condition monitoring.