Como aplicar perfil térmico, manutenção preventiva e diagnóstico remoto na indústria

Quando falamos sobre monitoramento de temperatura, nos remetemos à processos em que a precisão, conservação e controle são fatores determinantes. Mas, mesmo dentro da indústria podemos encontrar segmentos com diferentes necessidades dentro de um só processo. Por isso, se torna imprescindível o registro de perfil térmico e a utilização do equipamento de medição correto para cada ocasião. 

Se analisarmos os processos industriais que exigem mais de uma opção de temperatura controlada, os controladores PID são perfeitos para garantir a qualidade, pois são equipamentos que garantem uma resposta rápida e muito precisa em processos altamente dinâmicos de perfis complexos. Porém quando trabalhamos com perfis específicos de temperatura, precisamos garantir que o controle vá além do PID. 

Perfis Térmicos específicos

O trabalho de um perfil específico varia em uma série de procedimentos e normas, que precisam ser respeitados para que não afete o decorrer do processo. Um bom exemplo disso é quando tratamos da Calibração de Câmaras Térmicas, na qual o seu processo precisa estar de acordo com as normas vigentes para essa categoria de operação. Por conta disso, são utilizados mais de um sensor de medição, justamente para ter o acompanhamento de mais zonas e, consequentemente, ter uma melhor noção de como se comporta a temperatura.  

Outro processo importante em perfis específicos é o Tratamento Térmico de Peças, que atende a diversos segmentos e mercados com ampla variedade de aplicações.
Esse tipo de processo é essencial quando as peças precisam atingir um determinado grau de dureza para cumprir requisitos técnicos de desempenho e durabilidade. Alguns dos principais setores que utilizam esse tipo de tratamento são: 

• Indústria Automobilística e Aeronáutica;

• Indústria Metalmecânica;

• Indústria Agrícola;

• Indústria da Construção.

Em indústrias onde se trabalham com peças de motor, materiais pesados, engrenagens etc., é preciso estar muito bem definido os graus de dureza e temperatura, pois eles devem estar alinhados com as normas e padrões de qualidade vigentes para a execução dos próximos processos. 

Outro grande trabalho de perfil específico é voltado para o tratamento de Esterilização e Higienização de Ferramentas, onde encontramos mais uma variedade de segmentos e aplicações, como: 

• Hospitalar; 

• Laboratórios; 

• Cosméticos; 

• Medicina Estética; 

• Medicina Odontológica. 

Estes são processos que se utilizam de esterilização e higienização, feitos por equipamentos como Autoclave ou até mesmo acompanhado de controladores de umidade e temperatura. 

Não podemos deixar de citar também a Indústria de Plástico, um dos grandes segmentos quando o assunto é tratamento e monitoramento de temperatura, com processos de embalagem, moldagem, extrusão e equipamentos como Túneis de Encolhimento, entre outros. 

O N1040, produto da NOVUS, é muito utilizado para a indústria do plástico devido ao seu custo-benefício e precisão de PID.  

A importância dos registros 

Os registros servem para garantir a prova do que está sendo realizado, além de ajudarem no rastreio de lotes (auxiliando a identificar os lotes com problemas) e auditorias que são realizadas para comprovar que os processos estão sendo cumpridos e que as devidas normas estão sendo seguidas. 

Em processos com controladores de temperatura ou controladores específicos, o equipamento opera com set-point, rampas e patamares definidos conforme a norma aplicável àquela execução.
Esses parâmetros podem variar em aspectos como:  

• tempo de estabilização;

• alarmes de sobretemperatura (temperatura acima do alvo);

• e tolerância nas variações durante o período de estabilidade.  

Quando todas essas informações são registradas, é possível não apenas avaliar e rastrear lotes anteriores, mas também monitorar o processo em tempo real durante a sua execução. 

Conseguimos em tempo real saber se a estabilização atinge o patamar requisitado, se vai manter a estabilidade, se a sobretemperatura atingiu o seu nível máximo, se as rampas e patamares estão se comportando de acordo com o que foi requisitado ou qualquer outra informação necessária.  

O motivo de ser tão necessário, é por conta do desgaste ou a degradação do produto ao longo do tempo, seja pela temperatura, pela umidade ou até uma instalação malfeita, onde vai modificar o comportamento do produto fazendo com que não consiga performar da melhor forma.  

Sendo assim, esse monitoramento auxilia na detecção de não conformidades, permitindo que elas sejam identificadas e ajustadas o mais rápido possível. Caso isso não ocorra com agilidade, o problema pode gerar grandes prejuízos, especialmente em lotes com milhares de peças, por exemplo.  

Outro ponto importante é a exigência dos clientes em relação ao registro dos processos, para comprovação de que foram executados corretamente. Esses registros servem como evidência de conformidade com as normas e são frequentemente solicitados por auditores durante validações.  

ARMAZENAMENTO DE REGISTROS 

Para se obter o registro dos dados, é necessário alocá-los em algum banco de dados. Hoje temos variadas opções no mercado, mas a forma tradicional de se armazenar esses dados é através de um Data Logger (como o FieldLogger da NOVUS). O controlador estará conectado em um data logger onde ele vai ler as informações e registrá-las na memória, que pode ser analisado em tempo real ou posteriormente em algum software de aquisição de dados ou um software supervisório, como o software SCADA. 

Conseguimos então compreender os diferentes tipos de perfis e em como cada segmento ou aplicação é moldada pelo processo correto, além, do registro de todos os dados, que se faz indispensável quando buscamos uma excelência em qualidade no produto e serviço.  

MANUTENÇÃO PREVENTIVA 

Em toda grande execução se faz necessário a fiscalização do processo para se ter o controle de que tudo está alinhado e ocorrendo como deveria. Mas, o processo não ficará linear para sempre e por isso temos que saber quando entrarmos com a Manutenção Preventiva. Para isso, veremos a seguir os indicadores de manutenção, como MTBF e MTTR, utilizados para medir a performance de manutenção, veremos também a classificação ABC e os tipos de manutenção. 

A NOVUS possui um produto específico para essa manutenção: o LogBox LTE. 

Indicadores MTBF e MTTR na manutenção 

Os indicadores MTBF e MTTR são os dois principais indicadores de manutenção utilizados por empresas em diversos setores, mas principalmente na indústria. Eles também são usados para o monitoramento e aperfeiçoamento de resultados e permitem outros cálculos para outros indicadores. O objetivo principal de qualquer organização é aumentar o seu MTBF e diminuir o MTTR, como veremos a seguir. 

MTBF 

O MTBF é a sigla para “Mean Time Between Failures”, que traduzido seria, “Tempo Médio Entre Falhas”. Ou seja, quando falamos do indicador MTBF nos referimos a média de tempo que leva entre uma falha (um erro ou uma parada não programada) e a próxima falha que ainda irá acontecer. Abaixo podemos ver a fórmula utilizada para o cálculo e um exemplo prático: 

MTBF = (Tempo total – Tempo perdido) / (Quantidade de paradas).
 

Um equipamento teve 3 falhas (ou paradas não programadas) com 2 horas de tempo perdido. Sabendo que o processo total durou 17 horas, conseguimos calcular o seu MTBF: 

5h de MTBF = (17h Tempo Total – 2h Tempo Perdido) / 3 Paradas 

Nessa exemplificação, tivemos então um tempo médio de 5 horas de operação entre falhas. 

MTTR 

O MTTR é a sigla para “Mean Time To Repair”, que traduzido seria, “Tempo Médio Entre Reparos”, ou seja, quando falamos do indicador MTTR nos referimos sobre a média de tempo que se leva para realizar um reparo ou uma correção após uma incidência de falha. Abaixo podemos ver a fórmula utilizada para o cálculo e um exemplo prático: 

MTTR = (Tempo de parada) / (Quantidade de paradas). 

Usando o mesmo exemplo que utilizamos no MTBF, podemos utilizar para o MTTR. Nesse caso iremos utilizar o tempo total de parada (2 horas) e dividir pela quantidade de paradas (3 paradas) e teremos o resultado: 

40m de MTTR = 2h Tempo Parado / 3 Paradas 

Nessa exemplificação, tivemos então um tempo médio de 40 minutos entre reparos. 

Um detalhe importante para se atentar é que esses dados são informações estimadas olhando para o processo que já aconteceu, não significa que precisamente depois de 5 horas exatas a máquina vai falhar ou vai acontecer uma parada não programada. Esses dados só nos mostram um dado que pode ser levado em consideração como estatística para fins de aprimoramento e melhorias nos processos. 

Mas então para que serve saber todos esses dados? Saber o tempo parado é fundamental, pois tempo parado é dinheiro perdido na fábrica e na empresa. Quanto mais conseguirmos prever que determinada máquina vai falhar, é possível fazer um planejamento ou planejar uma manutenção preventiva. Se temos ciência de que a cada 5 horas na média ele falha, podemos planejar uma verificação a cada 4 ou 3 horas para evitar que aconteça uma parada maior.

Classificação ABC DE Manutenção 

A classificação ABC é utilizada para determinar a gravidade de uma parada, levando em conta fatores como o tipo de peça envolvida ou os riscos associados a uma falha. Algumas peças, quando falham, geram impactos mais críticos do que outras (semelhante ao conceito de engrenagens mestras e auxiliares). Também se considera o nível de risco que um erro pode causar no processo. A seguir, veremos cada nível dessa classificação. 

• Classificação A – Nesta classificação estão os equipamentos e maquinários de alta prioridade, onde suas falhas geram altos riscos de acidentes, seja para as pessoas ou até na contaminação do ambiente; 

• Classificação B – Aqui se consiste em paradas de prioridade média, onde a sua falha não irá gerar um acidente maior, mas afetará a capacidade da produção da máquina ou como um todo; 

• Classificação C – Por último temos a Classificação C que possui a prioridade baixa, pois não gera um acidente maior e nem afeta diretamente a capacidade de produção como, por exemplo, a falha de alguma impressora. Ela não afeta a produção, tirando casos em que a impressora faça parte do processo da linha de produção ou item necessário para determinado maquinário. Nesses casos sua prioridade pode variar entre alta e média e sua classificação mudará.   

Com essas classificações em mente, podemos ter as definições dos tipos de manutenção que teremos dentro do processo geral. 

Tipos de Manutenção  

Os tipos de manutenção são definidos pelo nível de prioridade ou de risco que o problema sugere. Quando temos falhas de alto risco e prioridade, tratamos com a Manutenção Preditiva. Para as falhas de médio risco e prioridade, tratamos com a Manutenção Preventiva. E para aquelas em que o risco e prioridade são baixos utilizamos a Manutenção Corretiva. 

A corretiva não se faz necessário um planejamento, será feito a correção quando der um erro maior ou quando conseguirmos ajustar. Agora com os outros dois tipos, Preditiva e Preventiva, é preciso arquitetar um planejamento: 

• Manutenção Preditiva – A preditiva precisa de um planejamento mais específico. Nesse caso é preciso adentrar mais afundo no processo, pois precisamos saber dos “sintomas” que estão afetando o todo, para descobrir quando vai ocorrer algum problema. Então aqui é exigido um monitoramento contínuo para que possamos detectar alguma possível falha da causa raiz do problema; 

• Manutenção Preventiva – Também precisamos de um planejamento, mas nesse caso ele é auxiliado pelos dados coletados anteriormente através do MTBF e MTTR. Possuindo o MTBF da máquina, se torna viável planejar paradas programadas para que com elas se possa fazer as devidas verificações necessárias e correções e, consequentemente, saber o MTTR para se ter a noção de quanto tempo em média levará os reparos e a máquina ou processo precisará ficar parado. 

As manutenções preditiva e preventiva exigem um banco de dados para registrar o histórico das intervenções e organizar um calendário com as próximas ações de ajuste ou paradas programadas. Já na manutenção corretiva, esse registro não é obrigatório, a menos que se deseje centralizar todas as informações em um único sistema. Isso reforça, mais uma vez, a importância do uso de um Data Logger na operação. 

Por fim, quando juntamos todas essas etapas obtemos um processo de manutenção e ajustes que serão feitas em maquinários ou até em execuções maiores que nos auxiliam a manter sempre o padrão de produto e qualidade no serviço.  

Diagnóstico Remoto  

Podemos definir Diagnóstico Remoto como o processo de identificar ou corrigir problemas em determinados produtos ou sistemas problemáticos utilizando informações que são enviadas e recebidas pelo dispositivo através da internet, ou seja, é possível o monitoramento do dispositivo ou do processo à distância.   

Possibilidades do Diagnóstico Remoto 

Dentro do escritório, de casa ou qualquer lugar, é possível identificar problemas e até fazer correções e alterações remotamente. 

Vejamos um exemplo para essa situação:  

Um roteador VPN anexado ao Data Logger, onde o acesso será feito através de um software SCADA ou específico do próprio Data Logger ou controlador, tudo através do acesso remoto via internet.  

Possuindo um servidor VPN podemos fazer um aprimoramento ainda nesse processo, pois com isto se torna possível fazer leitura e comparação de dados ou até fazer intervenções nos parâmetros de um controlador PID ou de um Data Logger, por exemplo. 

Vantagens e Desvantagens do Diagnóstico Remoto  

A principal vantagem clara desse processo é que não há necessidade de deslocamento até o local em que se encontra o dispositivo ou o conjunto do processo. Mas também existem outras vantagens, como: 

• Programação e Planejamento – Idas ao local para fazer intervenções de manutenção preditiva e preventiva, pois com os dados armazenados é viável um melhor planejamento e logística para que assim também se economize tempo e custo em deslocamento; 

• Possibilidade de Ajustes – Executar ajustes de parâmetros de configuração ou detectar possíveis problemas, ler os status da execução em tempo real; 

• Gerenciamento de Ativos – Possibilitando fazer a gerência de ativos quando existem muitos sites e equipamentos. 

A maior desvantagem do Diagnóstico Remoto é o custo de implementação, que é relativamente alto. Porém, é um recurso que se bem planejado e arquitetado, o retorno no investimento é muito positivo. 

O diagnóstico remoto é um ótimo investimento para quem quer adentrar no mundo da conectividade, que está se tornando uma questão cada vez mais comum no cenário global atual, claro que para isso evolve um planejamento e reajuste de recursos, mas os retornos tanto em qualidade e financeiramente são muito positivos. 

Conte com a NOVUS 

Com mais de 40 anos de experiência em monitoramento industrial, a NOVUS desenvolve tecnologias que viabilizam cada uma das etapas citadas neste material, desde o controle PID de precisão, como o registro de perfis térmicos e coleta de dados com Data Loggers, até o diagnóstico remoto com gateways de conectividade segura e integração com sistemas supervisórios.  

Seja em aplicações críticas como esterilização, tratamento térmico ou processos contínuos em ambientes industriais, as soluções da NOVUS garantem rastreabilidade, confiabilidade e integração total com sistemas de qualidade. Se sua operação busca eficiência, controle e conformidade, fale com um especialista da NOVUS e conheça como podemos apoiar sua jornada de automação e digitalização industrial.